拟南芥氮代谢相关基因T-DNA插入突变体低氮响应的初步研究

氮代谢相关基因家族的拟南芥T-DNA插入突变体幼苗期对低氮环境有不同的响应.叶绿素含量,干物重,全氮含量测定结果表明:有2个氨转运蛋白基因(ammonium transport gene mutant, AMTm)和8个硝酸还原酶基因(nitrate reductases gene mutant, NRm)的T-DNA突变体与野生型对照相比对外界低氮环境的适应能力存在显著差异.     

拟南芥耐低钾突变体的筛选及遗传分析

利用乙酰甲基磺酸（ＥＭＳ）诱变方法,以幼苗根在重力作用下的弯曲生长为指标、筛选得到了拟南芥（Ａrabidopsis thaliana)耐低钾突变体。经过对突变体杂交后代的遗传分析证明,其中两株突变体的耐低钾性状为隐性单基因突变所致。鉴定、分离与植物耐低钾性状连锁的基因将有可能与对培育钾高效作物品种有重要意义。     

拟南芥叶边缘锯齿状突变体的分离与鉴定

叶的极性建立直接决定叶的平展性发育,极性改变导致叶形态异常,影响植物体的各种正常生理活动。利用反向遗传学方法,从拟南芥基因激活标签突变体库中分离到一个叶片边缘锯齿状表型的突变体（命名为pCB1294）,该突变体同时表现出叶表皮腺毛形态发育异常。通过TailPCR方法成功定位突变基因为At5g41663,该基因编码miR319b基因。Real time PCR显示,pCB1294突变体植株中miR319b基因的表达量是野生型（col）植株的11倍多。所得结果为进一步研究miRNA调控叶极性的分子机制和进一步分析miR319b与叶形态发生的关系奠定了基础。     

拟南芥质体定位的叶酰谷氨酸合成酶基因在低氮条件下的功能分析

叶酰聚谷氨酸合成酶(folylpolyglutamate synthetase,FPGS)在细胞的不同位置负责将多个谷氨酸残基逐个加在单谷氨酸四氢叶酸(tetrahydrofolate,THF)的γ-羧基上,从而形成有活性的多尾形式四氢叶酸。AtDFB是定位在质体中的FPGS,利用AtDFB基因的T-DNA插入突变体Atdfb-3,通过比较野生型拟南芥及突变体在不同氮源条件下的生长状态以了解AtDFB基因的生物学功能。结果表明,低氮条件下AtDFB基因功能的缺失导致Atdfb-3突变体主根的急剧缩短,叶酸含量的明显下降;而在Atdfb-3突变体中过表达AtDFB基因后,在低氮条件下的表型恢复至野生型拟南芥水平,并且叶酸含量有所提高。综上所述,AtDFB基因在拟南芥叶酸合成代谢途径中发挥着重要作用,可能影响低氮环境下植物主根的发育。     

拟南芥乙烯突变体在干旱胁迫下的形态学差异

为了揭示乙烯在植物与环境相互作用过程中的生物学功能,以拟南芥（Arabidopsis thaliana）的ein2-5、ein3-1、EIN3ox、EIL1ox 4种乙烯突变体与Col-0野生型为材料,对比研究它们在干旱胁迫条件下的生长和形态学变化。研究发现,干旱胁迫导致莲座叶直径、叶片面积、花序、水势等指标发生显著变化,同时不同突变体的形态适应特点呈现显著差异。这些结果表明,乙烯积极参与了植物形态塑造过程,与植物的抗旱性具有紧密相关性。     

调控拟南芥花粉发育突变体zy1511的基因定位及特征分析

为了进一步研究花药花粉发育过程,我们通过EMS诱变,筛选到拟南芥雄性不育突变体zy1511。遗传分析表明,zy1511为隐性单位点突变。细胞学观察表明．突变体花药中小孢子从四分体释放出后绒毡层并没有开始退化,花药发育后期绒毡层依然部分存在。说明突变体花药绒毡层退化比野生型的要迟,因此,小孢子不能发育成正常花粉粒。利用图位克隆的方法将zv1511定位于第一条染色体上分子标记F25P12和T8L23之间134．kb的区间内。本项工作为zy1511基因的克隆及对花粉发育功能分析奠定了基础。目前尚未见到该区间内雄性不育基因的报道。因此,zy1511是控制花粉发育的尚未发现的关键基因。     

拟南芥突变体uro的表型分析表明URO基因参与生长素调节的植物发育过程

在筛选拟南芥(ArabidopsisthalianaL.)叶突变体的过程中获得拟南芥uprightrosette(uro)突变体。uro为半显性突变体,因突变体在幼苗生长期莲座叶竖直生长而得名。对uro突变体的表型进行了详细的分析,结果表明uro突变不仅造成叶生长模式的改变,还出现多种其他异常表型。uro杂合和纯合突变体都表现出植物顶端优势的丧失,纯合突变体表现得更为严重。uro纯合突变体的一些二级分枝会被叶取代,这种叶的叶柄与叶片远轴面连接。突变体的花发育也有多种异常表型,主要表现为花瓣及雄蕊数目的改变、花器官的同源异型转化和不同花器官的融合。uro突变体茎软,细胞学水平分析表明突变体的内皮层组织发生增生,束间纤维发育及维管束分化受阻。顶端优势的丧失及维管组织的异常发育表明,URO基因可能参与生长素对植物发育的调节。pin1uro双突变体表型的分析表明,虽然双突变茎表型出现了两亲本表型的叠加,但双突变体的花却出现了新的表型,说明URO与PIN1基因在调节植物发育过程中具有部分遗传上的相互作用,这一结果进一步证明URO基因参与了生长素调节的植物发育过程。     

拟南芥突变体uro的表型分析表明URO基因参与生长素调节的植物发育过程

在筛选拟南芥(Arabidopsisthaliana L.)叶突变体的过程中获得拟南芥upright rosette(uro)突变体.uro为半显性突变体,因突变体在幼苗生长期莲座叶竖直生长而得名.对uro突变体的表型进行了详细的分析,结果表明:uro突变不仅造成叶生长模式的改变,还出现多种其他异常表型.uro杂合和纯合突变体都表现出植物顶端优势的丧失,纯合突变体表现得更为严重.uro纯合突变体的一些二级分枝会被叶取代,这种叶的叶柄与叶片远轴面连接.突变体的花发育也有多种异常表型,主要表现为花瓣及雄蕊数目的改变、花器官的同源异型转化和不同花器官的融合.uro突变体茎软,细胞学水平分析表明突变体的内皮层组织发生增生,束间纤维发育及维管束分化受阻.顶端优势的丧失及维管组织的异常发育表明,URO基因可能参与生长素对植物发育的调节.pin1 uro双突变体表型的分析表明,虽然双突变茎表型出现了两亲本表型的叠加,但双突变体的花却出现了新的表型,说明URO-与PIN1基因在调节植物发育过程中具有部分遗传上的相互作用,这一结果进一步证明URO基因参与了生长素调节的植物发育过程.     

拟南芥低盐敏感突变体的筛选

通过对ein3-1功能缺失型突变体种子进行EMS诱变,筛选到47株盐敏感突变体。根据对盐敏感程度的不同将其分为3类,分别为低盐超敏感突变体(low concentration of salt hyper-sensitive mutants,lsh),低盐中等敏感突变体(low con-centration of salt moderate-sensitive mutants,lsm)和低盐弱敏感突变体(lowconcentration of salt slight-sensitive mutants,lss)。以其中一株lss-3为例,进行了深入研究。根据遗传分析和生理试验表明,lss-3是以ein3-1为背景的隐性双突变体,而且具有比Col-0和ein3-1更加敏感的盐表型。三重反应表明,lss-3与ein3-1类似,表现出对ACC不敏感的表型。推测lss-3突变的基因可能与乙烯信号途径组分EIN3有关,也可能与之无关,仅是参与抗盐的一个新基因。     

逆境下拟南芥野生型和突变体sex1游离态水杨酸含量及根形态差异

以拟南芥野生型(WT)和突变体sex1为材料,采用HPLC、显微观察等方法,研究了WT在10个不同生长期时游离态水杨酸(SA)含量的变化,比较了在丁香假单胞菌番茄致病变种(Pst.DC3000)、H2O2、甲基紫精(MV)和SA处理环境下WT和sex1中游离态SA含量及幼苗根形态的差异.结果表明:在花序继续开放期(6.30、6.50)以及长角果出现期(8.0),WT中游离态SA含量处在更低水平;2 mmol·L-1 SA处理能够极显著提高WT和突变体sex1中游离态SA的积累,且突变体sex1中游离态SA水平增加更明显,是其他处理游离态SA水平的10倍左右;在MV和H2O2处理下,WT和sex1主根生长受抑制的程度没有明显差异,而突变体sex1幼苗的根毛在低浓度MV环境中比WT更长但密度差异不明显,且WT和sex1根毛在低浓度H2O2环境中差异情况与对照组相似,但外源SA处理使WT和突变体sex1的主根生长均受到明显的抑制,两者的根毛密度随SA增加逐渐降低甚至消失,且突变体sex1比WT受到的抑制作用更明显.研究发现:拟南芥的开花和结果过程与SA依赖途径有一定关系;外源添加SA比Pst.DC3000、H2O2和MV处理更能直接促使拟南芥突变体sex1产生更多的游离态SA;突变体sex1根的生长发育比WT更易受到生长环境条件的影响,且sex1根形态的生长存在一定的SA浓度依赖模式.     

拟南芥耐盐突变体stg2的筛选

采取在高盐平板上萌发的方法,对一个雌激素诱导激活型拟南芥突变体库进行了耐盐突变体的筛选,最终得到了2株稳定的耐盐突变体。本文中对其中的一株耐盐突变体,命名为stg2(salt tolerance during germination 2),进行了研究。遗传实验表明它的耐盐特性是受雌激素诱导的,是功能获得型的耐盐突变体。本实验中还探讨了stg2突变体的筛选过程及耐盐生理特点。     

拟南芥中MATE基因家族的研究进展

多药和有毒化合物排出家族（Multidrug and Toxic Compound Extrusion, MATE）是一个新的次级转运蛋白家族,此类转运蛋白对氨基葡糖、阳离子染料、多种抗生素和药物有转运作用。拟南芥中的MATE基因家族是一个多基因家族,大概由56个成员构成,本文综述了拟南芥中MATE家族基因的研究进展,包括3个方面：第一是拟南芥中MATE家族成员的构成及主要特征;第二描述了转运蛋白的主要功能;第三分析了其功能多样的大致原因。此外,还展望了此家族研究的一些前景。     

AtMYB77促进NO合成参与调控干旱胁迫下拟南芥侧根发育

转录因子MYB77与信号分子一氧化碳(NO)是侧根发育的重要调节因子,但MYB77和NO在干旱胁迫下侧根发生中的作用及机制尚不明确。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、AtMYB77缺失突变体Atmyb77-1及过表达株系AtOE77-1和AtOE77-3为材料,研究了MYB77和NO在干旱...     

Molecular and physiological analysis of Arabidopsis mutants exhibiting altered sensitivities to aluminium

t Arabidopsis mutants with altered Al sensitivities have been isolated with the goal of identifying genes important for Al resistance and toxicity. By screening in a high-Al environment, seven Al-resistant mutants (alr) were isolated. The alr mutants were semi-dominant and constitute at least two unique loci in Arabidopsis. Nine Al-sensitive mutants (als) were also isolated. Complementation analysis revealed that of the nine als mutants, eight represent unique loci, indicating that Al sensitivity is genetically complex in Arabidopsis. The characterization of mutants with altered Al sensitivity will provide greater insights into the mechanisms of Al toxicity and resistance on a molecular and biochemical level.     

拟南芥草酸不敏感突变体的筛选与分析

草酸是多种真菌的致病因子.在含 1.2 mmol/L 草酸和 10 μmol/L 雌二醇的 MS 缺钙培养基上,从大约含 6000个独立株系的拟南芥化学诱导突变体库中筛选草酸不敏感的突变体.初筛获得的可能的草酸不敏感突变体单株收种后,进一步复筛获得 5 株较抗草酸的突变体 D33、D74、D154、D282 和 D630.对它们的 TAIL-PCR 的第三步产物回收、测序、比对的结果表明:D33 的 T-DNA 插入位点位于 At2g39720(Zinc finger)and At2g39730 (Rubisco activase) 之间,D74、D154、D282 和 D630 都插在 At5g10450 (14-3-3 protein GF14 lambda) 的第一个内含子上.突变体后继的遗传分析与分子分析正在进行中.     

拟南芥草酸不敏感突变体的筛选与分析

草酸是多种真菌的致病因子。在含1.2 mmol/L 草酸和10 mmol/L 雌二醇的MS缺钙培养基上, 从大约含6000个独立株系的拟南芥化学诱导突变体库中筛选草酸不敏感的突变体。初筛获得的可能的草酸不敏感突变体单株收种后, 进一步复筛获得5株较抗草酸的突变体D33、D74、D154、D282和D630。对它们的TAIL-PCR的第三步产物回收、测序、比对的结果表明：D33的T-DNA插入位点位于At2g39720 (Zinc finger ) and At2g39730 (Rubisco activase) 之间, D74、D154、D282和D630都插在At5g10450 (14-3-3 protein GF14 lambda) 的第一个内含子上。突变体后继的遗传分析与分子分析正在进行中。     

一种筛选拟南芥突变体的有效方法

经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变处理的拟南芥种子,接种于MS培养基上,垂直放置培养4天后,将幼苗转移至胁迫培养基中,以倒置幼苗180°所形成的弯曲生长根作为指标筛选拟南芥耐营养胁迫突变体。利用这种方法,成功地筛选到一个耐低钾的隐性单基因拟南芥突变体。本方法同样适用于其他类型突变体的筛选。 Abstract：his paper introduces a root-bending assay for isol ation of Arabidopsis mutants tolerant to nutrition stress. Seeds of wild-ty pe Arabidopsis thaliana (ecotype Landersberg erecta) were mutagenized wi th ethyl methyl sulfide (EMS),and M2 populations were screened for mutants. Fo ur-day-old seedlings with 1-to 1.5-cm-long roots were transferred from the vertical agar plates onto to a second agar medium that was supplemented with det erminate stress. The seedlings were arranged in rows, and the plates were orient ed vertically with the roots pointing upward. After another 4 days, the root be nding seedlings were selected for putative mutants and transferred to soil to gr ow to maturity.Seeds from the putative mutants were screened again to determine the true mutants.By using this root-bending assay we have isolated a low-K+-tolerant (lkt1) mutant which is caused by single recessive nuclear mutation. F or lkt1 mutant screening,K+concentration of the medium was 100μmol/L because root growth of wild type seedlings was completely inhibited at or below this con centration.This root-bending assay is also applicable to other type of Arabid opsis mutant isolation.     

水稻无侧根突变体的根向重力性异常

用化学诱变剂 (NaN3 )处理粳稻品种大力 (O ryzasativaL .cv .Oochikara) ,得到具有 2 ,4 D抗性、无侧根和根向重力性异常的突变体RM 10 9。对原品种为父本和突变体为母本的杂交后代F1、F2 根向重力性的遗传分离进行了研究。结果表明 :突变体的根向重力性异常 ,其性状是单显性基因控制且不受光照和黑暗培养的影响。通过对根冠组织切片观察发现 :突变体根冠中含淀粉体的细胞数量比大力少 ,根冠细胞中淀粉体的直径为原品种的 5 0 %且集中排列于细胞内的一角 ,其排列沉积方向与重力方向相同。推测 :突变体的根向重力性异常与淀粉体直径变小有关     

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。