病原菌Pst DC3000侵染拟南芥导致自噬和光合作用的抑制

在病原菌侵染下,植物体是如何通过超敏反应限制病原菌扩增的,到目前为止还不清楚。最近的研究显示自噬起了必要的作用,可见,研究自噬和超敏反应的机制非常重要。本研究通过观察在非寄主病原菌突变体丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv.tomatoDC3000,Pst DC3000)的侵染下,拟南芥光合功能的变化及自噬现象出现的情况,以为进一步研究植物抗病机理提供实验基础。以野生型拟南芥为材料,采用光谱分析和叶绿素荧光成像分析手段,研究不同浓度的Pst DC3000侵染对拟南芥离体叶片光合功能的影响;以转基因野生型拟南芥(绿色荧光蛋白标记的自噬基因8a)幼根为材料,应用共聚焦显微镜,研究不同浓度的Pst DC3000诱导拟南芥自噬的情况。实验发现,OD600=0.2的Pst DC3000侵染,可显著诱导拟南芥叶片活性氧的积累和迸发,并会引起拟南芥叶片光合作用效率的下降。同时发现,该病原菌处理2 h,可导致拟南芥根中自噬小体的产生。用2',7'-二氯二氢荧光素二乙酯(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate,H2DCFDA)标记活性氧,检测了P...     

拟南芥DG1参与叶绿体早期光合蛋白合成功能

拟南芥中已有466个PPR蛋白,已有研究证实许多PPR蛋白参与细胞器基因表达的转录后调节,但大部分PPR蛋白分子作用机制尚不清楚.Delayed greening 1(DG1)是定位于叶绿体中的的PPR蛋白,研究结果证实该蛋白是通过与SIG6因子相互作用降低PEP转录活性从而影响叶绿体早期发育.本研究利用拟南芥Dg1基因功能缺陷型突变体研究了DG1蛋白对光系统蛋白复合体组成及其光转化效率的影响.77K荧光发射光谱分析发现dg1突变体幼叶PSII中电子传递速度明显低于野生型,而成熟叶片与野生型基本一致;蓝绿温和胶分析结果表明:相对于野生型在dg1突变体新生叶中PSII、PS玉及其超聚复合物含量均有不同程度降低;进一步温和胶二向电泳及蛋白免疫印迹分析显示,在dg1突变体新生叶中,由叶绿体编码的光系统蛋白复合物组成亚基含量显著降低,而核编码复合物组成亚基含量与野生型相比没有明显区别.上述实验结果进一步确定了DG1蛋白是通过调控叶绿体编码基因的表达进而调节光系统复合物的生物合成与组装,最终影响拟南芥叶绿体早期发育.因此,我们认为DG1蛋白对于叶绿体发育早期光合蛋白的合成是必需的.     

向光素调节植物向光性及其与光敏色素/隐花色素的相互关系

蓝光受体向光素(PHOT1/PHOT2)调节蓝光诱导的植物运动反应, 包括植物向光性、叶绿体运动、气孔运动和叶片伸展等。其中, 向光素介导的植物向光性能够促使植物弯向光源, 确保其以最佳取向捕获光源, 优化光合作用。光敏色素和隐花色素作为光受体也参与植物的向光性调节。该文综述了向光素介导的拟南芥(Arabidopsis thaliana)下胚轴向光弯曲信号转导及其与光敏色素、隐花色素协同作用的分子机制, 以期为改造植物光捕获能力及提高光利用效率提供理论基础。     

过表达大豆类受体蛋白激酶基因RLPK2促进转基因拟南芥叶片的衰老北大核心CSCD

大豆RLPK2基因(GenBank登录号:AY687391)是一个编码N-末端富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶基因。为分析大豆RLPK2基因的功能,该研究以野生型拟南芥和大豆RLPK2基因过表达拟南芥植株为材料,通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥,构建了大豆RLPK2基因过表达载体,分析了叶片衰老过程中叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及衰老相关基因表达量的变化。结果表明:(1)无论是野生型还是转基因拟南芥,随着叶片衰老进程的进行,光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)和光合电子传递速率(ETR)均呈下降趋势,但后者下降趋势更明显;(2)激发压(1-qP)在叶片衰老前期的变化较为平稳,后期则急剧增加,且转基因型比野生型拟南芥增加更明显;(3)在叶片衰老的各个时期,转基因拟南芥叶片丙二醛(MDA)含量均显著高于野生型,而超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著低于野生型;(4)实时荧光定量PCR检测结果表明,RLPK2转基因拟南芥中衰老标志基因ATSAG12,衰老关键转录因子ATNAP、ATWRKY6和叶绿素降解关键酶编码基因ATACD1表达量显著上调。综上认为,大豆类受体蛋白激酶基因RLPK2参与调控植物叶片衰老进程,其表达对叶片衰老具有促进作用。     

基于光子学技术研究弱光胁迫早期拟南芥光合损伤机理

弱光限制植物的光合作用,降低了光合作用效率,造成农业产量下降.本文主要研究了弱光处理早期,拟南芥光合作用相关指标的变化.研究中发现在弱光处理的早期,植株生长表型和最大光化学效率（Fv/Fm）没有明显变化,实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光系统电子传递效率（ETR）下降较明显.此外,弱光处理原生质体,利用2 ＇,7＇-二氯二氢荧光素二乙酯（dichlorofluorescin diacetate,H2DCF-DA）染色,共聚焦显微镜观察,发现细胞中有较明显的活性氧（ROS）合成,且定位于叶绿体.该研究结果为植物弱光耐受性的研究提供理论依据.     

拟南芥未知功能基因At3g61870编码蛋白的叶绿体定位研究

利用反向遗传学研究方法对1个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At3g61870编码蛋白进行了亚细胞定位研究.通过克隆At3g61870基因5′端长229 bp的DNA片段,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建重组表达载体pMON530-CP-TP-GFP,经农杆菌介导转化拟南芥.转基因植株的叶肉细胞经激光共聚焦显微镜观察,叶绿素自发荧光与GFP荧光共定位于叶绿体中.结果表明,未知功能基因At3g61870编码的蛋白质为叶绿体蛋白质.     

AtERF49在拟南芥应答盐碱胁迫中的作用

盐碱胁迫是造成作物减产的主要逆境因素之一。植物AP2/ERF（APELATA2/ethylene response factors）转录因子在植物生长发育及其响应非生物逆境胁迫过程中发挥重要作用。探究AtERF49在拟南芥中对盐碱胁迫的应答,为深入解析AtERF49参与植物对盐碱胁迫的分子机理奠定基础。选取拟南芥野生型Col-0、过表达AtERF49转基因拟南芥和CRISPR/Cas9突变体erf49为试验材料,用150 mmol/L混合盐碱（摩尔比NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1）溶液进行处理,使用荧光定量PCR技术对该基因的基本特性、盐碱胁迫及光合响应基因表达模式等进行分析。结果表明,盐碱胁迫处理后,突变体erf49叶片萎蔫并发生白化,而过表达AtERF49植株叶片稍有变黄。此外,在盐碱胁迫条件下,过量表达AtERF49上调盐碱胁迫响应基因（RD29A和RAB18）以及光合响应基因rbcL的表达。拟南芥叶片叶绿素荧光参数测定结果表明,过表达AtERF49植株的光系统Ⅱ实际量子产能Y（Ⅱ）、光化学淬灭系数（qP）显著高于Col-0,光损伤程度（NO）和非光化学淬灭系数（qN）显著低于Col-0,而突变体erf49与之相反。因此,AtERF49通过调控下游盐碱胁迫响应基因的表达以及植物的光合作用效率,改变参与植物对盐碱胁迫的应答。     

拟南芥中一个未知功能蛋白的叶绿体亚细胞定位研究

生物信息学分析表明, 模式植物拟南芥叶绿体中含有大约4 000多种蛋白质, 目前只分离得到1 000多种, 其他预测的叶绿体蛋白的实验验证对叶绿体功能研究有重要意义。本文对一个预测的叶绿体未知功能蛋白AT5G48790进行了亚细胞定位研究。我们克隆了该基因5'端长178 bp的DNA片段, 与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建重组载体pMON530-cTP-GFP。转基因植株通过激光共聚焦显微镜观察, GFP只在叶绿体中特异表达。实验结果表明, AT5G48790的确为叶绿体蛋白。本实验方法也可用于其他预测的蛋白质的实验验证。     

拟南芥未知功能基因At4g22890编码蛋白的叶绿体定位

蛋白质的亚细胞定位信息对于深入了解该蛋白质的功能具有重要意义。本文对一个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At4g22890编码蛋白进行了叶绿体定位研究。我们克隆了该基因5′端长208bp的DNA片段,与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建重组表达载体pMON530-cTP-GFP,经农杆菌介导转化拟南芥。转基因植株经激光共聚焦显微镜观察,GFP荧光仅在叶绿体中观察到,表明所克隆的DNA序列编码的多肽能够将At4g22890编码蛋白质引导进入叶绿体,由此推测该蛋白质为叶绿体蛋白质。     

拟南芥未知功能基因At4g22890 编码蛋白的叶绿体定位

蛋白质的亚细胞定位信息对于深入了解该蛋白质的功能具有重要意义。本文对一个预测的拟南芥叶绿体未知功能基因At4g22890 编码蛋白进行了叶绿体定位研究。我们克隆了该基因5′端长208 bp 的DNA 片段, 与绿色荧光蛋白(GFP) 基因构建重组表达载体pMON530-cTP-GFP, 经农杆菌介导转化拟南芥。转基因植株经激光共聚焦显微镜观察, GFP 荧光仅在叶绿体中观察到, 表明所克隆的DNA 序列编码的多肽能够将At4g22890 编码蛋白质引导进入叶绿体, 由此推测该蛋白质为叶绿体蛋白质。