2,4-D和NAA在拟南芥细胞分裂和伸长中的作用分析

以拟南芥悬浮细胞体系为实验材料,研究了人工合成生长素NAA和2,4-D外源处理对细胞形态、细胞鲜重、细胞分裂指数等指标的影响.结果表明:2μmol/L 2,4-D可有效促进细胞分裂但不影响细胞伸长;同样浓度的NAA主要诱导细胞的伸长;细胞伸长和细胞分裂是2个不相偶联的过程;在2,4-D所诱导的细胞分裂过程中异三聚体G-蛋白α-亚基GPA1强表达.     

拟南芥YUAN1基因调控器官形状和大小

器官形状和大小的控制是一个基本的发育生物学过程, 受细胞分裂和细胞扩展的影响。到目前为止, 人们对植物器官形状和大小的调控机制知之甚少。本实验室前期研究发现了一个种子和器官大小的调控基因DA1, 其编码一个泛素受体。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, DA1通过抑制细胞的分裂来限制种子和器官的大小。本研究通过激活标签的方法在da1-1突变体背景下筛选到一个叶子形状发生改变的半显性突变体(yuan1-1D)。yuan1-1D形成短而圆的叶片和短的叶柄, 细胞学分析显示, 叶片和叶柄变短的主要原因是细胞的长向扩展降低导致的。YUAN1编码一个含有PHD锌指结构域的蛋白。GFP-YUAN1融合蛋白定位在细胞核内。过量表达YUAN1基因导致叶片和叶柄变短。遗传学分析显示, YUAN1和DA1、ROT3以及ROT4在控制叶片形状和大小方面作用于不同的遗传途径中。因此, 本研究鉴定了一个新的控制器官形状和大小的基因YUAN1, 为阐明植物器官形状和大小调控的分子机制提供了重要线索。     

基因沉默与生物进化

基因沉默主要发生在转录水平和转录后水平,它是生物体抵御外来核酸片段入侵、保护基因组完整性并调控基因表达的一种重要机制。以RNA为媒介,以甲基化和特定RNA降解为手段的基因沉默普遍存在于生物界中,暗示其在生物进化过程中可能扮演了重要的角色。文章最后探讨了在基因沉默与生物进化关系研究中可能面临的一些问题。     

转基因植物内源基因与外源基因共抑制问题研究进展

在植物基因工程研究中,有时外源转化基因和植物中同源的内源基因的表达均被抑制了,这种现象被称为共抑制。引起该现象的原因包括许多因素,有外源基因和与之同源的内源基因RNA的转录量,DNA的甲基化,T-DNA的结构形式,RNA依赖的RNA聚合酶,非正常RNA以及非等位配对等。其具体机制仍不清楚。最近的研究结果表明转基因植物对病毒的抗性在某些方面与共抑制有相似之处。两者都表现为外源转化基因转录水平很高而稳定RNA的水平很低。本文综述了这方面的最新研究进展。     

转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用

自在转基因植物中发现转基因沉默现象以来 ,很多学者对该现象进行了广泛的研究 ,认为其作用机制有三种 :位置依赖性基因沉默、转录水平基因沉默、转录后水平基因沉默。目前主要集中于转录后水平基因沉默的研究 ,通过研究发现它具有广泛性、可传导性及特异性的特点 ,并对其机制提出了一些假说。最近 ,人们还发现转录后水平基因沉默与植物抗病毒能力有联系。本文对转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用方面的进展作了综述     

中间锦鸡儿CiNAC1基因促进转基因拟南芥叶片的衰老

NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,参与植物生物胁迫和非生物胁迫应答、激素信号转导、植物次生生长、细胞分裂和植物衰老等多种过程,在植物生长发育过程中起着重要的作用。以中间锦鸡儿Ci NAC1基因的过表达拟南芥纯合体株系为材料,以野生型为对照,对Ci NAC1基因功能进行分析。结果发现,乙烯处理后,Ci NAC1基因过表达株系与野生型拟南芥相比,叶片衰老提前、叶绿素含量降低、离子渗透率升高。实时荧光定量PCR检测发现,乙烯处理后Ci NAC1基因过表达株系中与叶绿素降解相关的基因SGR1、SGR2、PPH,以及与衰老相关的基因SAG13、SAG29、ORE1、SINA1、VNI2和乙烯信号途径中的重要转录因子EIN3的表达量均明显高于野生型拟南芥。表明Ci NAC1基因在乙烯诱导的叶片衰老过程中发挥重要作用。     

RNA干扰与基因敲除

RNAi是指通过双链RNA介导特异性降解靶mRNA,导致转录后水平基因沉默的现象。其作用途径有RdRP依赖的RNAi的途径与非RdRP依赖的RNAi途径2种。利用RNAi的基因敲除技术在dsRNA序列选择、质粒或病毒为载体的dsRNA体内合成、发夹样siRNA的转录、dsRNA的导入方法等方面取得了很大进展,在研究人类或其他生物基因组中未知基因及蛋白质的功能等领域具有诱人的应用前景。     

转录后基因沉默与植物抗病毒防卫机制

介绍了转录后基因沉默及其作为植物一种抗病毒防卫机制的最新研究进展,并进一步探讨了植物与病毒互作及共进货过程、基因沉默及其诱导技术在植物基因调控表达、改良植物抗病性和植物功能基因组学等研究领域的应用前景。     

拟南芥下胚轴伸长与向光性的分子调控机理

下胚轴快速伸长和向光性是高等植物进行固着生活的重要适应性机制,是子叶钻出土层进行光形态发生和光合作用的必要前提。拟南芥下胚轴因其简单的生理形态结构和特异的生理功能而成为剖析植物细胞伸长和向性生长的理想模式系统。本文主要介绍光和植物激素调控拟南芥下胚轴伸长和向光性弯曲的生理基础、遗传学功能及其分子调控机理的最新进展。     

卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥中反式失活系统的建立

以细菌Xanthobacter autotrophicus卤代烷烃脱卤酶基因为遗传负选择标记,建立了该基因在拟南芥中反式失活的实验系统,在卤代[烷烃脱卤酶转基因的拟南芥中,有1株表现为转基因失活,离体核run-off转录实验表明为基因转录后沉默（这里特指沉默位点）,用这一转基因沉墨植株与同源转基因高效表达植株（这里特指同源转基因位点）杂交,结果96％的F1代植表现为同源基因反式失活,将F1代植株自交,使部分沉默位点与反式失活的同源转基因位点分离,结果200株子代中有42株表现DhlA活性,158株无DhlA活性,即 dhlA沉默植株与表达植株之比为3．76：1,表明沉默位点是以孟德尔显性因子方式使同源转基因位点反式失活的。     

INO80 Chromatin Remodeling Coordinates Metabolic Homeostasis with Cell Division

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Identification and functional characterization of the AGO1 ortholog in maize

Eukaryotic Argonaute proteins play primary roles in miRNA and siRNA pathways that are essential for numerous developmental and biological processes. However, the functional roles of the four ZmAGO1 genes have not yet been characterized in maize (Zea mays L.). In the present study, ZmAGO1a was identified from four putative ZmAGO1 genes for further characterization. Complementation of the Arabidopsis ago1‐27 mutant with ZmAGO1a indicated that constitutive overexpression of ZmAGO1a could restore the smaller rosette, serrated leaves, later flowering and maturation, lower seed set, and darker green leaves at late stages of the mutant to the wild‐type phenotype. The expression profiles of ZmAGO1a under five different abiotic stresses indicated that ZmAGO1a shares expression patterns similar to those of Argonaute genes in rice, Arabidopsis, and wheat. Further, variation in ZmAGO1a alleles among diverse maize germplasm that resulted in several amino acid changes revealed genetic diversity at this locus. The present data suggest that ZmAGO1a might be an important AGO1 ortholog in maize. The results presented provide further insight into the function of ZmAGO1a.     

植物中油菜素类固醇信号转导与细胞增殖(综述)

BRI1/BAK1复合体感知油菜素类固醇(BR)后,通过基因表达变化和涉及V-ATPase的快速生长诱导反应的磷酸化级联放大作用传递信号,并影响细胞增殖增长过程。本文就植物中BR调节基因表达及其信号转导与细胞增殖作一综合介绍,并对存在的问题进行探讨。     

Computational identification of novel family members of microRNA genes in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa

MicroRNAs (miRNAs) are a class of endogenous small RNAs that play important regulatory roles in both animals and plants, miRNA genes have been intensively studied in animals, but not in plants. In this study, we adopted a homology search approach to identify homologs of previously validated plant miRNAs in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa. We identified 20 potential miRNA genes in Arabidopsis and 40 in O. sativa, providing a relatively complete enumeration of family members for these miRNAs in plants. In addition, a greater number of Arabidopsis miRNAs (MIR168, MIR159 and MIR172) were found to be conserved in rice. With the novel homologs, most of the miRNAs have closely related fellow miRNAs and the number of paralogs varies in the different miRNA families. Moreover, a probable functional segment highly conserved on the elongated stem of pre-miRNA fold-backs of MIR319 and MIR159 family was identified. These results support a model of variegated miRNA regulation in plants, in which miRNAs with different functional elements on their pre-miRNA fold-backs can differ in their function or regulation, and closely related miRNAs can be diverse in their specificity or competence to downregulate target genes. It appears that the sophisticated regulation of miRNAs can achieve complex biological effects through qualitative and quantitative modulation of gene expression profiles in plants.