干旱胁迫下拟南芥中H_2S与ABA信号关系研究

以野生型拟南芥(WT)、硫化氢(H_2S)合成酶缺失型突变体lcd、脱落酸(ABA)合成缺失型突变体aba1实生苗为材料,以0.3 mol·L^-1甘露醇模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对ABA含量、H_2S含量的影响,及其在拟南芥抵抗干旱胁迫中的作用及信号关系。结果显示:干旱胁迫显著提高LCD和ABA1基因相对表达以及H_2S含量,ABA含量;干旱胁迫显著抑制突变体lcd、aba1的种子萌发;干旱胁迫下,外施NaHS促进干旱胁迫下WT、lcd和aba1中內源H_2S的产生及上调LCD、ABA1基因相对表达,而外施ABA提高干旱胁迫下WT、aba1中H_2S含量及LCD、ABA1基因相对表达,但是对lcd中H_2S含量及LCD基因相对表达没有显著影响。研究结果表明,信号分子H_2S和ABA在拟南芥的干旱胁迫响应中发挥一定的作用,且H_2S位于ABA的下游参与调控拟南芥的信号过程。     

拟南芥ABA不敏感型突变体及其ABA结合特性

拟南芥的脱落醚（ABA）不敏感型突变体abi2,在对ABA的敏感性、气孔开度及种子休眠方面,与野生型有明显差异。通过3H－ABA与野生型对的亚细胞组分的结合分析,表明38000×g组分特异结合活性最高,结合最适温度为20℃,最适保温时间：20℃时为70min;0℃时为90min。由饱和曲线的Scatchard分析表明：abi2存在一种ABA结合位点,野生型有两种ABA结合位点。对3H－ABA结合的38000×g组分的SDS－PAGE电泳分析表明：野生型有3个结合活性峰,而abi2只有1个结合活性峰。     

甘蓝型油菜EXA1的克隆及其对植物抗病的调控作用

拟南芥(Arabidopsis thaliana) EXA1缺失会导致exa1-2突变体植株PR基因表达上调,对病原菌的抗性提高。该研究通过克隆甘蓝型油菜(Brassica napus)中的BnaEXA1,并将其在拟南芥exa1-2突变体中异源超表达,发现Bna EXA1超表达不仅可恢复突变体的表型,而且显著降低突变体中PR1和PR2基因的表达量,导致其对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)和卵菌H.a. Noco2易感,表明BnaEXA1调控植物的基础抗性。     

植物来源的镰刀菌抗性相关基因

镰刀菌是植物的重要病原真菌,其入侵植物体可引起镰刀菌病害,给农作物和其它植物的生产带来极大的危害。植物是抗性基因的重要来源之一,随着分子生物学技术的飞速发展,大量的镰刀菌相关抗性基因和抗性候选基因从不同的植物中被分离和鉴定,并应用于抗镰刀菌基因工程育种。对植物来源的镰刀菌抗性基因的种类及其作用机理、抗病候选基因、拟南芥-镰刀菌互作机制及基因调控进行了概述。     

6-BA拮抗脱落酸缓解渗透胁迫对种子萌发的抑制

细胞分裂素促进细胞分裂、芽的分化,拮抗脱落酸抑制的种子萌发,而细胞分裂素合成基因Ipt84在种子萌发过程中发挥重要的作用。本文分别用120mmol·L-1 NaCl和240mmol·L-1 甘露醇模拟盐和干旱胁迫处理拟南芥种子,探讨6一BA拮抗ABA对其抑制种子萌发和萌发后生长的影响。结果表明,细胞分裂素合成相关突变体ipt6-1、ipt6-2、ipt8．1和ipt8-2的种子萌发和生长可被NaCl和甘露醇显著抑制;而ABA合成相关突变体aba2-1对相同浓度NaCl和甘露醇的处理表现相对不敏感。进一步研究发现添加外源6一BA可恢复ipt6-1、ipt6-2、ipt8-1和ipt8—2的相关敏感表型,并且随6-BA浓度的增加,恢复效果也愈趋明显。     

高等植物脱落酸的生物合成及其调控

介绍了近年来高等植物体内ABA的合成部位,ABA生物合成缺陷型突变体,ABA生物合成途径及其调控的最新研究进展。     

拟南芥GEF14不独立参与ROP10介导的ABA信号转导途径

通过PCR扩增技术,从DNA和mRNA水平上鉴定出拟南芥GEF14基因的T-DNA插入纯合突变体gef14-1。不同浓度ABA处理拟南芥野生型(Col-0)及gef14-1的7 d龄幼苗,采用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,Q-PCR)方法,分析小G蛋白ROP10的表达模式,结果表明gef14-1在不同浓度ABA处理下的ROP10的表达模式与Col-0中的一致;表型分析结果显示gef14-1与野生型并无明显区别。推测GEF14不参与ROP10介导的ABA信号转导途径或其调控与其他GEFs存在功能冗余。     

普通小麦99-2439中的白粉病抗性遗传

普通冬小麦品系99-2439在郑州连续4年对田间白粉菌(Blumeria graminis sp.tritici)表现高抗,但其抗性基因来源不清.通过染色体C-分带和IRS染色体特异性SCAR标记鉴定,表明它是一个小麦-黑麦(Triticum aestivum-Secale cereale)lBL/1RS异易位系.通过对中国春×99-2439杂交F2代分离群体抗性鉴定和1RS染色体臂检测结果分析,证明该抗病基因不在1RS染色体臂上.用单孢小麦白粉菌分离株对其抗性遗传进行研究,结果表明,99-2439的白粉病抗性由一对小种专化、隐性抗病基因控制.由于携带Pm5a的Hope/8Cc对中国的21个小麦白粉菌分离菌株均高度感病,而99-2439高抗混和白粉菌和5个单孢分离菌株,所以,99-2439所携带的抗白粉病基因不同于Pm5a.     

普通小麦99-2439 中的白粉病抗性遗传

普通冬小麦品系99-2439在郑州连续4年对田间白粉菌(Blumeria graminis sp. tritici)表现高抗,但其抗性基因来源不清。通过染色体C-分带和1RS染色体特异性SCAR标记鉴定, 表明它是一个小麦-黑麦(Triticum aestivum - Secale cereale)1BL/1RS异易位系。通过对中国春×99-2439杂交F2代分离群 体抗性鉴定和1RS染色体臂检测结果分析, 证明该抗病基因不在1RS染色体臂上。用单孢小麦白粉菌分离株对其抗性遗传进行研究, 结果表明, 99-2439的白粉病抗性由一对小种专化、隐性抗病基因控制。由于携带Pm5a的Hope/8Cc对中国的21个小麦白粉菌分离菌株均高度感病, 而99-2439高抗混和白粉菌和5个单孢分离菌株, 所以, 99-2439所携带的抗白粉病基因不同于Pm5a。     

脉孢菌lca-1基因调控无性产孢及类胡萝卜素的合成

类胡萝卜素是很多生物细胞内重要的抗氧化剂,具有保护细胞免受紫外线伤害的功能。粗糙脉孢菌是少数几个类胡萝卜素合成基因比较清楚的真菌之一,为了深入了解该菌类胡萝卜素合成调控机制,通过对粗糙脉孢菌基因突变体库中6,087株突变体进行筛选,新发现6个基因敲除突变体营养生长正常,但类胡萝卜素的合成降低,其中表型较好的1个突变体,其无性产孢量与类胡萝卜素合成量均明显降低。鉴定发现该突变体所缺失的基因编码一种依赖ATP的染色体重建复合体的ATP酶链ISW1,将该基因命名为lca-1。进一步测定发现lca-1基因的突变导     

植物糖信号与激素信号之间的联系

植物激素与糖作为信号分子,调控植物生长发育过程中的种子萌发、幼苗生长、根和叶的分化、花芽形成、果实成熟、胚形成和衰老等.拟南芥糖信号转导突变体与激素信号转导突变体的表型、遗传、生理与分子生物学的研究表明,糖与各种植物激素之间存在复杂的关系.文章介绍葡萄糖与ABA、乙烯、IAA、CTK、GA等激素之间的联系.     

SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗丁香假单胞菌中的功能

为了探讨拟南芥O-岩藻糖基转移酶(SPINDLY)在病原体相关分子模式诱导抗性中的作用,该研究以SPINDLY缺失拟南芥突变体spy-3为实验材料,从叶片表型、病情指数、病菌定殖量以及丁香假单胞菌(Pst DC3000)关键基因的表达水平等指标,系统考察了SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗Pst DC3000中的功能。结果显示:(1)spy-3突变体比野生型更易被Pst DC3000侵染。(2)与病菌侵染组相比,壳寡糖预处理明显缓解植株叶片黄化现象,显著降低Pst DC3000的定殖量。(3)壳寡糖预处理的spy-3植株中水杨酸和茉莉酸途径相关基因的表达量及水杨酸和茉莉酸含量均较病菌侵染组明显升高。(4)壳寡糖在spy-3中的诱抗效果与野生型相比无明显差别。研究表明,SPINDLY在植物先天免疫过程发挥重要作用,但并不影响壳寡糖的诱导抗性。     

带有报告基因的板栗疫病菌寄生隐赤壳分泌表达突变体库的构建及分泌缺陷突变体的筛选

丝状真菌分泌蛋白与其致病性密切相关,目前对于病原真菌的蛋白胞外分泌途径及其调控机制的报道不多。为建立一个方便高效的真菌分泌蛋白调控途径的遗传研究体系,本研究以植物病原丝状真菌——板栗疫病菌寄生隐赤壳Cryphonectria parasitica为对象,选取分泌表达量最高的两个分泌蛋白的信号肽SP1和SP2,分别构建带有GUS报告基因的分泌蛋白表达载体pCPXBle-SP1-GUS和pCPXBle-SP2-GUS并用于转化板栗疫病菌。选择高效分泌GUS蛋白的转化株SP1-9为出发菌株,利用农杆菌介导的遗传转化技术构建了T-DNA插入突变体库,从576个突变体中筛选到2株GUS分泌表达明显降低的突变体。本研究成功构建了可用于研究丝状真菌蛋白分泌的遗传研究体系,并筛选获得了分泌蛋白缺陷突变体,为深入研究丝状真菌分泌途径及其调控机制奠定了基础。     

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...     

脱落酸对丛枝菌根真菌侵染和产孢的调控效应研究

【目的】揭示脱落酸(ABA)对丛枝菌根(AM)真菌侵染和产孢的影响,建立利用外源ABA促进孢子产量的高效菌剂扩繁方法。【方法】利用番茄毛状根和AM真菌Rhizophagus irregularis DAOM 197198建立双重培养体系,通过外源施用ABA、赤霉素(GA)或者使用ABA、GA的缺陷突变体,染色观察菌根侵染,荧光定量PCR测定丛枝发育和脂质合成运输相关基因的表达,统计丛枝和孢子的数量,从而揭示ABA对AM真菌侵染和产孢的影响。【结果】ABA缺陷突变体not中的F%(侵染频率)、a%(丛枝丰度)、丛枝数量,以及丛枝发育特异性相关基因EXO70A1-like (LOC101253481)、脂质合成运输相关基因RAM2和STR2的表达均显著低于其野生型MT;外源施用ABA显著促进了F%、M%(侵染强度)、丛枝数量、孢子产量,以及脂质合成运输相关基因RAM2和STR2的表达,外源添加ABA处理的孢子产量约为不添加处理的4.5倍;外源GA处理极显著抑制了菌根侵染的所有指标和孢子产量;GA缺陷突变体gib3与其野生型MM的AM真菌侵染之间没有显著差异,但gib3的孢子产量显著高于MM...     

拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应

生长素是一种重要的植物激素, 几乎参与了植物所有的生命活动过程。GH3-6具有IAA酰胺合成酶活性, 催化氨基酸与IAA形成IAA的氨基轭合物, 发挥暂时或永久灭活IAA的作用。该文探讨了GH3-6基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)逆境适应过程中的功能。结果显示GH3-6基因受干旱、ABA和高盐的诱导表达。与野生型相比, GH3-6基因过表达突变体dfl1-D对干旱的抗性明显减弱, 叶片失水速率更快。在抗盐方面, dfl1-D也显著弱于野生型。在3种逆境(干旱、ABA和高盐)胁迫下, GH3-6基因的高表达抑制了逆境响应基因RD22、KIN1、RD29A和DREB1A的表达。而且在干旱胁迫下, dfl1-D中ABA的含量明显低于野生型。研究结果证明, 高表达GH3-6基因负调控拟南芥对逆境的抗性。     

拟南芥中人工启动子GWSF转录特性及乙烯诱导活性分析

理想的病原诱导型启动子可用来精确调控抗病基因的时空表达,消除转基因中的副作用。选用Gst1-box、W-box、S-box、F-box元件和CaMV minimal 35S启动子设计长度为374 bp的人工启动子GWSF。用GWSF替代p BI121中调控gus基因的CaMV 35S启动子后,将重组质粒导入农杆菌GV3101,并通过花序浸泡法得到转GWSF:gus拟南芥。以T_4代植株为材料,GUS染色发现GWSF本底表达低,受疫霉菌、青枯菌及抗病信号分子水杨酸的诱导,但不受非致病菌大肠杆菌和逆境激素脱落酸(ABA)的诱导。序列分析发现,GWSF含有乙烯应答元件(ERE)。用乙烯处理T_4代转基因植株,通过实时荧光定量PCR(qPCR)检测GWSF的乙烯诱导活性。当乙烯浓度为0.2 mmol·L~(-1)时,GWSF转录活性最高,达到CaMV 35S的11.33倍。结果表明,GWSF是较为理想的植物病原和乙烯诱导型启动子,具有本底表达低、诱导因子广、启动表达快、诱导效率高等优点,可用于植物转基因抗病育种。     

拟南芥AtJ3与PKS5相互作用参与植物ABA响应

脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长、发育及环境胁迫响应中有着广泛的作用。前期研究已鉴定了诸多参与植物ABA信号转导的元件。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)蛋白激酶PKS5(SOS2-like protein kinase 5)为诱饵蛋白,使用酵母双杂交筛选到与PKS5相互作用的蛋白分子伴侣At J3(Arabidopsis thaliana Dna J homolog 3)。At J3 T-DNA突变体atj3-1与atj3-2表现出萌发期ABA表型。在外源ABA处理下,atj3-1与atj3-2种子发芽率降彽、幼苗黄化、生长矮小。atj3-1与PKS5双突变体atj3-1pks5-1、atj3-1pks5-3和atj3-1pks5-4表现出与At J3或PKS5突变体相同的ABA表型。亚细胞定位与转基因研究显示At J3与PKS5有相同的表达模式。免疫共沉淀与体外磷酸化测试确认At J3与PKS5存在相互作用并抑制PKS5激酶活性。研究结果表明:At J3与PKS5相互作用,通过抑制PKS5激酶活性共同参与植物ABA信号响应过程。     

拟南芥中磷脂酶Dγ2的低温信号转导作用途径分析

磷脂酶D(PLD)的磷脂降解功能和信号转导功能均能影响植物的抗冻性.本研究以PLDγ2基因被敲除的拟南芥突变体及其野生型为材料,进行低温驯化和冻害胁迫处理,随后由这两种植株的表型及其离子渗透率等来分析PLDγ2基因对拟南芥抗冻性.结果发现,经直接冻害处理后,PLDγ2敲除型的抗冻性与野生型基本一致;但经过低温驯化后的冻害处理,PLDγ2敲除型的抗冻性弱于野生型,即表明PLDγ2基因参与了低温信号转导作用.进一步的实验结果表明PLDγ2基因介导脯氨酸调控的可溶性物质调控途径和过氧化物酶(POD)活性调控的抗氧化系统途径;但是与低温信号激素ABA不在同一条信号转导途径.     

磷脂酶Dδ对拟南芥叶片衰老过程中内源ROS和激素含量的影响

活性氧(ROS)和植物激素是植物衰老过程中重要的内在或者外在的调控因子.我们发现,相对于离体诱导的衰老过程,在脱落酸(ABA)和乙烯(ethylene)促进的衰老过程中有较多的活性氧积累;在对拟南芥磷脂酶Dδ (PLDδ)缺失型突变体的研究中发现,与野生型相比,突变体在衰老过程中产生较少的活性氧.我们比较了上述两种基因型的离体叶片在离体、ABA和ethylene三种衰老处理下内源的ABA、茉莉酸甲酯(MeJA)、玉米素核苷(Zeatin Riboside,ZR)和吲哚乙酸(IAA)的含量变化,发现每一种激素对上述三种衰老处理的响应模式都很相似.在离体诱导的衰老中,两种基因型拟南芥的内源激素含量没有差异;而在ABA促进的衰老过程中,PLDδ缺失型突变体叶片中的MeJA的含量较低,ZR和IAA含量较高;在乙烯促进的衰老过程中,突变体中的ABA和MeJA的含量较低,ZR和IAA含量较高.上述内源激素的这种变化可能有助于延缓突变体的衰老.