拟南芥ABA敏感突变体asm1的分离与鉴定

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,从T-DNA突变体库中筛选分离得到1株脱落酸(ABA)敏感突变体asm1(ABA sensitive mutant 1,asm1),在含有ABA的培养基中,与野生型相比,asm1突变体的根伸长明显受到抑制,且其种子萌发结果显示asm1对ABA同样表现出敏感特性。在生长发育方面,asm1突变体抽苔时间提前,植株矮化,并且荚果长度明显小于野生型。利用远红外成像系统分析发现,在干旱胁迫下asm1突变体叶面温度高于野生型;失水率分析显示突变体失水率降低以及水分散失减少。遗传学分析表明,asm1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离;通过图位克隆成功获得候选基因ASM1。RT-PCR结果显示,在突变体中ASM1的表达受到抑制,并且能够调控多种ABA信号通路和胁迫应答基因的表达水平。研究结果表明,ASM1可能参与调控ABA信号转导并应答干旱胁迫。     

拟南芥白化突变体心口的基因定位与分析

EMS30是拟南芥经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变得到的白化突变体。该突变体的叶绿体结构存在严重缺陷,同时伴随叶绿素缺失。遗传分析显示EMS30突变体的突变表型受隐性单基因控制。采用图位克隆的方法对EMS30突变基因进行定位的结果显示,该基因位于拟南芥第一条染色体的分子标记F21M12和F14N23之间的96kb区间内,该区间包含25个基因。通过生物信息学分析发现,该区间内有3个基因定位在叶绿体或与叶绿体发育相关。这些结果有助于该基因的克隆,为阐释叶绿体发育提供线索。     

拟南芥 MeIAA 抗性突变体的筛选和初步图位克隆分析

生长素是最重要的植物激素之一, 参与了植物生长发育的各个方面。植物体内游离的IAA是生长素的主要活性形式, 在IAA甲基转移酶1(IAMT1)的作用下, IAA可以转变为IAA甲酯 (MeIAA)。MeIAA本身没有活性, 在植物体内的MeIAA酯解酶作用下可以重新转变为IAA。 MeIAA是非极性分子, 能够在植物体内自由扩散。利用MeIAA的这种特殊性质筛选突变体, 可以分离到MeIAA代谢途径或者IAA途径中新的成分。我们对拟南芥种子进行EMS诱变, 通过观察黑暗下下胚轴的生长情况, 筛选MeIAA的抗性突变体。我们成功分离到了8株可能的抗性突变体, 并对其中的一个Methyl -IAA resistant 1 (mir1) 突变体进行了深入分析。MeIAA抗性突变体的筛选将为进一步了解MeIAA的代谢、IAA稳态调控和响应机理提供新的材料。     

拟南芥MelAA抗性突变体的筛选和初步图位克隆分析

生长素是最重要的植物激素之一,参与了植物生长发育的各个方面。植物体内游离的IAA是生长素的主要活性形式,在IAA甲基转移酶1（IAMT1）的作用下,IAA可以转变为IAA甲酯（MelAA）。MelAA本身没有活性,在植物体内的MelAA酯解酶作用下可以重新转变为IAA。MelAA是非极性分子,能够在植物体内自由扩散。利用MelAA的这种特殊性质筛选突变体,可以分离到MelAA代谢途径或者IAA途径中新的成分。我们对拟南芥种子进行EMS诱变,通过观察黑暗下下胚轴的生长情况,筛选MelAA的抗性突变体。我们成功分离到了8株可能的抗性突变体,并对其中的一个Methyl-JAAresistant1（mir1）突变体进行了深入分析。MelAA抗性突变体的筛选将为进一步了解MelAA的代谢、IAA稳态调控和响应机理提供新的材料。     

拟南芥MeIAA抗性突变体的筛选和初步图位克隆分析

生长素是最重要的植物激素之一,参与了植物生长发育的各个方面。植物体内游离的IAA是生长素的主要活性形式,在IAA甲基转移酶1（IAMT1）的作用下,IAA可以转变为IAA甲酯（MelAA）。MelAA本身没有活性,在植物体内的MelAA酯解酶作用下可以重新转变为IAA。MelAA是非极性分子,能够在植物体内自由扩散。利用MelAA的这种特殊性质筛选突变体,可以分离到MelAA代谢途径或者IAA途径中新的成分。我们对拟南芥种子进行EMS诱变,通过观察黑暗下下胚轴的生长情况,筛选MelAA的抗性突变体。我们成功分离到了8株可能的抗性突变体,并对其中的一个Methyl-JAAresistant1（mir1）突变体进行了深入分析。MelAA抗性突变体的筛选将为进一步了解MelAA的代谢、IAA稳态调控和响应机理提供新的材料。     

拟南芥根生长缺陷突变体rei1的分离和鉴定

植物体根发育是一个复杂的过程,尽管对其研究颇多,但对其中的分子机制尚缺乏足够认识。以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）为研究材料,在T-DNA突变体库中分离到一个拟南芥根生长缺陷突变体rei1（root elongationinhi-bited1）。通过表型分析发现,rei1在生长发育方面与野生型存在明显的差异,突变体的根较野生型短,且角果较小,花出现部分的败育。对突变体进行显微结构分析,发现突变体的根在内部结构上表现为表皮及皮层细胞形态不规则,排列疏松且横向膨大。遗传学分析表明,rei1是单基因隐性突变且与一个T-DNA插入共分离,通过图位克隆的方法成功分离了缺失的候选基因。以上研究结果表明,REI1对植物的根发育具有非常重要的调节作用。     

拟南芥角质层发育突变体中WBC11基因的分析与鉴定

从拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)突变体库中筛选到一个发育突变体ku7fy1,其突变表型为叶片狭长,生长缓慢。该研究利用图位克隆技术和候选基因测序鉴定出ku7fy1角质层发育基因(white-brown complex11,WBC11)有一个点突变。对该突变体cDNA测序结果显示,WBC11基因的突变导致其第7个内含子在形成成熟mRNA时无法被正常剪切,使该突变体内WBC11的mRNA大量降解并在翻译时提前引入终止密码子。甲苯胺蓝染色实验显示,突变体叶片表面角质层有缺陷;遗传互补实验进一步证明,突变体ku7fy1中的突变基因是WBC11,ku7fy1表型是由WBC11突变造成的。     

拟南芥叶绿体分裂突变体pd137的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂(ethyl methane sulphonate,EMS)诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异:叶绿体面积显著增大,细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变,使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。     

拟南芥叶绿体分裂突变体pdl37的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂（ethyl methane sulphonate, EMS）诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异： 叶绿体面积显著增大, 细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变, 使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。     

拟南芥表皮毛发育突变体abt3-1的基因定位及表型分析

在发掘和鉴定调控植物表皮毛发育的新因子过程中,获得了一个表皮毛发育异常的拟南芥隐性突变体abt3-1(aberrantly branched trichome 3-1)。与野生型拟南芥(Col-0)相比,其表皮毛分支数目明显增加。另外,abt3-1还表现出植株小、叶形宽、叶色发灰、主根短等发育缺陷。利用图位克隆技术将该突变基因ABT3定位在1号染色体上,分子标记在F28G11#3与F4N21#1之间,物理距离为134kb。该研究将为进一步克隆ABT3基因及研究其在调控植物生长发育过程中的作用奠定基础。     

Seed Coat Retention and Hypocotyl Hook Development in Mutants of Arabidopsis thaliana L.

Germination and growth of wild-type and two mutant strains (aux-1and Dwf) of Arabidopsis thaliana L. have been examined. Seedlingsof aux-1 exhibit agravitropic roots whereas Dwf display bothagravitropic roots and shoots. Wild-type seedlings retained the seed coat at the root-hypocotyltransition zone and developed hypocotyl hooks. In contrast,aux-I and Dwf seedlings did not retain their seed coats andlacked hypocotyl hooks. A positive gravitropic response of theroots was essential for the retention of the seed coat at theroot—hypocotyl transition zone by the attachment of roothairs to the seed coat. The development of the hypocotyl hookwas aided by the retention of the seed coat. The apical regionof the hypocotyl apparently remained agravitropic during formationand maintenance of the hypocotyl hook. Arabidopsis thaliana L., auxins, gravitropism, hypocotyl hook, mutants, peg formation, germination     

Histological Study of Seed Coat Development in Arabidopsis thaliana

Arabidopsis seed coat development using light and transmission electron microscopy revealed major morphological changes associated with the transition of the integuments into the mature seed coat. By the use of a metachromatic staining procedure, cytological events such as the production of phenolic compounds and acidic polysaccharides were followed. Immediately after fertilization, the cells of the inner epidermis of the inner integument became vacuolated and subsequently accumulated pigment within them. This pigment started to disappear from the cytoplasm at the torpedo stage of the embryo, as it became green. During the torpedo stage, mucilage began to accumulate in the cells of the external epidermis of the outer integument. Furthermore, starch grains accumulated against the central part of the inner periclinal wall of these cells, resulting in the formation of small pyramidal domes that persisted until seed maturity. At the maturation stage, when the embryo became dormant and colourless, a new pigment accumulation was observed in an amorphous layer derived from remnants of crushed integument layers. This second pigment layer was responsible for the brown seed colour. These results show that seed coat formation may proceed in a coordinated way with the developmental phases of embryogenesis. Received 25 May 1999/ Accepted in revised form 10 February 2000     

拟南芥干旱突变体远红外成像技术的筛选和特性鉴定

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行化学诱变获得突变体筛选群体。在干旱胁迫下,以叶片的温度差异为筛选指标,利用远红外成像技术进行突变体的筛选,获得了对干旱不敏感突变体dri1(drought-insensitive 1)和敏感突变体drs1(drought-sensitive 1)。实验结果表明dri1和drs1为单基因隐性突变,气孔密度同野生型无差异,而叶片温度、气孔开度和叶片失水率则有明显改变。在MS培养基上的种子萌发实验表明在ABA、甘露醇和NaCl胁迫下dri1萌发率要比野生型高,而drs1则比野生型低。对突变基因的研究有待进一步进行。     

Occurrence of Temperature-Sensitive Phenotypic Plasticity in Chlorophyll-Deficient Mutants of Arabidopsis thaliana

A collection of 75 putative mutants with alterations in leaf pigmentation was visually selected from Arabidopsis thaliana plants (M₂ generation) grown at 26°C from seeds treated with the mutagen ethylmethanesulfonate. Fifty-eight of the plants were found to have chlorophyll contents decreased by at least 10% from the parental Columbia ecotype. These plants were screened for chlorophyll content and the ratio of chlorophyll b/a after growth at 20 or 26°C. Relative to the parental type, a significant number of individuals in which the chlorophyll-deficient phenotype was exacerbated at one of the growth temperatures were identified. We conclude that temperature-sensitive phenotypic plasticity for chlorophyll content is relatively common in mutant populations of higher plants.     

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。     

拟南芥雄性不育相关基因LDAD1&2的遗传定位(英文)

利用EMS诱变筛选手段分离到一株拟南芥类似花药不开裂雄性不育突变体(like-defective in anther de-hiscence,ldad),其果荚干瘪,花药不能开裂且花粉败育。遗传分析表明,突变体的表型受2个隐性基因控制;细胞学观察发现,在花药发育过程中伴随着小孢子的降解;通过图位克隆初步对ldad的2个突变位点分别定位,一个定位在1号染色体上SSLP标记F22L4与端粒之间171 kb的区间,另一个定位在5号染色体上SSLP标记T10O8与端粒间150 kb的区间内;生物信息学分析显示此区间内未见育性相关的已知基因。该研究的结果对进一步克隆LDAD1&2基因及探讨其在花药发育中的功能具有重要意义。     

拟南芥叶绿体分裂突变体cpd111的基因定位与分析

通过EMS(ethyl methane sulphonate)诱变从拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体库中筛选到一个叶绿体分裂突变体(c)hloro(p)last (d)ivision 111 (cpd111).遗传学分析表明,该突变体的表型是单基因控制的隐性性状.与野生型相比,突变体植物细胞的叶绿体数量少,叶绿体形态和大小多样化,并且细胞体积与叶绿体数量之间无相关性.利用图位克隆的方法确定cpd111的突变基因为FtsZ1.进一步的分析表明,该突变影响FtsZ7基因mRNA的正常剪切和稳定性,使蛋白质翻译提前终止,最终导致叶绿体分裂异常.该工作为研究FtsZ1在叶绿体分裂中的作用提供了新的材料和线索.     

拟南芥光形态突变体的筛选与基因鉴定

以哥伦比亚(Columbia)野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,用含有激活标记双元质粒pCB260的农杆菌浸花进行转化,构建拟南芥T-DNA插入突变体库.通过突变体的筛选和表型分析,获得了两株光形态突变体,子叶下胚轴伸长的光抑制效应减弱.通过TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced-PCR)技术,成功扩增出突变植株T-DNA插入位点侧翼序列,经NCBI序列比对,T-DNA分别插在CRY1第一和第三外显子部位.突变体的表型分析及PCR鉴定结果表明,T-DNA插入CRY1并影响到突变植株的光形态建成.