磷酸肌醇激酶FAB1调控拟南芥根毛伸长

FAB1/PIKfyve是介导PI(3,5)P₂ (磷脂酰肌醇3,5-二磷酸)生物合成的磷酸肌醇激酶。在动物和酵母(Saccharomyces cerevisiae)中, PI(3,5)P₂参与调控胞内膜运输, 但在植物中的研究较少。该文通过分析拟南芥(Arabidopsis thaliana) FAB1的T-DNA插入突变体的表型解析PI(3,5)P₂的生物学功能。拟南芥FAB1基因家族包含FAB1A、FAB1B、FAB1C和FAB1D四个基因。研究发现, fab1a/b呈现雄配子体致死的表型。利用遗传杂交获得fab1b/c/d三突变体, 发现FAB1B、FAB1C和FAB1D功能缺失导致根毛相比野生型变短, 经FAB1特异性抑制剂YM201636处理后的野生型中也观察到相似的短根毛表型。此外, fab1b/c/d三突变体中DR5转录水平降低。同时, 外源施加生长素类似物2,4-D和NAA能部分恢复fab1b/c/d植株短根毛的表型, 但fab1b/c/d突变体对生长素转运抑制剂(1-NOA和TIBA)的敏感性与野生型相似。此外, FAB1B/C/D功能缺失使根毛中ROS的含量减少且影响肌动蛋白的表达。上述结果表明, FAB1B/C/D通过调控生长素分布、ROS含量和肌动蛋白的表达影响拟南芥根毛伸长。     

植物蛋白SUMO化修饰检测方法

SUMO化是一种重要的蛋白质翻译后修饰,对植物正常生长发育不可或缺。到目前为止已筛选到上千个可能的SUMO底物,但由于SUMO化修饰水平普遍很低,其生物学功能研究相对较少。该文详细描述了检测蛋白SUMO化修饰的常用方法,包括体外和体内SUMO化实验,以及SUMO化修饰位点的检测方法,旨在为深入研究植物蛋白SUMO化修饰提供技术支持。     

双管基因枪介导的基因瞬时表达技术在拟南芥中的应用

基因瞬时表达是植物中研究目标基因功能的常用手段。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 相比原生质体和农杆菌介导的基因异源表达技术, 利用粒子轰击进行基因瞬时表达一直鲜有报道。其主要原因是拟南芥叶型相对较小、基因枪操作相对烦琐以及基因表达效率差异较大。该研究通过优化双管基因枪系统, 在营养生长旺盛的拟南芥莲座叶中实现GFP和GUS基因高效表达。同时, 通过GUS报告基因明确了坏死诱导因子BAX、Avh238和ATR13/Rpp13激发拟南芥细胞坏死的表型。但在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中明显诱导细胞坏死的Avrblb1/RB基因对, 在拟南芥中却丧失了诱导细胞坏死的活性。由于双管基因枪系统每次轰击时设置平行对照, 可有效降低转化实验中的样本变异度, 为拟南芥及其突变体研究中准确评价基因功能和高通量筛选目标基因提供新的技术参考。     

拟南芥ACOL8基因在乙烯合成与响应中的功能分析

植物激素乙烯在多种生理生化过程中发挥重要作用,但其在特定组织器官中的合成机制尚不完全清楚。拟南芥中存在12个功能未知的ACC氧化酶类似蛋白（ACO-like homolog,ACOL）,运用基因定点编辑技术构建了ACOL8的功能丧失型突变体,发现该基因的突变削弱了经典的乙烯“三重反应”。与野生型相比,突变体黄化幼苗下胚轴及主根的长度显著增加,这与突变体对外源ACC的敏感性下降现象一致。同时还发现ACOL8基因的表达受乙烯信号的正反馈调控,EIN3过表达增强其表达水平,而etr1-3的突变则产生相反效应。再者,在正常条件下,ACOL8基因的突变并未影响拟南芥的生长;但在盐胁迫条件下,突变体的根冠比显著下降,这说明该基因参与植物的盐胁迫响应。综上,这些结果说明ACOL8可能具有ACC氧化酶的功能,参与乙烯的合成与响应。     

拟南芥基因转移新方法—真空渗入法的研究

以拟南芥生态型Ｌａｎｄｓｂｅｎｇｅｒｅｃｔａ为试材,在含有所构建的ＣａＭＶＢａｒｉ－１株系基因ＶＩ的质粒（ＰＪ０５３０∷Ｂａｒｉ－１ＧＶＩ）的根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）菌种ＧＶ３１０１的介导下,研究了基因转移的新方法－真空渗入法。     

碳量子点对模式植物拟南芥的生物效应研究

以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为材料,从生理及分子层面研究碳量子点（Carbon quantum dots,CQDs）对拟南芥生物效应的影响。结果显示,CQDs能被拟南芥根部吸收并连续运输到叶片,对种子萌发率无明显影响,但能显著促进幼苗主根伸长和株重的增加。幼苗叶片叶绿体中色素含量随CQDs浓度的升高而显著降低。脯氨酸与丙二醛含量随CQDs浓度的升高呈先上升后下降趋势。超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性随CQDs浓度的升高呈先上升后下降趋势,在抗氧化酶系统中起主导作用;叶片内源过氧化氢（H₂O₂）的积累随CQDs浓度的升高而升高,具有显著的浓度依赖效应。与其他纳米材料处理不一样的是,硫同化及胁迫相关基因在CQDs处理后表达量下调,这可能与CQDs粒子本身的特性有关。     

细叶百合LpPEX7基因克隆及盐胁迫下的表达特性分析

从细叶百合的鳞茎中克隆出过氧化物酶体生物合成蛋白基因（LpPEX7）,该基因ORF全长957 bp,编码318个氨基酸。LpPEX7蛋白序列包含6个WD40保守结构域,通过同源蛋白序列比对和进化树分析,发现LpPEX7与其他植物的PEX7蛋白具有较高的同源性。LpPEX7基因在细叶百合种子,叶片和鳞茎中的表达量比较高,在根和花中表达量比较低,在H₂O₂,NaCl,NaHCO₃不同逆境处理条件下,LpPEX7基因的表达量都发生了改变。在盐碱和氧化胁迫处理下,LpPEX7过表达拟南芥株系种子的萌发要早于野生型种子的萌发,这些研究结果表明LpPEX7基因与盐碱、氧化逆境有一定的应答关系,为细叶百合的耐盐碱性分子机理研究提供一个非常重要的候选基因。     

拟南芥AtR8 lncRNA对盐胁迫响应及其对种子萌发的调节作用

长链非编码RNA (lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸且不编码蛋白质的非编码RNA, 主要由RNA聚合酶II转录生成, 大量存在于生物体内并具有多种生物学功能。AtR8 lncRNA是拟南芥(Arabidopsis thaliana)中RNA聚合酶III转录的长链非编码RNA。前期研究发现, 水杨酸(SA)处理诱导萌发种子中AtR8 lncRNA的表达, AtR8 lncRNA缺失抑制SA胁迫下的种子萌发。进一步研究发现, AtR8 lncRNA转录区域内存在保守的盐胁迫响应元件(TCTTCTTCTTTA); NaCl处理抑制萌发种子中AtR8 lncRNA的表达; 与野生型相比, 高浓度NaCl处理明显抑制了atr8 (AtR8 lncRNA部分缺失型拟南芥)种子萌发。研究结果表明, AtR8 lncRNA在拟南芥种子萌发期的盐胁迫中起重要作用。     

CRISPR/Cas9介导靶向敲除拟南芥BRI1突变体的鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)油菜素内酯受体BRI1为目的基因,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定向编辑拟南芥BRI1,以期获得更多BRI1的突变体,为后续BRI1功能的进一步深入研究奠定基础。通过筛选转基因植株,对编辑后的BRI1进行测序分析,结果显示该突变体中BRI1基因序列由于新碱基的插入导致提前终止。同BRI1强突变体bri1-710一样,相比于野生型对照均对BL处理不敏感,但相比于bri1-710,该突变体植株较大,暗示BRI1 N端可能在BR信号途径中有重要作用。因此该研究可为后续进一步研究拟南芥及其他同源物种的BRI1功能提供可靠的参考依据。