种子的成熟脱水与耐脱水性

成熟脱水是大多数植物种子从发育走向成熟必须经历的过程,它使种子的生理代谢从发育转向萌发,耐脱水性是种子在发育过程中获得的一种综合特性。大多数种子在成熟脱水前即已经历从不耐脱水至耐脱水的转变过程。种子耐脱水性与种子类型、耐脱水蛋白、ＡＢＡ的调控及某些非还原性寡糖和抗氧化系统的存在有关。     

种子的脱水行为及其分子机制

成熟脱水是种子发育的末端事件。根据种子的脱水行为,可以把种子分为正常性、顽拗性和中间性种子。许多过程或者机制授予或者提高种子的脱水耐性,不同的过程可能在不同的水合水平上对水分丧失起保护作用,这些过程的缺乏或者无效表达可能决定个别物种的种子的脱水敏感性程度。到目前为止,涉及种子脱水耐性的过程或者机制有：细胞内脱分化;代谢的‘关闭’;抗氧化系统的存在和有效运转;保护性分子(包括胚胎发育后期高丰度表达蛋白,蔗糖、寡糖或者半乳糖苷环多醇,亲水脂分子,油素)的存在;以及在重新水合过程中修复机制的存在和运转。     

茶树种子发育过程的转录组分析

该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α-亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α-亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α-亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRT-PCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6-CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7-CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8-CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。     

种子脱水耐性的成因及人工诱导

介绍了脱水伤害、形成种子脱水耐性的可能要素、脱水耐性的人工诱导及成功可能性的研究进展。     

沙芥种子发育过程中的脱水耐性

以发育过程中经脱水和未脱水处理的沙芥种子为试验材料,测定了其含水量、萌发率和抗氧化酶系统,探讨了沙芥种子脱水耐性与抗氧化系统之间的关系。结果表明：在20～60DAF,沙芥种子含水量逐渐下降,干重逐渐增加;60DAF种子具有萌发能力,萌发率为24％;且脱水可促进沙芥种子的萌发,人工脱水至含水量为12％和5％时,萌发率分别为56％和44％,自然脱水至含水量为12％和5％时,萌发率分别为52％和60％;发育过程中沙芥种子SOD活性逐渐降低,而CAT、POD、LOX活性以及MDA含量均呈上升趋势;在脱水过程中,随着种子含水量的下降SOD活性逐渐降低,CAT和LOX活性逐渐升高,而POD活性呈先降低后升高的变化趋势。脱水后,种子中MDA含量均高于CK。60DAF的沙芥种子已获得脱水耐性。     

种子脱水耐性及其与种子类型和发育阶段的相关性

种子脱水耐性是种子发育过程中获得的综合特性,是判断种子贮藏持性的一个重要依据。当种子获得脱水耐性时,生理,形态和结构会发生相应的变化,包括糖,蛋白质,脂类和抗氧化系统等保护性物质的合成,各种保护性物质不是单独作用的,而是协同调节种子的脱水耐性。不同的植物种子,其脱水耐性不同,并且随着种子的发育而变化。关于种子脱水耐性的获得,主要有2种观点,一种认为是数量性状,另一种认为是突变性状。种子库收集种子保存时,适时采集和适度脱水才能有效地延长种子的贮藏寿命。     

种子脱水耐性与LEA蛋白

就正常性种子的发育产物ＬＥＡ蛋白的产生,ＬＥＡ蛋白的共同特征、可能作用,ＡＢＡ对ＬＥＡ蛋白基因表达的调节以及正常性种子和顽拗性种子的脱水耐性与类脱水素蛋白之间的关系等问题的研究现状进行了综述。     

不同发育时期黄皮种子脱水敏感性的研究

自花后４６ｄ到８８ｄ果实成熟．黄皮种子的发芽率由０升至１００％．而活力指数逐渐上升,到花后７４ｄ达到最大值,之后略有下降．每粒种子的呼吸强度在花后４６－６７ｄ持续增加,此后则渐渐减弱,但湿藏２ｄ后又回升．黄皮种子的发育明显超前于果实．花后７４ｄ时．每粒种子的干重已接近最大值,这时种子活力最大．而果实的鲜重虽然已接近最大值．但其干重却只有成熟时的７３％。花后４６－５３ｄ的种子,其发芽率小于１００％,轻微脱水能提高种子的发芽率及活力指数,花后６０ｄ至果实成熟．种子发芽率均为１００％．这时任何程度的脱水都会引起活力指数的下降,但不同发育时期的黄皮种子耐脱水力有差别．其中以花后６７ｄ的耐脱水力最强．花后８８ｄ果实成熟时种子的耐脱水力最弱。     

脱水速率对非洲柚种子脱水耐性的影响

通过脱水速率对不同发育阶段的非洲柚种子脱水耐性影响的研究,其结果表明:花后130 d,190 d,245 d和275 d的非洲柚种子在慢速脱水的条件下具有比快速脱水更强的脱水耐性,而且差异显著(P0.05)。但对于花后155 d和220 d的非洲柚种子,快速脱水和慢速脱水条件下脱水耐性差别变小,未达到显著性水平;脱水速率对非洲柚种子脱水耐性的影响与种子的发育阶段有关。这样的结果与前人以正常性大豆种子和玉米胚为材料得到的结果相类似。研究认为,脱水速率对中间型非洲柚种子脱水耐性的影响,可能主要在于慢速脱水能够诱导某些与脱水耐性相关的蛋白的表达和积累。慢速脱水诱导脱水耐性必需以种子具有相应的遗传基础为前提,而且需要选择合适的时机。     

用cDNA-AFLP及其改进的方法分析茶树花发育过程中的基因表达

利用cDNA-AFLP及其改进的cDNA-AFLP方法,分析茶树花发育过程中的基因表达。其发育过程中的基因表达可以分为3类:未成熟阶段发育特异基因;成熟阶段发育特异基因;茶树花发育过程中均表达的基因。利用改进的cDNA-AFLP方法,我们获得编码花药发育特异基因:pollen coat protein(Pcp)。用cDNA-AFLP方法,我们获得7个已知功能基因分别编码Cytchrome(P450),beta-primeverosidase,Dnaj-like protein,anthranilate phosphoribosyl transferase(AnPRT),Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenasesmall subunit(RubpS),alpha-tubulin和Carbonic anhydrase。用RACE方法获得pollen coat protein(Pcp),DnaJ-like protein和Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit等3个基因的全长,并已提交GenBank。     

两种茶树β-葡萄糖苷酶基因cDNA在原核中表达的研究

采用原核表达系统pET-32a( )载体和BL21trxB(DE3)菌株对两条茶树β-葡萄糖苷酶基因cDNA(GluⅠ和GluⅡ)进行了表达,研究了不同诱导时间、不同诱导温度对两个茶树β-葡萄糖苷酶表达量的影响并测定了两者的活性。表达分析结果表明,诱导6h、25℃时,GluⅠ在总蛋白中所占比例最高;诱导6h、37℃时,GluⅡ在总蛋白中所占比例最高,活性测定结果表明,两种表达蛋白均具有正常的β-葡萄糖苷酶活性,在相同的测定条件下,GluⅡ活性(0.310±0.03U·ml-1)比GluⅠ(0.234±0.03U·ml-1)活性更高。     

The Mechanism of Photosynthesis in the Tea Plant (Camellia sinensis L.)

Leaves of the tea plant photosynthesizing in ¹⁴CO₂ incorporatedmuch radioactivity into intermediates of the glycolate pathwayand little into C₄ acids. Increased O₂ in the atmosphere decreasedphotosynthesis, stimulated photorespiration, and increased theCO₂ compensation point. In air the rate of photorespirationwas 19% of net photosynthesis. These observations indicate aC₃ rather than a C₄ mechanism of photosynthesis.     

茶树根系生长及其影响因子研究进展

本文主要综述茶树根系的结构、特点、功能与生长营养特性,以及近些年来影响和调控茶树根系生长的非生物和生物因子的研究进展,并对进一步研究进行展望。     

茶树钙调素基因CsCaMs的克隆及其低温胁迫下的表达分析

钙调素(CaM)是植物钙离子信号通道的主要参与者,参与低温胁迫下多种植物的抗寒生理作用。本研究根据钙调素基因相关表达序列标签(EST)序列,借助RACE-PCR技术,获得CsCaM1和CsCaM2两条cDNA全长序列,GenBank登录号分别为KT238971和KT238972,长度分别为693 bp和841 bp,均包含450 bp的完整开放阅读框(ORF),编码149个氨基酸,两条氨基酸序列仅一个氨基酸有差异,且均含有4个植物CaM家族的共同特征手型结构EF(EF-hand)。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析CsCaMs在茶树低温胁迫下各种处理中的表达模式。结果表明,CsCaMs无组织表达特异性,低温胁迫处理和CaCl2均能诱导CsCaMs的表达,而钙调素拮抗剂W7与钙离子通道抑制剂LaCl3则会抑制其表达。本研究结果对阐明茶树抗寒性的分子机理有一定理论意义,为茶树的抗寒性育种提供参考。     

茶树芽叶紫化的生理生化分析及其关键酶基因的表达

从生理生化和分子水平方面比较了茶树紫化芽叶与成熟绿色叶片的差异。结果表明,紫色幼嫩新梢中茶多酚、儿茶素总量、咖啡碱含量高于成熟绿色叶片,差异达到极显著。光合色素中,成熟绿叶样品中叶绿素及叶绿素a、b的含量、类胡萝卜素的含量极显著高于幼嫩紫叶样品,花青素含量极显著低于幼嫩紫叶;在研究的9个花青素合成途径关键酶基因中,实时荧光定量PCR分析表明,PAL、C4H、CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR和ANS在幼嫩紫叶中均呈上调表达,从而促进花青素的合成,使芽叶呈现紫色。     

Flowering Habit and Vegetative Behaviour in Tea (Camellia sinensis L) Seed Trees in North-East India

Apical growth of a tea shoot occurs by a succession of flushesseparated by short periods of rest. This paper describes theexternal morphology of flowering, fruiting, and abscission ofleaves of the tea plant in north-east India in relation to thephasic activity of shoot apices. All shoots on a tree make leafy growth when a new cycle of growthbegins in the spring, but terminal buds apparently become dormantas the season advances. Apparently dormant terminal buds shedbud scales, leaving on the stem a considerable number of scars,representing leafless cataphyllary flushes. These cataphyllaryflushes are produced at the same time as the leafy flushes onother shoots. A flower is formed only in the axil of a bud scale. Flowerswhich appear to develop in leaf axils are in fact inserted inthe axils of bud scales of the axillary buds. A distal leafy flush is without flowers. Flowers appear in itsleaf axils only when the terminal bud starts growth for thenext higher flush. A distal floriferous cataphyllary flush appearsas a terminal cluster of flowers. Thus, there is an acropetalsuccession of flowers, flush by flush on a caulome, determinedby the phasic activity of the apical bud. The main crop of flowers exposes anthers from the end of thethird flush (late September to early October) until the endof the winter period of growth (late January to early February).In some plants a second, minor crop of flowers appears in thespring between the end of the first and beginning of the secondflushes. In spite of considerable time lag between anthesis,the fruits produced by these two crops of flowers mature anddehisce at the same time during October to November. Abscission of leaves is also dependent upon the phasic activityof the apical buds. Only the top two flushes of a shoot possessleaves. Resumption of apical growth for a third flush, leafyor cataphyllary, causes the abscission of leaves on the lowermostof the three flushes. Two cataphyllary flushes therefore resultin the loss of all leaves on a shoot.     

An Evaluation of Preparatory Procedures for Leaf-Tip Chromosomes Spreads of the Tea Plant (Camellia sinensis)

Well-spread metaphase plates for routine karyotype analysis can be obtained by treating the very young leaf-buds of tea shoots in a saturated aqueous solution of p-dichlorobenzene for 2-3 hr at 4-10 C, fixing in a 1:3:6 mixture of propionic acid, chloroform and ethanol for 6-12 hr, staining with 2% propiono orcein at about 80 C, and squashing in a drop of 1% propiono-carmine under a coverslip.