砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析

蜈蚣草（Pteris vittata）是一种砷超富集植物,能够通过根从土壤中吸收砷,并将其输送至羽叶中富集.为了探索蜈蚣草单个细胞在砷积累和砷抗性中的特性,本文首次通过酶解方法获得了这一砷超富集蕨类植物的原生质体,并研究了原生质体在不同浓度砷胁迫下的生活力.结果显示,蜈蚣草原生质体的抗砷性远高于烟草原生质体的抗砷性,与其整体植株的抗性一致.这为探索砷抗性和超富集机理提供了一个新的研究体系.     

大蒜植物络合素合酶基因转化对酵母重金属抗性的提高

 重金属污染是全球面临的亟待解决的生态问题。利用植物对重金属的富集作用来清除环境重金属污染即植物修复已成为重要的环境生物技术之一。这一技术的长远发展有赖于在重金属富集或耐受中起关键作用的基因的克隆和应用。植物络合素是植物体内一类重要的对重金属起螯合作用的多肽, 其合成受植物络合素合酶的催化。该文取得了如下研究结果：1）通过原子吸收测定表明,在大蒜(Allium sativum)的根部可以积累3 000 mg·kg－１的重金属镉;2)将克隆的大蒜植物络合素合酶基因(AsPCS)置于酵母表达启动子之下,构建酵母表达载体,并将其分别转入了因CUP1和acr3基因缺失而对重金属镉和砷敏感的酵母突变体菌株后,发现来自大蒜的AsPCS基因的表达使酵母CUP1缺失菌株对镉的耐受性提高了4倍, acr3缺失菌株对砷的耐受性提高了两倍;3）表达AsPCS基因酵母的生长模式证实了AsPCS基因的表达是酵母对重金属耐受性提高的原因。这些结果暗示, 大蒜植物络合素合酶基因在大蒜对重金属的抗性及大蒜根部对镉的积累中起关键作用,可作为重要的基因元件应用到修复污染的植物基因工程中。     

耐受偏二甲肼的芦苇变异株系的筛选

 四氧化二氮/偏二甲肼（Unsymmetrical dimethyl_hybrazine, 简称UDMH）为常用的航天器双组元液体推进剂。偏二甲肼沸点低,具有“三致”毒性,可在使用过程中释放到环境中,对污染地的生物多样性和人类健康构成威胁,因此迫切需要清除环境中的偏二甲肼。 该文采用细胞工程的技术手段,以芦苇幼苗的下胚轴为材料诱导愈伤组织,继而通过逐步提高筛选压力选育出可耐受偏二甲肼的变异细胞系,再诱导变异细胞系分化,为可治理含偏二甲肼的废水的人工湿地处理系统的构建提供理想的工程植物。结果表明：芦苇的愈伤组织在含有0.5 mg•L－12,4-D的MS培养基上生长良好;偏二甲肼对该愈伤组织生长的半致死剂量为16.3 mmol•L－1;在分别含有1.63、3.26和8.15 mmol•L－1 偏二甲肼的筛选培养基上进行3～6次继代培养后,可得到较稳定的抗性细胞系,培养23 d后的相对生长量分别为对照的90.4％、84.3％和43.4％,培养43 d后的相对生长量分别为对照的95.6％、91.7％和 46.8％;但是只有前两类抗性细胞系可在含0.1 g•L－1KT、0.01 g•L－1N AA和相应浓度的偏二甲肼的MS培养基中诱导分化;将绿色再生苗转移到不含激素但含偏二甲肼的培养基上强化根的生长,再经过35 d左右的适应性驯化,70％以上的再生苗可成功地转移至温室中培养,为日后人工湿地系统的构建奠定了基础。     

紫羊茅重金属抗性和敏感品种中类金属硫蛋白基因的鉴定及表达初探

重金属对生命机体的作用具有双重性。一方面,作为多数辅酶的辅助因子对细胞的正常代谢必不可少;另一方面,当重金属超过一定的浓度时对细胞有较大的毒性。在长期的进化过程中,生物可能形成一种调节细胞内重金属浓度的机制。这种机制在动物和真菌中被认为同金属硫蛋白(metallothionein,MT)的作用密切相关。植物中也存在类似的与重金属结合的低分子量蛋白(heavy metal binding pep-tide)。最近对拟南芥菜和水稻中类金属硫蛋白(MT-like)基因的研究证实其作用与动物MT相似。紫羊茅品种“Merlin”是一种从锌铅矿区的重金属污染地采集的单子叶草种,对镉和铜的抗性都较高,分别达到50mg/L和30mg/L,而5mg/L Cd~(2 )或2mg/L Cu~(2 )便可抑制敏感品种“S59”的正常生长。目前     

甜味蛋白THAUMATIN及其遗传工程

许多年以来,人们一直试图在自然界中寻找比蔗糖更理想的甜味剂,最近二十年来,科学家们的注意力集中在几种热带植物上,它们的果实具有异常的甜味。目前从这些植物中至少已分离到四种甜味蛋白:马奈林(monellin),曼若可林(miraculin),索马丁(thauma-tin)和可尔可林(curculin)。其中 thaumatin 的甜度最高而卡里路值很低,无毒     

提取蕨类植物蜈蚣草总RNA 的一种有效方法

介绍了一种提取蕨类植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)总RNA的有效方法。由于蜈蚣草富含多酚和多糖,用普通的RNA提取方法很难获得高质量的RNA。本方法通过优化提取缓冲液的条件来抑制多酚氧化,并利用RNA与多酚、多糖在不同浓度的2-丁氧乙醇中溶解度不同的特性来去除多酚和多糖。本方法简便、快速,所提取的RNA质量较高,可直接用于cDNA合成、cDNA文库的构建以及RACE等分子生物学操作。     

砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析

蜈蚣草(Pteris vittata)是一种砷超富集植物, 能够通过根从土壤中吸收砷, 并将其输送至羽叶中富集。为了探索蜈蚣草单个细胞在砷积累和砷抗性中的特性, 本文首次通过酶解方法获得了这一砷超富集蕨类植物的原生质体, 并研究了原生质体在不同浓度砷胁迫下的生活力。结果显示, 蜈蚣草原生质体的抗砷性远高于烟草原生质体的抗砷性, 与其整体植株的抗性一致。这为探索砷抗性和超富集机理提供了一个新的研究体系。     

植物修复的生物学机制

随着现代化工业的发展,全球向土壤和环境中排放的重金属逐年增加。重金属污染已日益成为威胁人类健康和影响人类生活质量的严重环境问题和社会问题。这一问题可部分通过植物修复技术得以解决。植物修复技术是依据植物从环境中积累重金属元素和化合物的能力及其将这些有毒物质在植物体内代谢成无毒生物小分子的能力而建立的新的生物技术。本篇综述主要论及利用植物修复技术解决重金属污染的生物学机制。