拟南芥悬浮细胞系的玻璃化法超低温保存

悬浮培养细胞系是植物生理生化研究的好材料之一。为了保持细胞系的遗传稳定性,需要采用超低温保存技术。玻璃化法是一种不用程序降温仪的超低温保存技术。本文报道了从模式植物拟南芥建立悬浮细胞系并对其进行玻璃化法超低温研究。细胞经过合理的预培养处理和保护剂处理,直接投入液氮贮存。复温后的细胞能恢复生长,恢复生长的细胞保持着植株再生能力。国外,拟南芥悬浮细胞系的程序降温法保存和包埋脱水法保存已经报道,玻璃化法保存尚未见报道。     

拟南芥(Arabidopsis thaliana)氮、碳离子注入诱变效应分析

采用N +、C +离子注入拟南芥 (Arabidopsisthaliana)种子 ,统计了种子的发芽指数 (发芽率和发芽势 ) ;用改良的RAPD技术对N+离子注入种子植株的DNA进行11个引物的随机片段多态性扩增。结果表明 ,合适剂量的N+、C+离子注入可使种子发芽率提高 ,两种离子注入种子的发芽率峰值 (分别为92.3 %和74.4 % )都在5×1014ions/cm2;分析N +离子注入材料发现 ,在1×1013 -1×1016ions/cm2剂量范围内 ,基因组DNA的变异率与发芽指数的变化趋势基本一致 ,变异率峰值 (9.0 % )在1×1015 ions/cm2。结果提示 ,分析低能N+离子诱变效应的最佳注入剂量在1×1014-5×1015 ions/cm2。对N+、C+离子注入的比较发现 ,一定范围内同等剂量C+离子注入的诱变率高于N +离子注入     

赤霉素和光对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响

以拟南芥的赤霉素（ＧＡ）缺陷型突变体ｇａ－１,ｇａ－２,ｇａ－３和ＧＡ不敏感型突变体ｇａ－ｔ为材料,研究了光和４种ＧＡ对拟南芥种子萌发和幼苗生长影响的相互关系。结果表明：（１）烯效唑对ｇａ－１种子萌发的抑制在光下可明显被ＧＡ恢复,而在黑暗中ＧＡ的作用不明显。（２）在光下低浓度的外源ＧＡ３可使ｇａ－１,ｇａ－２,ｇａ０３的种子萌发,而在黑暗中同样浓度的ＣＡ３则难以使种有发。（３）光可以降低子萌发所需     

不同时间的UV-B辐射对拟南芥幼苗生长的影响

以哥伦比亚野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料, 用辐射功率为16.67 μW·cm^-2但不同时间(0.5、1、1.5、2、2.5和3小时)的UV-B辐射对拟南芥幼苗进行处理, 观察叶片形态, 并测定其根长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)浓度、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素荧光参数。结果显示, 短时间UV-B辐射可促进拟南芥根的伸长, 叶绿素和可溶性蛋白含量升高; 长时间UV-B辐射则抑制拟南芥根的生长, 使叶绿素含量、可溶性蛋白含量、叶绿素荧光参数F_v/F_m及qP逐渐降低, MDA浓度、SOD活性、CAT活性和qN值升高, 并随着时间的延长逐渐降低或升高。当辐射功率为16.67 μW·cm^-2时, 其最佳辐射时间为1.5小时。UV-B辐射作为一种环境胁迫, 其胁迫程度都是在一定的范围内, 当胁迫达到极限时, 植株都会对UV-B辐射产生一定的适应效应而使损伤降低。     

N+离子注入对大豆种子活力及其幼苗的抗氧化酶活性影响

本文研究了用25keV N+注入丰豆103的种子后,N+离子对其种子的活力及子叶伸展后48小时和96小时的幼苗内蛋白质含量、谷胱甘肽巯基转移酶(GSH-Ts)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)、抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)活性的影响.结果表明当N+注量在2.6×1016N+/cm2～5.2×1016N+/cm2时,种子的发芽率、发芽指数、活力指数都明显提高;幼苗的可溶性蛋白含量高于对照.在6.5×1016N+/cm2～10.4×1016N+/cm2注量时,幼苗的可溶性蛋白含量低于对照,96小时幼苗可溶性蛋白的含量高于48小时,说明辐射引起的损伤可随生长时间的增加而有所恢复.高注量可引起幼苗内一些抗氧化酶活性的升高,且随注量的增加酶的活性升高也越明显,96小时幼苗的GSH-Px和ASA-POD活性高于48小时幼苗,GSH-Ts活性略有下降.而低注量(1.3×1016N+/cm2～5.2×1016N+/cm2)的上述酶指标升幅不大.说明经N+离子处理后可通过诱导这些抗氧化酶活性的升高起到减轻伤害的作用.     

UV-B辐射对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响

以哥伦比亚生态型(Columbia-0)拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料, 人工模拟UV-B辐照处理拟南芥种子, 统计其发芽势和发芽率, 测定根长、株高、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白以及丙二醛(MDA)含量, 研究UV-B辐照处理对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响。研究结果表明, 低剂量的UV-B辐照可以促进拟南芥种子萌发和幼苗生长, 并且最佳辐照剂量为1.0 kJ·m^–2(P<0.05), 此时的发芽势、发芽率、根长、株高、叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白的含量均达到最大, 而丙二醛的含量变化则不明显(P>0.05)。当辐照剂量大于1.0 kJ·m^–2时, 促进作用逐渐变小, 并且随着辐照剂量的增加, 表现出了抑制作用。实验结果表明, 适当剂量的UV-B辐照在一定程度上可以促进拟南芥种子萌发和幼苗生长, 而过高剂量的辐照则对其产生抑制或损伤作用。     

He-Ne激光处理对拟南芥种子萌发和幼苗生长特性的影响

以哥伦比亚生态型(Columbia-0)的野生型拟南芥为材料,利用He-Ne激光生物辐照仪(632.8nm,5mW/mm2)处理拟南芥种子,统计其发芽势和发芽率,并测定根长及叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)的含量,以探讨He-Ne激光对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,短时间的He-Ne激光辐照可促进拟南芥的生长发育,且最佳辐照时间为4min,此时的发芽势、发芽率、根长、叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白的含量均达到最大,而丙二醛(MDA)的含量为最低。当辐照时间大于4min时,促进作用逐渐变小,且随着辐照时间的延长而表现出抑制作用。研究表明,适量的He-Ne激光辐照在一定程度上可以促进拟南芥种子的萌发和幼苗生长以及保护其细胞膜免受伤害。     

胁迫时间与非毒性离子对重金属抑制拟南芥种子发芽及幼苗生长的影响

测定了Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺单一重金属胁迫对拟南芥种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明,重金属对幼苗生长的毒性大于对种子发芽的毒性,以抑制种子发芽的IC₅₀为指标,4种重金属的毒性顺序为Hg²⁺＞Cd²⁺＞Pb²⁺/Cu²⁺,以幼苗生长为指标,则毒性顺序为:Cu²⁺＞Hg²⁺＞Cd²⁺/Pb²⁺,并随着胁迫时间延长,种子萌发率下降.此外,不同重金属在不同发芽时段对种子的毒性也不尽相同,Cd²⁺的毒性在种子吸水后的0～12 h大于12～24 h,而Hg²⁺毒性在12～24 h大于0～12 h,其中,种皮对减轻重金属毒性起着十分重要的作用.通过非毒性离子(Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺)与重金属离子(Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺)交互作用对拟南芥种子发芽及幼苗生长效应的研究发现, mmol·L^-1的Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺可以增强Hg²⁺对种子发芽的毒性,但对Cd²⁺的毒性却没有影响.对于幼苗来说,Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺可以显著增强Hg²⁺的毒性,Ca²⁺可以缓解Cd²⁺的毒性,但却增加Cu²⁺的毒性,K⁺可以缓解Pb²⁺对幼苗的毒害作用.最后,本文对重金属的毒害机理进行了探讨.     

拟南芥RPP1A参与幼苗生长的蛋白质组学分析

核糖体蛋白不仅参与蛋白质合成,而且参与植物生长发育的调控.利用拟南芥核糖体磷酸蛋白P1(ribosomal phosphoprotein P1,RPP1)家族基因RPP1A缺失突变体rpp1a研究RPP1A缺失对幼苗蛋白质表达水平的影响,揭示其参与调控幼苗生长的作用机制.表型分析发现,与野生型WT相比,RPP1A缺失导...     

模拟微重力对拟南芥幼苗的影响

对正常条件和模拟微重力条件下拟南芥幼苗的生长状况进行了研究,发现拟南芥幼苗的生长发育、生理生化特性、酶活性等均发生一系列的变化.并利用qRT-PCR技术深入研究了经模拟微重力处理的幼苗过氧化物酶的基因表达量的变化.这些结果为植物在受控生态生保系统中的生长提供了试验支持.     

Biochemistry and Genetic Analysis of Bioeffects of Low Energy N+ Implantation and Y-Radiation on Arabidopsis thaliana

We analyzed the activities of specific enzymes,esterase and peroxidase,and the electrophoresis profiling of isozymes of both the second-generation (MI) and the thirdgeneration (M2) individuals of Arabidopsis thaliana after the parental generation was treated with low-energy N+ implantation and y-radiation.Results indicated that the mutagenic effects of both treatments were inheritable.The obvious difference between N+ implantation and γ-radial on the relationship of doses and effects was also observed.For the correlation between effects and doses,the former presented a particular saddle-like pattern,while the latter showed a pattern of linearity.Random amplification of polymorphic DNA analysis showed that the variant DNA bands were consistent in MI and M2 generations treated with both γ-radiation and ion implantation.However,the ratio of individual plant variation between the two treatments was remarkably different.     

碳离子束辐照拟南芥介导外源基因转移的研究

采用700keV或4.0MeV碳离子束辐照拟南芥种子,通过对样品的显微摄影,发现随着辐照剂量的增加,碳离子束对种子表面的损伤逐渐加剧,特别是在4.0MeV碳离子束辐照下,当剂量达到1×1014ions·cm-2后,种皮局部逐渐被刻蚀殆尽,甚至造成种皮局部破裂。对拟南芥种子进行台盼蓝染色后的显微观测显示,碳离子束辐照可以导致拟南芥种皮细胞着染,在剂量较大的情况下,部分皮下细胞也可着染,表明碳离子束可作用到皮下细胞,为外源基因提供导入的通道。GUS基因导入后的组织化学检测表明:质粒pCAMBIA1301能够进入4.0MeV碳离子束辐照后的拟南芥种子,并在种子和幼芽中获得瞬间表达。     

离子束介导GUS基因转化拟南芥种子的研究

以拟南芥种子为研究对象,研究离子束介导GUS基因导入拟南芥种子的转化效果。结果表明:直接注入干种子后进行转化,未得到瞬间表达的结果。而注入玻璃化保护后的2天龄幼苗,再进行转化,转化效果明显提高,得到了大约10%的瞬间表达。揭示对于像拟南芥这样的小粒种子,采用幼苗注入后转化,效果可能会更好一些。     

氮离子束注入诱变小麦的研究

和其他诱变方法相比较,低能氮离子束注入作为一种新的诱变方法具有生理损伤小、突变谱广和突变频率高等特点。据此利用该方法处理“遗4212”,建立起具有60个株系的突变群体。通过调查生育期、农艺性状、醇溶蛋白和微卫星的变异,对后代M4群体进行系统的研究。结果表明：群体的生育期和农艺性状变异明显,有7个ω-醇溶蛋白的迁移率变异并伴随着蛋白的缺失和增加;在25个SSR位点出现扩增产物的缺失、延长和缩短。结合实验结果和其他相关报道,讨论了实验所获得突变体的应用及离子束注入引发突变的机理。     

拟南芥叶片数目变化突变体对营养生长时相转变的影响

拟南芥(Arabidopsis thaliana)的营养生长可以分为2个阶段: 幼龄期与成熟期。由幼龄期向成熟期的转变(VPC)与叶片的形态学特征、茎顶端分生组织(SAM)形状、远轴面表皮毛的出现以及SPL家族转录因子表达水平的变化相关。研究表明, 造成这种转变的信号来源于叶原基。该研究利用2种莲座叶数目改变了的突变体和对野生型切除叶片的方法, 分析了叶片数目对VPC的影响。结果表明, 莲座叶数目的减少推迟了VPC的发生; 而莲座叶数目增多突变体amp1-1并未使VPC的发生提前, 推测叶源信号的产生受到了光合作用的影响。     

离子注入选育高产壮观链霉菌的研究

利用离子注入选育高产壮观链霉菌。壮观链霉菌1043为一壮观霉素生产菌种,通过实验建立了离子注入选育壮观链霉菌。其效价较出发菌株提高了102.3%。     

外源钙降低拟南芥幼苗盐害效应

用5mmol／L CaCl2喷叶后的拟南芥幼苗,在100mmol／L NaCl胁迫下,SOD、CAT和POD的活性以及叶绿素含量降低幅度明显低于对照,MDA含量增加幅度显著低于对照,由此表明钙与拟南芥幼苗盐害效应的降低有关。