水稻锌指蛋白基因O_sBBX22响应热胁迫的功能分析

利用RNA干涉技术研究水稻锌指蛋白基因O_sBBX22的生物学功能,为探讨O_sBBX22响应热胁迫的机制、培育抗逆水稻、减轻高温对水稻的损害奠定基础。通过观察转基因突变体植株和野生型植株在热胁迫下的表型差异,分析O_sBBX22生物学功能;采用半定量PCR和荧光定量PCR检测O_sBBX22以及相关的热激转录因子(HSF)、热激蛋白(HSP)基因在转基因突变体株系中的表达水平;通过原位组织化学检测过氧化氢在野生型、转基因突变体株系叶片中的定位和积累情况。结果表明,在0~5 h热胁迫条件下,与野生型株系相比,O_sBBX22的表达在转基因突变体植株中明显下调;而野生型O_sBBX22受热信号诱导,随着热激时间的增加,O_sBBX22的表达量呈先上升后下降的趋势,且在热激1 h时表达量最高。相关的HSF和HSP也受热信号诱导,野生型株系中的HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100表达量均比转基因突变体株系高,且在热激1 h时,HSFA2a、HSP16.9和HSP100表达量最高,而HSFA7在热激3 h时表达最高。热胁迫3 h,经DAB染色,转基因突变体株系叶片上出现的红褐色斑点主要集中于叶脉和受损伤部位,且明显多于野生型。锌指蛋白基因O_sBBX22在水稻苗期热胁迫应答中具有重要的作用,野生型株系抗热能力明显高于O_sBBX22抑制表达转基因株系;HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100可能参与了O_sBBX22介导的水稻耐热调控。     

拟南芥蓝光受体CRY2的功能及其介导的光形态建成

植物具备一套复杂的由两种蓝光受体和多种信号转导下游组分组成的蓝光感应系统,通过感受光照强度、光的方向和光周期,调节自身对蓝光的应答.蓝光反应的有效波长是蓝光和近紫外光(320～400nm),故蓝光受体也叫蓝光/近紫外光受体.CRY2(Cryptochromes,CRY)是一个核蛋白,在转录水平受蓝光的调节,它的作用是增加拟南芥对蓝光的敏感性.植物蓝光调节的反应主要有向光性、抑制幼茎伸长、叶绿体迁移、刺激气孔张开和调节基因表达等.对植物蓝光反应突变体分子生物学研究进展进行了综述,对蓝光受体及信号转导下游组分在植物发育中的作用及蓝光诱发植物作出反应的分子机制进行了探讨.     

受光调节的拟南芥锌指蛋白DBB（DoubleB-Box）亚家族基因的转录表达

整合微阵列数据和采用实时荧光定量PCR分析拟南芥锌指蛋白DBB亚家族中8个基因在不同光周期和不同光质条件下转录表达的结果表明,在长日和短目照条件下该家族中6个基因的转录都具有光周期节律性,并且其中4个基因的表达受光诱导,有1个基因的表达受光抑制,1个基因的表达不受光调节。     

拟南芥DBB 1 a（double B-box 1a）蛋白的表达、纯化及Western blotting检测

PCR扩增拟南芥（Arabidopsis thaliana）DBB1a cDNA的保守区段（GenBank登录号：AT2G21320）,转化到冷诱导表达载体pCold TF上,构建pCold-DBB1a重组质粒,转化大肠杆菌DH5a.15℃下IPTG诱导表达融合蛋白,并通过SDS-PAGE检测.证实目的蛋白以可溶形式在约20 kD处高效表达,与预期蛋白大小相吻合.表达蛋白经Ni琼脂糖凝胶亲和层析纯化,SDS-PAGE及Western blotting检测证实纯化后获得高纯度融合蛋白,这为进一步研究DBB1a功能奠定了基础.     

苯丙氨酸合成代谢途径与陆地棉植株矮化的相关性研究

通过iTRAQ(同位素相对标记与绝对定量)定量蛋白质组学技术分析陆地棉矮化突变体陆矮1号(LA-1)及其近等基因系LH-1茎尖的差异表达蛋白,发现苯丙氨酸合成途径的关键调控元件色氨酸生物合成酶trpD在LA-1中表达下调,苯丙氨酸代谢途径关键酶4-香豆基辅酶A连接酶(4CL)、咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCo AOMT)、转肉桂酸单氧酶亚家族基因(CYP73A)在LA-1中表达上调。通过实时定量PCR检测发现trpD、4CL、CCo AOMT、CYP73A基因转录水平与蛋白表达的趋势一致。对两种材料不同节间(倒1至倒6)的石蜡切片进行观察发现,从倒1节间到倒6节间,LA-1维管层与皮层宽度的比值均极显著大于LH-1,在相同节间,LA-1的导管的数目明显多于LH-1,维管层的发育要早于LH-1。这些研究结果揭示了陆地棉矮化突变体LA-1的矮化与苯丙氨酸合成和代谢途径存在相关性,为进一步发掘调控陆地棉矮化的关键基因和深入了解相关分子机制提供理论依据。     

一种简易可行的拟南芥水培新方法

在国内外拟南芥水培方法研究基础上,结合实际情况,设计一套适合于实验室的需要,能就地取材自己制作的水培装置.这套装置主要由两部分组成:播放种子的塑料管和作为支撑物的不锈钢丝网,盛溶液的容器.实验证明两个拟南芥品种在这种水培装置中生长良好,且培养的费用低,易于管理等.由于有钢丝网作支撑,拟南芥能够顺利完成整个生长周期并且结实饱满,种子萌发率高.     

拟南芥磷酸酶基因亚细胞定位与组织表达

通过克隆拟南芥磷酸酶PP2C家族基因At3g51370,构建了绿色荧光蛋白融合表达载体,用基因枪将构建好的载体轰击洋葱表皮细胞进行瞬时表达分析,发现该At3g51370基因表达蛋白定位在细胞核中;用实时定量PCR方法分析At3g51370基因的组织表达特性,发现该基因在花器官中的表达量明显高于其它组织.进一步构建了含At3g51370基因的启动子和GUS报告基因的植物表达载体,经农杆菌介导转化拟南芥,对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色,分析该启动子在不同生长时期与不同组织中的转录活性,结果发现,在幼苗期At3g51370基因主要集中在根尖分生组织和顶端分生组织表达,在成年植株中则集中在生殖器官如花和果荚柄等部位表达,在光照和黑暗条件下,At3g51370基因的表达特性没有明显差异.研究表明,At3g51370可能与其它核定位的PP2C磷酸酶一样参与了基因表达的调控,可能在拟南芥早期发育阶段的细胞增值分裂相关信号转导途径中发挥功能,并在花器官的发育过程中行使功能,且不参与光信号转导.