磷脂酶Dα1与H2S参与冬凌草甲素对拟南芥的化感作用

以拟南芥哥伦比亚野生型(WT)、磷脂酶Dα1(PLDα1)缺失型突变体pldα1、D-/L-半胱氨酸脱巯基酶(D-/L-CDes)缺失型突变体d-cdes和l-cdes幼苗为试验材料,60 μmol·L^-1冬凌草甲素为处理浓度,研究了拟南芥响应二萜类化合物冬凌草甲素的化感作用中磷脂酶Dα1(PLDα1)与气体信号分子硫化氢(H₂S)的信号关系。结果表明: 冬凌草甲素显著提高了野生型拟南芥幼苗H₂S含量、PLD和D-/L-CDes酶的活性及其基因表达;冬凌草甲素处理下,pldα1突变体幼苗的D-CDes和L-CDes活性明显低于WT,外源添加磷脂酸(PA)后D-CDes和L-CDes活性显著提高,并高于WT;冬凌草甲素显著抑制4种株系根的生长,其中d-cdes和l-cdes对冬凌草甲素更加敏感,外施NaHS可以促进冬凌草甲素处理下4种株系根的生长及内源H₂S产生,外施PA只对冬凌草甲素处理下的WT、pldα1和l-cdes株系根的生长及内源H₂S产生有促进作用,而对d-cdes株系没有明显作用。说明PLDα1和H₂S在拟南芥响应冬凌草甲素过程中发挥作用,且PLDα1/PA位于D-CDes上游,参与调控拟南芥幼苗H₂S的产生及根生长的信号过程。     

二萜类化合物蓝萼甲素(glaucocalyxin A)对拟南芥四种磷脂酶的影响

为了探究二萜类化合物蓝萼甲素(glaucocalyxin A)对拟南芥4种磷脂酶的影响,以蓝萼甲素为供体,以哥伦比亚野生型拟南芥(Col-0)和4个拟南芥磷脂酶突变体株系(pla1-1、pla2-1、plc1-1和pldδ-2)为受体植物,通过施加不同浓度的蓝萼甲素(0、20、100μmol·L-1)对5个拟南芥株系组织膜透性和渗透调节物质进行研究。结果表明:外施不同浓度的蓝萼甲素后,拟南芥5个株系中相对电导率和丙二醛(MDA)含量均显著升高,脯氨酸和可溶性蛋白含量呈现出先上升后下降的趋势,于24 h达到峰值,且不同的磷脂酶在调控其生理过程中具有不同的作用;表明蓝萼甲素作用与4种磷脂酶具有相关性,可通过调控4种磷脂酶来发挥部分化感作用。     

冬凌草甲素对拟南芥种子萌发和幼苗生长的化感作用

以拟南芥为供试材料,研究了二萜化合物冬凌草甲素(oridonin)对拟南芥种子萌发、幼苗生长及生理特性的化感作用。结果表明:(1)各浓度冬凌草甲素处理均降低了拟南芥种子的发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数;至最终萌发时间,120μmol/L冬凌草甲素处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数、种子活力指数分别为对照的87.76%、70.37%、83.19%、27.72%,说明高浓度的冬凌草甲素对拟南芥种子发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数均有显著抑制作用,且对种子活力指数的影响最为显著。(2)冬凌草甲素处理后培养拟南芥幼苗2周,60μmol/L冬凌草甲素处理的拟南芥根甚至出现侧根不生长的现象;120μmol/L冬凌草甲素处理的幼苗主根长度比对照组降低了79.05%,其鲜重、干重和相对含水量分别降为对照的58.41%、63.33%和93.91%。(3)不同浓度和时间的冬凌草甲素处理整体上显著促进了拟南芥幼苗体内渗透调节物质可溶性蛋白和脯氨酸的积累。研究发现,冬凌草甲素对拟南芥种子萌发及生长表现出不同程度的化感抑制作用,该抑制作用与冬凌草甲素的处理浓度及处理时间均密切相关;拟南芥幼苗能通过增加自身渗透调节物质积累在一定程度上缓解这种抑制作用。     

蛇毒磷脂酶A2的毒理作用

生物体内含有多种磷脂酶,按水解底物部位的不同,一般可分为五大类,即磷脂酶 A_1、A_2、B、C、D(图一).其中蛇毒中的磷脂酶蛇毒 PLA_2的共同化学特征是(4):①水解磷脂底物 C-2位的酯键;②对胶束聚集的(micellar aggregate)底物水解速度快,     

拟南芥GH3.9基因的过表达及其表型分析

为研究GH3.9基因在植物生长发育过程中的作用,利用RT-PCR成功克隆到GH3.9基因,该基因全长为1 750bp。通过构建pEGAD-GH3.9过表达载体转化拟南芥,获得过表达GH3.9基因纯系转基因株系GH3.9ox-3和GH3.9ox-7。对拟南芥野生型(WT)和转基因株系(GH3.9ox-3和GH3.9ox-7)幼苗用不同光强和光质进行处理,结果显示:在蓝光、红光、远红光等不同光照强度下培养,过表达株系幼苗下胚轴的生长均明显受到抑制,且较野生型明显;采用不同光周期处理拟南芥幼苗,过表达幼苗下胚轴的伸长明显低于野生型;对成年植株表型进行观察,发现过表达株系植株矮小、雄蕊变短、果荚短小。研究表明:GH3.9基因参与了拟南芥生长发育调控,过表达GH3.9基因对拟南芥生长有抑制作用。     

转GFP::cDNA基因拟南芥筛选及相关基因的功能分析

本研究以随机GFP::cDNA融合基因转基因拟南芥为材料,筛选到在细胞核或在细胞核和细胞质中均表达GFP信号的转基因株系58个。对这些转基因株系中的cDNA插入片段进行克隆,获得4株插入片段能按原初编码框进行编码的转基因株系。对插入片段为编码富含甘氨酸蛋白AtGRP8 C-末端(富含甘氨酸的结构域)的转基因株系R2的表型分析发现,连续白光、红光或蓝光下其幼苗的下胚轴比野生型的要短,且较低光照强度白光(低于100μmol m-2s-1)、蓝光(低于75μmol m-2s-1)下的差异更加明显,但是黑暗中其幼苗的下胚轴与野生型相比无明显差异,表明AtGRP8蛋白可能通过其C-末端功能域参与调控拟南芥的光形态建成反应。     

拟南芥ABI5基因对BR胁迫响应及其对下胚轴生长的调节作用

植物脱落酸不敏感蛋白5 (abscisic acid-insensitive 5,ABI5)是种子中大量表达的碱性亮氨酸拉链类型(basic leucine zipper,b ZIP)转录因子,在调节种子萌发和幼苗早期生长的脱落酸(abscisic acid,ABA)信号中起着核心作用。油菜素内酯(brassinosteroid,BR)是一种新型植物内源激素,具有调节植物生长发育和逆境胁迫响应等诸多生理功能。近期研究发现,油菜素内酯胁迫条件下,BR信号通路中BIN2 (BRASSINOSTEROID INSENSITIVE2)和BES1 (BRI1-EMS-SUPPRESSOR 1)通过抑制ABI5表达,促进拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子萌发。为进一步探究BR胁迫下ABI5功能,本研究分析了种子萌发期ABI5表达特性,鉴定出拟南芥ABI5基因缺失突变体abi5-1并对BR胁迫下其功能进行解析。结果表明:ABI5在拟南芥干种子中大量表达并响应萌发期BR胁迫;正常条件下,abi5-1与野生型幼苗下胚轴无明显差异;BR胁迫下,abi5-1幼苗下胚轴明显长于野生型。本研究结果揭示了ABI5调控BR胁迫下拟南芥下胚轴生长,为深入了解ABI5调节植物发育的分子机制提供了依据。     

隐花素在生长素调控拟南芥下胚轴伸长中的作用分析

以拟南芥野生型(Col-4)和隐花素双突变体cry1cry2为材料,研究不同光照条件下不同浓度吲哚乙酸(IAA)和IAA极性运输抑制剂氨基酞氨酸(NPA)对幼苗下胚轴伸长的影响。结果显示,低浓度IAA(10-7mol/L)可促进连续白光和红光下cry1cry2幼苗下胚轴伸长,而连续蓝光下cry1cry2下胚轴的伸长则受到抑制。蓝光下相同浓度的NPA对cry1cry2幼苗下胚轴伸长的抑制程度比野生型要小。RT-PCR分析结果显示,瞬时蓝光处理时IAA合成关键酶基因IGPS以及生长素应答基因IAA1和IAA5在cry1cry2突变体中的转录水平比野生型中要高。这表明隐花素可能部分通过调节IAA合成和/或IAA极性运输,介导蓝光调控拟南芥下胚轴的伸长。     

稀土元素镧和铈对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草无菌苗为材料,在冬凌草再生植株时期,添加不同浓度的稀土元素镧和铈,用重量法测定其单株平均鲜重及干重,用高效液相法测定冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸的含量,参考农作物、园艺作物种质评比的方法,根据冬凌草生产中各项指标的重要性,设置权重,计算加权后得到综合评分对其进行综合评价,探讨稀土元素镧、铈对冬凌草再生植株产量及次生代谢产物冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸含量的影响。结果表明:空白对照组综合评分为62.99分,添加稀土元素铈的条件下,1μmol·L-1Ce Cl3·7H2O评分最高为87.96分,添加稀土元素镧的条件下,5μmol·L-1La Cl3·6H2O评分最高为74.44分,这表明Ce Cl3·7H2O对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物积累的促进作用优于La Cl3·6H2O;适宜浓度的镧、铈能促进冬凌草再生植株的生长及次生代谢产物冬凌草甲素、冬凌草乙素、迷迭香酸的合成,而高浓度10μmol·L-1La Cl3·6H2O具有抑制的情况。该研究结果将对进一步研究稀土元素对冬凌草再生植株生长的促进作用机制奠定基础,为植物组织培养中如何科学合理地使用稀土元素提供理论依据。     

拟南芥中H_2S与PLDα1响应干旱胁迫的作用研究

以野生型拟南芥WT、PLDα1合成缺陷突变体pldα1-1以及L-半胱氨酸脱巯基酶(L-cysteine desulfyrase,L-CDes)合成缺陷突变体lcd-4幼苗为材料,以0.3 mol·L~(-1)甘露醇模拟干旱胁迫,研究磷脂酶Dα1(phospholipase Dα1,PLDα1)与气体信号分子硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)响应干旱胁迫的作用及可能存在的信号关系。结果显示:干旱胁迫下,野生型拟南芥的H_2S含量、PLD与L/D-CDes活性及其基因相对表达量均发生显著的变化。萌发率实验中,与WT相比,pldα1-1和lcd-4对干旱胁迫更加敏感,外施NaHS可以促进干旱胁迫下WT、pldα1-1以及lcd-4种子萌发及內源H_2S产生,而外施PA能提高干旱胁迫下WT、pldα1-1种子萌发率及H_2S含量,但对lcd-4萌发率及H_2S含量没有显著影响。研究结果表明,信号分子H_2S和PLDα1在拟南芥的干旱胁迫响应中发挥一定的作用,且H_2S可能位于PLDα1的下游参与调控拟南芥种子萌发的信号过程。     

创伤后脏器磷脂酶A2活性变化的实验研究

磷脂酶A_2(PLA_2)存在于主要脏器的细胞膜,激活后能降解膜磷脂,释放花生四烯酸,其代谢产物前列腺素、白三烯及血小板激活因子等在炎症反应中具有极重要作用。PLA_2还能破坏质膜结构,使H~ 屏障破坏而造成线粒体能量代谢的障碍。有报道多脏器损伤后病人血清PLA,活性上升,损伤程度与PLA,活性呈正相关,但脏器PLA_2,变化国内外少见报道。本实验用枪弹腹壁贯通伤和休克模     

热应激时大鼠肺中肾上腺素能受体的变化及其调节机理

研究了急性热应激致大鼠肛温达42℃时即刻、持续15min及持续15min并在室温恢复4h后三种状态下肺肾上腺素能受体(α,β)的动态改变及其相应配基去甲肾上腺素(NE),肾上腺素(E)含量的改变。同时测定了肺中磷脂酶A_2(PLA_2)活性的变化。结果表明,急性热应激可使大鼠肺中肾上腺素能受体发生改变,内源性配基NE、E及PLA_2的活性也相应发生改变。NE和/或E含量以及PLA_2活性的改变在肾上腺素能受体变化的过程中可能起重要的调制作用。     

AtWRKY40参与拟南芥干旱胁迫响应过程

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、AtWRKY40缺失突变体和过表达株系为材料,研究AtWRKY40在植物干旱胁迫响应过程中的作用及其生理和分子机制。结果显示,AtWRKY40受干旱胁迫诱导;AtWRKY40缺失导致干旱胁迫下种子萌发率降低,叶片失水加剧,而AtWRKY40过表达植株呈现出相反的表征;干旱胁迫下,At WRKY40缺失突变体植株叶片过氧化氢(H_2O_2)、超氧阴离子(O_2~-·)及丙二醛(MDA)含量显著高于野生型及其过表达株系,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量以及相关基因AtCu/ZnSOD、AtCAT1、AtP5C1S、AtG6PD5和AtBAM4表达量显著低于野生型,同时AtWRKY40过表达株系的渗透物质含量和保护酶活性及其基因表达量则高于野生型。由此说明,AtWRKY40通过调节植株抗氧化能力及渗透调节能力参与拟南芥干旱胁迫响应过程。     

冬凌草甲素对金黄色葡萄球菌生物膜的抑制机制

【背景】金黄色葡萄球菌是一种常见的食源性致病菌,易在食品及加工器具表面形成生物膜,引起食品腐败和疾病的传播,威胁食品安全。【目的】研究冬凌草甲素抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成的作用机制。【方法】使用结晶紫染色法和扫描电镜观察冬凌草甲素对金黄色葡萄球菌生物膜形成的抑制作用,刚果红平板法定性检测冬凌草甲素对细胞间多糖黏附素(polysaccharideintercellular adhesion,PIA)合成的影响,分光光度法测定冬凌草甲素对供试菌株胞外DNA (eDNA)释放量的影响,RT-PCR技术检测冬凌草甲素对供试菌株ica A、cid A、agr A和sar A基因表达量的影响。【结果】冬凌草甲素对金黄色葡萄球菌生物膜形成有较强的抑制作用;冬凌草甲素能显著抑制PIA的合成,且呈浓度剂量依赖;冬凌草甲素能抑制供试菌株e DNA的释放量,其中1/4最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)的冬凌草甲素作用金黄色葡萄球菌16 h后,与对照组相比,e DNA的释放量降低了48.62%;冬凌草甲素可显著抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成相关基因的表达,其中1/2MIC的冬凌草甲素作用金黄色葡萄球菌16 h后,ica A、cid A、agr A和sar A基因的表达量分别比对照降低了91.6%、94.7%、77.6%和70.4%。【结论】冬凌草甲素通过抑制ica A和cid A基因的表达,影响PIA的合成和eDNA的释放,进而干预生物膜的形成。     

拟南芥lncRNA-At5NC056820过表达载体构建及其转基因植株的抗旱性研究

以拟南芥At5NC056820为研究对象,构建其过表达载体,以蘸花法侵染拟南芥,经半定量PCR鉴定成功获得了12株过表达株系,并测定转基因植株在干旱胁迫下的生理指标,分析转基因植株的抗旱性,以明确At5NC056820对干旱胁迫的响应,为进一步揭示lncRNA影响植物抗旱性的分子机制提供依据。结果显示:(1)成功构建出含有At5NC056820的载体,并得到了12株阳性植株。(2)阳性植株经RCR验证,证实At5NC056820已在拟南芥中过表达;转基因拟南芥A-3、A-7和A-8在干旱处理下均较野生型长势良好。(3)干旱处理10d后,转基因拟南芥的游离脯氨酸含量为2 429.58μg·g~(-1),比野生型高2.2~2.5倍;转基因拟南芥叶绿素含量为0.82mg·g~(-1),平均下降了48.9%,而野生型拟南芥下降了63.0%;转基因拟南芥丙二醛含量为2.15 mmol·L~(-1)·g~(-1),其上升量较野生型少1.19mmol·L~(-1)·g~(-1);转基因拟南芥的植物组织相对含水量为53.73%,其下降量较野生型少19.0%。研究表明,lncRNA-At5NC056820能够在一定程度上提高拟南芥的耐旱性。     

桑树磷脂酶MaPLA1-2D亚型4个基因的克隆与胁迫应答分析

磷脂酶(phospholipase)是一类在植物生长发育和胁迫应答中起重要调控作用的磷脂水解酶,也是一类重要的信号转导酶。而磷脂酶A1(PLA1)在植物应答生物胁迫和非生物胁迫中的功能研究鲜见报道。研究从桑树(Morus alba L.)中克隆了磷脂酶PLA1的1个亚型MaPLA1-2D基因,对其进行了序列分析、组织表达、胁迫诱导表达和蛋白亚细胞定位分析。结果表明,桑树PLA1-2D亚型基因包括4个成员,命名为MaPLA1-2D.1~MaPLA1-2D.4。4个基因在桑树根和叶中高水平表达,蛋白亚细胞定位在叶绿体。序列和进化分析表明MaPLA1-2D基因4个成员与拟南芥AtDAD1基因的保守结构域序列具有较高相似度且进化关系紧密。MaPLA1-2D基因4个成员的启动子含有多种胁迫应答顺式元件和激素响应元件;胁迫诱导表达模式分析表明MaPLA1-2D基因表达受干旱和脱落酸处理显著诱导。以上结果说明,MaPLA1-2D基因与拟南芥DAD同源,可能在桑树非生物胁迫应答中发挥重要功能。     

转ZjAPX基因拟南芥对NaCl、干旱胁迫的耐性研究

旨在探讨枣树抗坏血酸过氧化物酶基因ZjAPX在植物渗透胁迫中的作用。将ZjAPX基因转入到模式植物拟南芥,以野生型(WT)、转ZjAPX拟南芥株系T2为试材,进行不同浓度NaCl胁迫和干旱胁迫。结果表明,转基因株系的种子萌发、植株生长均优于野生型株系;荧光定量PCR检测转基因拟南芥植株在干旱和盐胁迫处理10 d后目的基因ZjAPX的表达量显著高于野生拟南芥,表明ZjAPX的高表达明显提高了植株的抗旱和耐盐性。     

植物磷脂酶C的功能研究进展

磷脂酶C(phospholipase C,PLC)是一类重要的水解酶,根据作用底物的不同可主要区分为磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(phosphoinositide-specific PLC,PI-PLC)和非特异性磷脂酶C(non-specific PLC,NPC)。在植物细胞的信号转导中,PLC及其产物均发挥重要的媒介作用。不同于动物细胞,植物细胞中的六磷酸肌醇(inositol hexaphosphate,IP_6)和磷脂酸(phosphatidic acid,PA)被认为是传递植物磷脂信号的主要成员。现概述磷脂酶C的结构、家族成员的分类以及它们在细胞信号转导过程中发挥的作用,并对相关领域今后的研究方向提出展望。     

百子莲脱水素基因ApY2SK2逆境应答模式及启动子调控功能研究

在百子莲胚性细胞中筛选到对超低温保存复合逆境具有积极响应的保护类蛋白脱水素(ApY_2SK_2),为探明ApY_2SK_2基因在复合逆境中的应答模式,该研究采用染色体步移技术克隆并分析了ApY_2SK_2编码基因上游1 200 bp的启动子序列。结果表明:(1)序列分析显示,该启动子含有多个与逆境和激素诱导相关的顺式调控元件;实时荧光定量PCR结果表明,ApY_2SK_2基因的表达具有组织特异性,在百子莲的叶和果中表达量较高,且在多种胁迫处理与ABA激素诱导下,其表达量显著升高。(2)成功构建了5个ApY_2SK_2启动子不同缺失片段驱动GUS基因的融合表达载体,经农杆菌转化、抗性筛选和PCR检测鉴定,获得T_3代纯和转基因拟南芥株系。(3) GUS组织化学染色结果显示,GUS基因在拟南芥幼苗全株、成年苗的叶、花和成熟果实中表达活性较强,但在未成熟果实中无明显表达;烟草瞬时表达结果显示,与对照组相比,在脱水胁迫和ABA处理下的ApY_2SK_2启动子不同缺失片段驱动GUS基因表达具有显著差异。(4)转基因拟南芥GUS活性测定结果显示,ApY_2SK_2启动子MBS元件和ABRE元件可响应干旱与渗透胁迫信号;ApY_2SK_2启动子LTR元件参与低温响应;ApY_2SK_2启动子-1 199～-262 bp区域包含多个串联的ABRE顺式调控元件(-373～-211 bp)对响应ABA信号具有主要调控作用。该研究结果揭示了ApY_2SK_2启动子的组织特异性,且启动子上的关键顺式调控元件对不同的胁迫和激素信号响应具有决定性调控作用。     

β-西柏三烯二醇对拟南芥的化感效应及其作用机理研究

以拟南芥幼苗为受体植物,研究了不同浓度二萜类化合物β-西柏三烯二醇对拟南芥生长的活性作用以及作用机理,以揭示萜类化感物质的作用机制。结果表明:(1)β-西柏三烯二醇对拟南芥幼苗的鲜重具有显著抑制作用,当处理浓度为50μmol/L时抑制作用达到显著水平,并对拟南芥鲜重的抑制率均大于30%。(2)经过β-西柏三烯二醇处理后,拟南芥叶片中叶绿素a、b含量显著下降,且抑制作用随处理浓度的增大和处理时间的延长而增加。(3)随着β-西柏三烯二醇处理浓度的增大,拟南芥中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性逐渐显著降低,而过氧化产物MDA含量显著增加。可见,β-西柏三烯二醇通过抑制拟南芥体内抗氧化酶的活性,引起膜脂过氧化,从而抑制拟南芥幼苗的正常生长和生理过程,且这种抑制作用随浓度的升高而增强。