H2O2参与AM真菌与烟草共生过程

以烟草((Nicotiana tabacum,品种CF90NF)为寄主,苗期接种丛枝菌根(AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m),测定G.m与烟草共生过程中烟草根部H2O2含量以及多胺氧化酶(PAO)和过氧化物酶(POD)活性;研究外源H2O2对G.m侵染烟草的影响以及H2O2清除剂和合成抑制剂对烟草侧根H2O2含量及烟草侧根和菌丝中H2O2荧光强度的影响,以探究H2O2在AM真菌侵染烟草过程中的作用。结果表明,接种G.m 20d后烟草侧根中出现H2O2含量的猝发,一定浓度的外源H2O2促进G.m对烟草的侵染,而H2O2清除剂抗坏血酸(AsA)显著削弱烟草侧根和菌丝中的H2O2荧光强度,降低G.m对烟草的侵染率,表明H2O2参与G.m与烟草共生过程;在G.m与烟草共生过程中,PAO和POD活性显著升高,PAO抑制剂二氨基十二烷(DADD)和POD抑制剂水杨羟肟酸(SHAM)显著降低烟草侧根中H2O2荧光强度,对菌丝中H2O2荧光强度无显著影响,表明烟草根部和G.m均可产生H2O2,PAO和POD参与烟草侧根中H2O2的合成,菌丝中可能存在其他来源的H2O2。     

H2S位于SOS上游参与盐胁迫诱导的拟南芥气孔关闭

以拟南芥野生型、SOS突变体(Atsos1、Atsos2和Atsos3)、H2S合成相关酶L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L-/D-CDes)基因缺失突变体(Atl-cdes和Atd-cdes)和过表达株系(OEL-CDes和OED-CDes)为材料研究了H2S和SOS信号转导途径在盐胁迫诱导拟南芥气孔关闭中的作用及其相互关系。结果表明,盐胁迫能够引起拟南芥叶片H2S含量、L-/D-CDes活性及其基因表达量显著升高,诱导野生型拟南芥和OEL-CDes和OED-CDes叶片气孔关闭,但对Atl-cdes和Atd-cdes气孔开度无显著影响;而H2S清除剂次牛磺酸(hypotaurine,HT)可减弱盐胁迫诱导的拟南芥气孔关闭的作用,表明H2S参与盐胁迫诱导的拟南芥气孔关闭过程。外源H2S诱导野生型拟南芥气孔关闭,但对SOS突变体气孔开度无显著影响;同时盐胁迫下Atsos1、Atsos2和At-sos3亦表现出H2S含量及L-/D-CDes活性显著升高,且与野生型相比,盐胁迫对Atl-cdes和Atd-cdes叶片AtSOS基因表达量无显著影响。表明盐胁迫诱导气孔关闭过程中H2S位于SOS上游。     

NO参与γ-氨基丁酸促进白三叶种子的萌发过程

白三叶种子用不同浓度γ-氨基丁酸（GABA）处理后,低浓度GABA处理的白三叶种子萌发速率和一氧化氮（NO）含量显著提高;NO清除剂cPTIO和硝酸还原酶（NR）抑制剂叠氮钢（NaN3）显著抑制GABA促进的白三叶种子萌发过程,而一氧化氮合酶（NOS）抑制剂L-NAME对GABA促进白三叶种子萌发的影响不显著。据此推测,GABA促进白三叶种子萌发过程中可能有NO参与,并且NO的产生主要依赖于硝酸还原酶途径。     

酪氨酸蛋白磷酸酶(PTPase)参与水杨酸调控蚕豆气孔运动的信号转导

研究酪氨酸蛋白磷酸酶(PTPase)的抑制剂氧化苯胂(PAO)、钒酸钠(NaVO3)和Zn2 对水杨酸(SA)调控蚕豆气孔运动影响的结果表明,0~1mmol·L-1 PAO、0~4mmol·L-1 NaVO3和0~4mmol·L-1Zn2 对光诱导蚕豆气孔开度变化的影响不大,但都可以抑制黑暗或SA诱导的气孔关闭,据此推测,PTPase可能参与SA诱导气孔关闭的信号转导过程。     

NO参与AM真菌与烟草共生过程

以烟草（Nicotiana tabacum,品种CF90NF）为材料,利用分光光度法和荧光显微技术结合药理学实验,探讨在AM真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)与烟草共生过程中一氧化氮(nitric oxide, NO)的作用。结果表明,烟草侧根中含有一定水平的内源NO,苗期接种G.m 10天后,烟草根系NO含量显著增加,侧根中的NO荧光强度也在接种后10天达到最强;一定浓度的NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能促进G.m对烟草的侵染,而NO的清除剂2-4,4,5,5-苯-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物( 2-(4-carboxyphenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxidepotassium salt,cPTIO)可明显减弱侧根和菌丝中的NO的荧光强度,降低AM真菌的侵染率,表明NO参与G.m与烟草的共生过程;在G.m与烟草的共生过程中,烟草根系硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性与Nia-1的表达量明显升高,且NR的抑制剂钨酸钠(sodium tungstate,Na2WO4)可以降低烟草侧根中的荧光强度,但对菌丝中的NO的荧光强度无明显影响。由此推测,来自根系NR途径的NO参与AM真菌与烟草的共生过程,菌丝中可能存在其他来源的NO。     

葡萄病程相关蛋白1基因的克隆和表达分析

以葡萄品种‘左优红’组培苗叶片为材料,利用同源克隆法获得其病程相关蛋白1基因VvPR1的cDNA全长序列。扩增片段大小为486bp,编码161个氨基酸,分子量17.5kDa,等电点PI=8.69,含有6个保守半胱氨酸,4个allergenV5/Tpx-1related保守结构域。VvPR1与多种植物PR1高度同源。实时定量PCR检测结果表明VvPR1在葡萄叶片中相对表达量最高;霜霉病菌、低温、盐和干旱胁迫均可显著诱导其表达;水杨酸、脱落酸、茉莉酸、一氧化氮、过氧化氢和硫化氢等亦可诱导其大量表达,据此推测,VvPR1参与了多种生物胁迫和非生物胁迫过程。     

植物组织培养技术在本科教学中的改革

随着学科的发展,植物生理实验教学面临着实验内容陈旧,缺乏对学生创新思想的培养等一些新问题。应革新实验教学内容,改进教学方法,培养学生的动手能力和创新思想。本论文针对"植物组织培养技术"这一重要的植物生理实验,结合生物全息现象进行了实验内容的革新。     

AtMYB77促进NO合成参与调控干旱胁迫下拟南芥侧根发育

转录因子MYB77与信号分子一氧化碳(NO)是侧根发育的重要调节因子, 但MYB77和NO在干旱胁迫下侧根发生中的作用及机制尚不明确。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、AtMYB77缺失突变体Atmyb77-1及过表达株系AtOE77-1和AtOE77-3为材料, 研究了MYB77和NO在干旱胁迫下侧根发生中的作用。结果表明, AtMYB77受干旱胁迫诱导, AtMYB77缺失导致干旱胁迫下侧根发育相关基因CYCA2;1和CDKA;1表达下调, 同时Atmyb77-1的侧根数目和长度显著低于野生型, AtMYB77过表达则作用相反, 表明AtMYB77参与干旱胁迫下侧根发育的调控过程。干旱胁迫下, 拟南芥根系NO含量显著升高, NO合成关键酶NO合酶(NOS)和硝酸还原酶(NR)活性及基因表达上调, Atmyb77-1中NO含量、NOS和NR活性及基因表达量显著低于野生型, 而AtOE77-1和AtOE77-3根系NO含量及合成酶活性和基因表达量显著高于野生型。外施NO供体硝普钠(SNP)能缓解AtMYB77缺失对CYCA2;1和CDKA;1表达及侧根生长的抑制, NO清除剂或合成抑制剂则削弱AtMYB77过表达对侧根生长的促进作用。上述结果表明, AtMYB77通过促进NO合成参与干旱诱导的拟南芥侧根生长过程, 研究结果为深入解析干旱诱导侧根生长的信号转导机制和培育耐旱植物奠定了理论基础。     

Ca2+位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程

以拟南芥为材料,利用药理学实验,结合分光光度法和激光共聚焦显微技术,研究了Ca2+在硫化氢(H2S)诱导拟南芥气孔关闭过程中的作用及其与过氧化氢(H2O2)的关系。结果表明： H2S诱导气孔关闭, Ca2+螯合剂EGTA和质膜Ca2+通道阻断剂硝苯地平(Nif)能不同程度抑制H2S诱导的气孔关闭,而内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thaps)对H2S的作用无显著影响。由此推测, Ca2+参与调节H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程,且胞质中Ca2+来源于胞外Ca2+的内流。另外, H2S诱导拟南芥叶片NADPH氧化酶基因AtRBOHD和AtRBOHF以及细胞壁过氧化物酶基因AtPRX34表达增强,促进叶片和保卫细胞中H2O2积累, EGTA对此起抑制作用,而外源CaCl2处理上调AtRBOHD、AtRBOHF和AtPRX34的表达。表明Ca2+可能位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程。     

AtWRKY40参与拟南芥干旱胁迫响应过程

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、AtWRKY40缺失突变体和过表达株系为材料,研究AtWRKY40在植物干旱胁迫响应过程中的作用及其生理和分子机制。结果显示,AtWRKY40受干旱胁迫诱导;AtWRKY40缺失导致干旱胁迫下种子萌发率降低,叶片失水加剧,而AtWRKY40过表达植株呈现出相反的表征;干旱胁迫下,At WRKY40缺失突变体植株叶片过氧化氢(H_2O_2)、超氧阴离子(O_2~-·)及丙二醛(MDA)含量显著高于野生型及其过表达株系,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量以及相关基因AtCu/ZnSOD、AtCAT1、AtP5C1S、AtG6PD5和AtBAM4表达量显著低于野生型,同时AtWRKY40过表达株系的渗透物质含量和保护酶活性及其基因表达量则高于野生型。由此说明,AtWRKY40通过调节植株抗氧化能力及渗透调节能力参与拟南芥干旱胁迫响应过程。