植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。     

番茄SlARF2基因对叶片老化的影响

作为一类关键的生长素响应因子,ARFs在植物各组织器官的生理活动中起到多效性的作用。本研究结合表型分析,发现番茄SlARF2-RNAi植株叶片叶色鲜绿,侧生叶间小叶数量减少。通过调查,发现在衰老过程中,与对照植株叶片在老化时大规模快速萎黄死亡相比,SlARF2-RNAi植株叶片延缓了老化进程,作为衰老上调基因,SENU1和SENU5基因的延迟表达证明了这一点;在光合水平上,同一时期其叶片可维持相对较高的存活率,个体叶片光合速率,最大光化学效率,叶绿素残留量,Rubisco酶活性下降均慢于对照,同时RBCL,RBCS基因的下调相对滞后;在激素水平上,其叶片衰老机制可能独立于ZR途径,涉及IAA的调控。     

一个高粱直立叶突变体的表型鉴定和遗传分析

直立叶是构建合理株型和培育密植化栽培品种的重要指标之一.本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变高粱BTX623,获得一株可以稳定遗传的直立叶突变体,暂命名el(erect leaf).该突变体叶片从6叶期开始出现直立性状,直至整个生育期叶片均呈直立状态.抽穗期突变体el植株倒1叶至倒7叶各节位叶长极显著缩短,叶片宽度也显...     

大豆细胞核雄性不育基因研究进展

雄性不育是指植物雄蕊不能正常生长和产生有活力花粉粒的现象。利用雄性不育突变体开展杂交育种工作,是快速提高作物单产的有效途径。目前,通过杂种制种已大幅度提高了水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)和小麦(Triticum aestivum L.)等作物的产量。大豆(Glycinemax(L.)Merr.)作为自花授粉作物,通过人工去雄生产杂交种子不仅困难而且经济上不可行。由于适用于杂交种生产的不育系资源短缺,目前大豆还没有实现大规模杂种优势利用。因此,快速实现大豆杂种优势利用迫切需要鉴定稳定的大豆雄性不育系统。本文总结了大豆细胞核雄性不育(genic male sterility, GMS)突变体及不育基因研究进展,同时结合拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻和玉米中已报道的细胞核雄性不育基因,从反向遗传学的角度,为大豆核雄性不育基因的鉴定提供依据。     

大豆花药优势表达基因GmFLA22a调控雄性育性的功能研究

我国大豆对外依赖度高,加速提高大豆产量是目前亟需解决的问题。利用杂种优势是大幅提高作物产量的有效途径之一,近年来基于隐性核不育基因开发的智能雄性不育系统,为快速利用大豆杂种优势提供了可能。但是,大豆雄性不育基因研究相对滞后。本研究基于课题组大豆花器官转录组数据,筛选到在大豆早期花药中优势表达基因GmFLA22a,编码含有FAS1结构域的成束状阿拉伯半乳糖蛋白,亚细胞定位表明其可能在内质网中发挥功能。利用基因编辑技术获得Gmfla22a突变体,突变体植株在营养生长阶段与对照组相比没有明显差异,但在生殖生长阶段表现为结实率显著降低。Gmfla22a突变体花粉活力和花粉萌发率均无明显异常,组织切片并染色观察发现,突变体植株花药室壁增厚,花粉粒释放延迟、不完全,这可能是导致Gmfla22a结实率降低的原因。综上,本研究初步揭示GmFLA22a可能参与调控大豆雄性育性,为深入揭示其分子功能提供重要遗传材料,同时为大豆杂种优势利用提供基因资源和理论依据。