盐胁迫条件下玉米萜类合成相关基因的表达分析

萜类是植物生长发育中具有重要作用的次级代谢产物,某些萜类可被生物和非生物胁迫诱导产生。用200 mmol/L NaCl溶液处理商用玉米品种天塔五号（F1）及其父母本三叶期幼苗,qRT-PCR结果发现萜类合成途径中的萜烯合酶基因2（terpene synthase 2, TPS2）、萜烯合酶基因3（terpene synthase 3, TPS3）、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因4（geranylgeranyl diphosphate synthase 4, GGPS4）在三组材料中表达量随胁迫时间延长均先上调再下调,且F1表达量显著高于亲本。F1自交F2代耐盐性及基因表达情况分析表明,F2代中三个基因表达仍与耐盐性呈正相关。对盐胁迫条件下总类胡萝卜素及各成分含量、生物量、光合指标、叶绿素和脯氨酸含量进行测定,发现F1耐盐能力明显优于亲本,表明 TPS2、TPS3、GGPS4 基因高水平表达与F1发挥耐盐优势、抵御逆境胁迫有一定相关性。     

京津冀地区植物对灰霾空气中PM2.5等细颗粒物吸附能力分析

本研究分析了京津冀地区种植的部分植物对灰霾空气中PM2.5等细颗粒物的吸附能力,结果表明,雾霾严重的冬季冬绿植物凤尾兰吸附细颗粒物质能力最强,单位面积附尘量比大叶黄杨高4.4倍,鲜重比大叶黄杨多吸附近2倍,干重多吸附2.8倍,但是,从叶片数目观察,大叶黄杨的叶片数明显占有优势.进一步探索了植物吸收同化灰霾空气中PM2.5等细颗粒物的分子机制,研究了玉米吸收空气中的氮氧化合物经同化作用合成自身所需物质的相关代谢途径及基因表达情况,发现玉米杂种后代F1与亲本相比有6个基因在吸收NOx后的相关代谢途径中上调,杂种优势育种符合这一定向选择,可以提高植物叶片表面积、提高氮代谢能力,是提高植物对灰霾空气中PM2.5等细颗粒物吸附的有效方法,对降低灰霾空气中对人体毒害大的NOx具有非常重要意义.     

过表达谷胱甘肽合成酶基因增强烟草对镉的耐受性

随着工业的发展,土壤污染问题愈发严重,利用基因工程修复土壤技术备受青睐,因此,开发重金属应答中的限速酶基因,将为植物修复重金属污染的土壤提供可应用的基因资源.通过RT-PCR及末端克隆方法获得枸杞谷胱甘肽合成酶 (Lycium chinense,Glutathione synthetase,LcGS>) 基因,采用半定量RT-PCR分析了枸杞LcGS在不同时间镉(Cd)胁迫下表达量的变化,LcGS表达量随着胁迫时间的延长而增强,胁迫9h、12h和24h 后LcGS表达量维持在较高水平.同时构建了植物双元表达载体pCAMBIA2300-LcGS,通过农杆菌介导的方法将LcGS基因转入烟草,PCR证明了LcGS基因成功整合到烟草基因组中,在Cd处理条件下,转基因植株谷胱甘肽 (glutathione,GSH)、植物螯合肽(phytochelatins,PCs)和叶绿素含量比对照组明显高,即转基因植株对重金属的耐逆性比对照组更强,因此,过表达GS植物将是植物修复重金属污染的一个有效策略.