Rpfan37在刺槐共生结瘤过程中的功能探究

目的:研究刺槐中与磷脂酰肌醇转运蛋白有较高同源性的基因Rpfan37的功能,为探究相关基因参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程提供新的思路。方法:通过前期研究,建立豆科植物刺槐与共生根瘤菌互作的抑制差减杂交反交文库,筛选疑似与共生结瘤相关的基因。利用PCR技术快速克隆经实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析基因在不同接菌时间及不同植物组织的表达。构建RNA干扰(RNAi)重组载体,转农杆菌介导转化植物根部,接种根瘤菌后验证该基因在刺槐共生结瘤过程的功能。结果:基因表达分析显示,在接菌与未接菌的刺槐根中,处理后第15天,Rpfan37表达均显著上调,但接菌与未接菌处理对该基因表达无显著影响;在成熟的根瘤中,该基因仅为低水平表达。RNAi转化植株的鲜重、株高、根长及结瘤数较对照组显著降低。在显微镜下观察到RNAi植株根毛发育异常;与对照相比,RNAi转化植株形成的根毛卷曲、根毛侵染线及根瘤原基数目均显著降低。根瘤石蜡切片结果显示RNAi植株根瘤中的侵染细胞与对照相比明显减少,分析豆血红蛋白表达发现,RNAi植株中根瘤发育成熟过程明显受阻。结论:在豆科植物刺槐中发现的相关基因Rpfan37能够参与刺槐共生结瘤过程,为研究磷脂酰肌醇转运蛋白在共生结瘤过程中的作用提供了新的理论基础。     

不同光照强度和温度对金钗石斛生长的影响

为了系统地研究不同光照强度下温度对金钗石斛(Dendrobium nobile)生长的影响,在金钗石斛分蘖期,于80μmol·m-2·s-1、160μmol·m-2·s-1、320μmol·m-2·s-1、640μmol·m-2·s-1的不同光强下,各设置5个温度(15℃、20℃、25℃、30℃、35℃)梯度对石斛进行处理。结果表明：石斛的生长与代谢随温度由低到高,表现出弱—强—弱的变化规律;80μmol·m-2·S-1光强下,石斛生长以25～30℃较为适宜;160μmol·m-2·s-1光强下则以20～25℃为适宜温度范围;320μmol·m-2·s-1与640μmol·m-2·s-1的中、强光照下,25℃处理石斛的生长优势尤为明显;不同光强下,石斛鲜重的增长大多以25℃处理更快,繁殖力则以20℃与25℃处理较高,各光强下的MDA含量随温度升高而先降后升,且均以25℃最低;可溶性蛋白质、可溶性总糖及叶绿素含量则表现出随温度由低到高而先增后减的趋势,其含量最高点均出现在25℃左右;净光合速率和叶绿素含量随光强和温度的变化趋势基本一致;各种光强下的暗呼吸速率均随温度升高而增大。因此,在不同的光照条件下,石斛生长的适宜温度均在25℃左右。光温处理引起石斛生理生化过程明显的相应变化表现出：高温和弱光照条件有利于石斛的株高增长,但不利于产量和质量提高;石斛的生长与MDA含量呈显著负相关(r80＝-0.9082、r160＝-0.9816、r320＝-0.8075、r640＝-0.8586),与可溶性糖含量呈一定正相关(r80＝0.7673、r160＝0.8892、r320＝0.8179、r640＝0.9278),并且石斛的生长与可溶性蛋白质含量、叶绿素含量、光合速率之间的变化趋势基本一致。     

GA3、6-BA对金钗石斛生长发育及生物碱含量的影响

在金钗石斛(Dendrobium nobile Lindl.)高分蘖期前用GA3和6-BA进行浸根处理,分析GA3和6-BA对金钗石斛生长发育及生物碱含量的影响.结果表明:GA3、6-BA处理使金钗石斛SOD、POD活性升高,可溶性蛋白质和可溶性糖含量增加; 用0.5～1.0mg·L-1GA3和10 mg·L-16-BA处理可使金钗石斛的总生物碱含量分别增加6.7%～10.1%和3.4%;石斛碱的含量不受GA3和6-BA的影响.0.5～1.0 mg·L-1 GA3和10～50 mg·L-1 6-BA处理可使金钗石斛生物产量分别增加13.3%～30.7%和17.3%～40.0%,有效分蘖率提高63.2%～68.9%和63.1%～82.1%,GA3可显著促进茎的延长生长.内源IAA含量在5-8月份较高,其中以6月份含量最高(4.84 μg·g-1),1月份最低(2.97 μg·g-1);内源ABA含量在1月份达最高(0.61 μg·g-1).用含有1.0 mg·L-1 GA3和50 mg·L-1 6-BA的激素营养液处理可以显著提高金钗石斛生物产量(比CK增产38%),而且总生物碱含量也增加5.6%.     

蓝细菌断裂DNA聚合酶DnaE的体内/外反式剪接分析

蓝细菌Anabaena PCC7120的DNA聚合酶DnaE由2个断裂基因dnaENI和dnaECI编码.通过纯化它们的部分基因在大肠杆菌中的表达产物DnaENI′和DnaECI′来免疫家兔获得抗体,用于对断裂的DnaE在体内和体外的反式剪接活性进行鉴定.在体外实验中,将2个断裂的DNA聚合酶DnaENI′和DnaECI′混合,进行反应,并利用它们的抗体对反应产物进行鉴定;在体内实验中,利用以上抗体对Anabaena PCC7120细胞总蛋白进行免疫杂交分析.实验结果表明,蓝细菌AnabaenaPCC7120中断裂的2个DnaE多肽在体内和体外均能进行反式剪接.体外实验中,纯化的DnaENI′和DnaECI′的混合反应产生新的蛋白产物,既有成熟的反式剪接产物DnaEN′-,又有剪切了内含肽后的副产物DnaEN′和DnaE,且DTT的存在对剪接反应具有促进作用;此外体内实验中,在Anabaena PCC7120细胞中既能检测到完整的DnaE,也能检测到未作用的DnaENI,但未能检测到DnaECI.     

豆科植物共生结瘤的分子基础和调控研究进展

豆科植物与根瘤菌共生互作的结果导致了一个新的植物器官――根瘤的形成, 根瘤菌生活在根瘤中, 它们具有将氮气转化为能被植物同化的氨的能力。该文阐述了根瘤的形成过程和类型, 并主要以模式豆科植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)和日本百脉根(Lotus japonicus)为例, 对近年来共生结瘤过程中宿主植物对根瘤菌结瘤因子的识别和信号传递、侵入线形成和固氮的分子基础, 以及宿主植物对根瘤形成的自主调控机制、环境中氮素营养对结瘤的影响研究进行了综述, 指出当前豆科植物与根瘤菌共生互作研究存在的问题, 并对今后的研究方向作了分析与展望。     

异形胞分化蓝细菌dnaA温度敏感型突变体的构建

以能分化异形胞的蓝细菌(Anabaenasp.PCC7120)为材料,采用重组PCR在体外对控制DNA复制起始的dnaA基因进行定点突变后克隆到整合质粒中,再通过三亲本杂交将整合质粒转移到Anabaena PCC7120中,以分离和筛选温度敏感型突变体。结果成功获得Anabaena PCC 7120 dnaA高温敏感性突变体。研究表明,利用重组PCR技术可在体外实现对Anabaena PCC 7120的dnaA的定点突变,并可通过同源重组双交换成功实行整合质粒中突变基因对野生型基因的置换,使突变基因插入到细胞染色体中,进而成功构建温度敏感型突变菌株。