植物光调控因子COP1、HY5的研究进展

植物光形态建成调控因子COP1黑暗中积累在细胞核内,直接与碱性亮氨酸拉链（bZIP）类转录因子HY5相互作用,并被蛋白酶降解,负调控下游基因的表达;而在光下COP1从细胞核内转移到细胞核外,HY5得以在细胞核内积累,可特异结合于查尔酮合成酶基因CHS等光诱导基因启动子上,正调控相关基因的表达。     

植物HY5蛋白结构与功能的研究进展

HY5（LONG HYPOCOTYL 5）为光形态建成的正调控因子,是光调控植物发育的分子开关。在光诱导的基因表达中,HY5调控着植物基因组中上千基因的表达,它既可以单独调控相关基因的表达,也可以与其他调控因子一起共同调控相关基因的表达。HY5蛋白除了在光形态建成中起作用外,还在植物激素的信号传递过程中起着极其重要的作用,它整合了光信号传递和植物激素的信号传递。本综述简要介绍HY5蛋白的结构、生理功能及其分子机制等方面有关的进展。     

拟南芥LTP2参与乙烯信号转导调控的初步研究

以野生型拟南芥(Col-0)与脂质转运蛋白(LTP2)突变体ltp2为试验材料,初步研究了LTP2对乙烯信号转导的影响.采用乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)处理野生型与突变体材料,结果表明,LTP2基因的表达受乙烯诱导,"三重反应"的表型显示突变体ltp2对乙烯的敏感性弱于野生型.采用荧光定量PCR(Real-ti...     

系统性光信号HY5蛋白调控植物碳氮平衡

正物竞天择,适者生存。生物的生存都需要适应环境的变化,这对于植物来讲尤其如此,因为扎根于大地的植物并不能像动物那样通过远离或逃避实现趋利避害。在长期的进化过程中,植物已形成复杂而精细的调控机制以达到整体的协调,保证植物正常生长发育并适应各种环境的变化。作为地球生态系统的最大贡献者,地表生机盎然的植被给生态     

拟南芥硝态氮信号转导研究进展

作为植物体内一类关键的信号分子,硝态氮调控了植物生长发育过程中的一系列生物学过程。硝态氮及其信号直接影响着农作物的氮素利用率、产量和品质。因此,深入研究硝态氮信号转导是农业可持续发展的关键。近年来,随着植物分子遗传学、生物化学等学科的迅猛发展,科学家们已经在硝态氮信号的感知、传递以及长距离信号转导等方面取得了许多突破性进展,这将有助于深入了解硝态氮信号如何调控植物生长发育过程中的各个方面。该文综述了近年来国内外有关拟南芥硝态氮信号转导方面的最新研究进展,以期为构建高效利用氮肥的新型农作物提供理论依据。     

光受体及光信号转导

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号。植物为了更好地生长和发育形成了精密的光信号接收和转导系统。本文介绍近年来光信号接收即光受体和光信号的转导研究进展。     

光受体及光信号转导

植物在进化过程中形成了对环境信号反应的能力,光是植物生长发育中的一个重要的环境信号.植物为了更好地生长和发育形成了精密的光信号接收和转导系统.本文介绍近年来光信号接收即光受体和光信号的转导研究进展.     

拟南芥转录因子CBF的冷调控机制研究进展

拟南芥中CBF(C-repeat binding factor)转录因子在抗寒性方面起重要作用,低温可诱导CBF转录因子的表达。CBF转录因子能够特异结合启动子中含有CRT/DRE(C-repeat/dehydration responsive element)的顺式元件,激活COR等基因的表达,从而增强植株抗寒能力,对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用。对CBF转录因子的结构特点、功能、表达调控以及与CBF相关的其它低温调节途径进行了综述,为提高植物综合抗逆性的研究提供参考。     

细胞因子信号转导负调控因子家族

JAK／STAT是细胞因子发挥生物学功能的重要信号转导途径。作为抑制JAK／STAT途径的蛋白质－细胞因子信号转导负调控因子SOCS家族,目前已知有8个成员,细胞因子通过JAK／STAT通路调节该家族蛋白表达。近年来基因敲除在SOCS研究领域的广泛应用初步阐明了SOCS在体内的生物学功能。     

拟南芥漆酶基因AtLAC2调控植物生长发育的研究

拟南芥漆酶基因家族有17个成员,但其功能还不清楚。本文采用过量表达的方法初步分析了拟南芥漆酶基因AtLAC2的功能。GUS染色显示AtLAC2在拟南芥不同生长发育时期的多个组织和器官中都有较强的表达,且在叶片和茎尖中的表达最强。AtLAC2的过量表达植株开花时间推迟,花序轴分枝变多,叶片变小。以上结果表明AtLAC2基因在调控植物生长发育中具有重要作用。     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142, 突变体的果荚短小, 不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明, 突变体花药发育过程中, 花药中小孢子外壁异常、破裂, 最后没有花粉形成。遗传分析表明, 该突变体为隐性单核基因突变所致; 利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44 kb区间内, 目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明, MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

拟南芥prr5突变体对ABA的响应

以拟南芥为材料,统计PRRs （pseudo-response regulators）突变体 prr5及其野生型经ABA处理后的萌发率、根长和NaCl处理后的萌发率,并采用实时定量PCR方法,对不同浓度ABA处理的拟南芥幼苗中的PRR5基因表达进行分析.结果表明：prr5突变体对ABA弱敏感,其种子萌发率比野生型显著或极显著增高,主根比野生型长,且PRR5基因表达受ABA抑制.同时,NaCl处理后,prr5的萌发率比野生型极显著增高.因此,推测prr5可能为ABA信号通路相关基因.     

一氧化氮在拟南芥气孔发育中的功能研究

为了研究一氧化氮(nitric oxide,NO)在气孔发育中的功能,本实验利用NO的释放剂硝普钠(SNP)处理拟南芥野生型,结果显示,SNP处理后的子叶气孔指数(SI)和%(GMC+M)都较未处理组明显升高。继续检测拟南芥内源一氧化氮升高的突变体nox1和内源一氧化氮降低的突变体noa1的气孔参数,结果显示,nox1的气孔指数(SI)和%(GMC+M)相对野生型明显提高,noa1的气孔指数(SI)和%(GMC+M)低于野生型。荧光定量PCR结果进一步显示,NO抑制了气孔发育相关基因MUTE,SCRM,SCRM2的表达。综上结果表明,NO通过调控气孔发育相关基因的表达影响气孔发育。     

拟南芥雄性不育突变体ms214的遗传与功能分析

经过EMS诱变、背景纯化以及遗传分析,得到一株隐性核基因控制的拟南芥雄性不育突变体ms214,用图位克隆的方法将突变基因MS214定位于拟南芥第一条染色体上顶端700kb的区间内。生物信息学分析发现,该区间内有一个与蜡质合成有关的基因CERl;测序分析表明在突变体ms214中,CERl基因第一个外显子上碱基由C^509变成了u^509的突变,导致CER蛋白在该处的氨基酸由脯氨酸^170变成了亮氨酸^170;等位实验结果表明ms214和cerl是等位突变体。ms214突变体的茎和果荚呈现出与野生型不同的亮绿色;组织切片观察结果表明,突变体花药发育各个时期无异常变化;扫描电镜观察发现ms214的茎和果荚的表皮没有蜡质的形成,但是突变体成熟花粉粒表面含油层异常,具有许多小的脂肪小滴。这些结果揭示了MS214蛋白质参与蜡质合成过程,而且脯氨酸^170是该蛋白质行使功能所必需的。     

拟南芥RALF多肽家族的功能多样性初步分析

绿色植物中的快速碱化因子(Rapid alkalinization factor,RALF)为一类进化保守的多肽信号分子,以基因家族形式存在。模式植物拟南芥中至少存在35个RALF基因成员,前期研究显示拟南芥RALF家族的部分成员,比如RALF1/23,RALF4/19可分别作为Cr RLK1L类蛋白受体激酶家族成员FERONIA及BUPS1/2的配体,调控细胞伸长、植物免疫应答及双受精等过程,但是RALF家族其他成员是否具有生物学活性,以及不同成员之间是否具有功能性差异均尚不清楚。因此,本研究异源表达了19个代表性的RALF,并对其生物学活性和功能性差异进行了分析。实验结果表明,19个RALF均对根的生长起到不同程度的抑制作用,进一步挑选了部分代表性RALF成员进行了活性氧(Reactive oxygen species,ROS)迸发及丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)磷酸化实验分析,实验结果表明,我们确证了11个RALF蛋白参与了MAPK信号的响应,同时,证实16个RALF蛋白抑制了由flg22引起的ROS的释放。此外,不同RALF成员在下胚轴细胞伸长上的作用也存在明显差异,比如RALF10促进下胚轴的伸长。以上研究结果表明不同RALF之间既存在功能冗余性,又存在功能性差异。本研究丰富了对RALF功能复杂性和多样性的认识。     

A Fine Physical Map of Arabidopsis thaliana Chromosome 5: Construction of a Sequence-ready Contig Map

A fine physical map of Arabidopsis thaliana chromosome 5 wasconstructed by ordering the clones from YAC, P1, TAC and BAClibraries of the genome using the sequences of a variety ofgenetic and EST markers and terminal sequences of clones. Themarkers used were 88 genetic markers, 13 EST markers, 87 YACend probes, 100 YAC subclone end probes, and 390 end probesof P1, TAC and BAC clones. The entire genome of chromosome 5,except for the centromeric and telomeric regions, was coveredby two large contigs 11.6 Mb and 14.2 Mb long separated by thecentromeric region. The minimum tiling path of the chromosomewas constituted by a total of 430 P1, TAC and BAC clones. Themap information is available at the Web site http://www.kazusa.or.jp/arabi/.     

Modulation of eIF5A1 expression alters xylem abundance in Arabidopsis thaliana

Eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A) is thoughtto facilitate protein synthesis by participating in the nuclearexport of specific mRNAs. In Arabidopsis, there are three isoformsof eIF5A. One of them, AteIF5A1, has been shown to be expressedin vascular tissue, specifically developing vessel members,using GUS as a reporter. In order to determine whether AteIF5A1plays a role in xylem formation, its full-length cDNA was constitutivelyover-expressed in transgenic Arabidopsis plants. Microscopicanalysis revealed that the cross-sectional area of the xylemin the main inflorescence stems of transgenic plants was 1.9-foldhigher than those of corresponding inflorescence stems of wild-typeplants. In wild-type stems, the primary xylem typically comprisedsix cell layers and was 105 µm thick, but increased to9–11 cell layers, 140–155 µm thick, in transgenicstems. Similarly, the secondary xylem increased from six celllayers, 70 µm thick, in control stems to 9 cell layers,95–105 µm thick, in transgenic stems. Moreover,constitutive down-regulation of AteIF5A1 using antisense technologyresulted in the major suppression of xylem formation comparedwith control plants, and the antisense transgenic plants werealso stunted. These data collectively indicate that eIF5A1 playsa role in xylogenesis. Key words: Arabidopsis thaliana, eukaryotic translation initiation factor 5A, inflorescence stem, xylem Received 5 November 2007; Revised 26 December 2007 Accepted 10 January 2008     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142,突变体的果荚短小,不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明,突变体花药发育过程中,花药中小孢子外壁异常、破裂,最后没有花粉形成。遗传分析表明,该突变体为隐性单核基因突变所致;利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44kb区间内,目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明,MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

新疆北部拟南芥自然居群表型变异与协变

拟南芥(Arabidopsis thaliana)自然居群的表型特征代表其在自然环境下的适应状况, 不同居群间特征的对比可以为了解拟南芥表型变化规律, 进而分析其形成过程和机制提供重要线索。本研究以分布于新疆北部天山、塔尔巴哈台山和阿尔泰山的10个种群的9个表型性状为基础, 对比分析了小尺度、局域尺度和区域尺度环境下原生境拟南芥种群表型性状的变化。结果发现, 不同性状对环境变化的反应不同, 其中株高、株重、根重、根长、单个果实重、果实开裂力度在3种环境尺度下种群间的差异均达到极显著水平, 而分枝数、果实长度的种群间变化不显著, 种群间的表型分化系数较低。不同环境尺度下株重、根重、单株果数均表现出一致的协变格局, 反映了生理功能性状之间整合对拟南芥适应环境的重要性。同时, 各种群间整体的性状协变差异性明显, 根长、单个果实重、分枝数、果实长度、果实开裂力度等特征与其他特征协变具有明显的局部性, 局域尺度和区域尺度环境之间的变化较大。聚类分析发现区域尺度上的不同种群聚合在一起的现象非常突出, 进一步表明拟南芥的表型特征受微环境的强烈影响。Mantel检验表明, 小尺度上10个种群株高、株重、根重、单个果实重、果实长度、果实开裂力度6个性状变化存在显著的空间相关性, 而分枝数、根长的相关性却不显著。因此, 我们认为拟南芥表型变化受小尺度环境的影响强烈, 但在表型层面并非所有性状都与原生境气候存在遗传关联。     

拟南芥花药绒毡层细胞中具有基因簇特征的基因进化和功能分析

在植物基因组中, 除了同源基因成簇现象外, 近年来还发现一些具有共表达特性的异源基因也能够以基因簇形式存在, 但这些异源基因簇的进化和生物学功能尚不清楚。花药发育和花粉形成是植物进化出的特有的生殖生物学过程, 同时产生了一些在花药绒毡层中特异表达和特定功能的基因簇基因。该研究通过筛选和分析花药绒毡层中基因簇基因的分子特性、表达调控、基因年龄和基因重复进化等信息, 探讨花药基因簇基因与植物开花功能进化之间的关系。结果表明, 在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中共筛选到84个(13个基因簇)花药绒毡层特异高表达的基因簇基因, 它们主要产生于串联重复事件, 76%的基因出现在开花植物分化后的阶段, 主要参与生殖发育、花粉鞘组成和脂代谢等生物学过程。研究初步解析了拟南芥花药绒毡层中基因簇基因的基本特征、生物学功能和基因进化机制, 为深入揭示植物基因簇基因的遗传学功能奠定了基础。