GFP-mTn融合蛋白对蓝猪耳生活细胞微丝骨架的标记

用农杆菌介导法将嵌合基因GFP-mTn(mTn是微丝结合蛋白Talin的微丝结合域,可以显示活体细胞中微丝的结构)导入蓝猪耳.经激光共聚焦显微镜观察了转基因植株的各种不同组织中融合蛋白的表达和分布情况.在叶片的表皮细胞、保卫细胞、根部的皮层细胞中有融合蛋白的不同程度表达.但仅在保卫细胞中微丝标记状况良好,显示基因表达的组织特异性.经光诱导处于开放态的气孔的保卫细胞微丝呈网状结构,在细胞内无规则分布;经黑暗诱导处于关闭态的气孔保卫细胞中微丝束沿保卫细胞纵轴排列,呈卷曲状分布,并观察到螺旋和环状的微丝结构.在转基因植株的其他部位,例如茎表皮细胞、根毛细胞和花粉粒中,未检测到目的基因的表达.本研究获得的转基因植株为研究气孔运动过程中微丝动态变化提供了有用的材料.     

GFP-mTn融合蛋白对蓝猪耳生活细胞微丝骨架的标记

用农杆菌介导法将嵌合基因GFP-mTn(mTn是微丝结合蛋白Talin的微丝结合域,可以显示活体细胞中微丝的结构)导入蓝猪耳。经激光共聚焦显微镜观察了转基因植株的各种不同组织中融合蛋白的表达和分布情况。在叶片的表皮细胞、保卫细胞、根部的皮层细胞中有融合蛋白的不同程度表达。但仅在保卫细胞中微丝标记状况良好,显示基因表达的组织特异性。经光诱导处于开放态的气孔的保卫细胞微丝呈网状结构,在细胞内无规则分布;经黑暗诱导处于关闭态的气孔保卫细胞中微丝束沿保卫细胞纵轴排列,呈卷曲状分布,并观察到螺旋和环状的微丝结构。在转基因植株的其他部位,例如茎表皮细胞、根毛细胞和花粉粒中,未检测到目的基因的表达。本研究获得的转基因植株为研究气孔运动过程中微丝动态变化提供了有用的材料。     

拟南芥保卫细胞微丝骨架的解聚可能参与了细胞外钙调素诱导的气孔关闭

细胞外钙调素(CaM)在植物的许多生理活动中都执行着重要功能, 但它对气孔运动的作用及其调控机制, 人们了解的很少. 以模式植物拟南芥为材料, 研究了细胞外CaM在保卫细胞壁上的存在及其对气孔运动的调控机制. 结果表明, 拟南芥保卫细胞壁中存在有分子量为17 kD的CaM, 并应用W7-琼脂糖和CaM抗血清初步证明了保卫细胞壁中存在的CaM可能具有促进气孔关闭和抑制气孔开放的作用. 在应用外源CaM诱导气孔关闭的实验中, 保卫细胞微丝骨架由长而呈辐射状分布的聚合态逐步解聚, 气孔开度也随着降低. 药理学实验结果表明, 保卫细胞微丝骨架的解聚能明显地促进外源CaM诱导的气孔关闭, 而微丝骨架的聚合则抑制这一过程. 研究结果还表明, 外源CaM能诱导保卫细胞[Ca²⁺]_cyt升高; 当使用Ca²⁺螯合剂EGTA时, 外源CaM诱导的[Ca²⁺]_cyt升高和气孔关闭运动均受到抑制. 为此推测细胞外CaM可能是通过诱导保卫细胞[Ca²⁺]_cyt升高, 导致微丝骨架的解聚, 进而促进气孔的关闭运动.     

皇冠草体细胞胚胎发生及其体胚发生过程中内源激素的变化

皇冠草是一种具有重要经济价值的大型观赏水草。以其幼叶为外植体,在MS培养基上,短期内(25d),直接诱导获得了体细胞胚。对不同的细胞分裂素及其不同组合的体胚诱导效应进行测试,发现：6-苄氨基嘌呤(6-BA,1mg/L)和玉米素(Zt,1mg/L)结合使用效果最好,诱导频率达100%,平均每个外植体可形成4.87个体细胞胚。当在含有Zt(1mg/L)的MS培养基中加入萘乙酸(NAA 0.5mg/L)时,外植体不能形成体细胞胚,而是形成大量的根。在含有吲哚乙酸(IAA,1mg/L)的MS培养基上,成熟的体胚5d后即可发育成完整的小植株。72%的小植株被成功地移栽到了水族箱中。采用HPLC法,对自外植体培养之日起到体胚发生和成熟的各个时期的内源激素含量进行了测定。发现各种内源激素的含量均不断增加,10d后达到对照的2倍左右。IAA含量在培养第10天时达到第一个峰值,第二个峰值出现在25d后;玉米素和玉米素核苷(Zt+ZR)含量在15d后达到最大值(为对照的8倍多),然后逐渐下降;赤霉素(GA-3)的变化趋势与细胞分裂素基本相同,但到体胚萌发时,其含量已恢复到对照水平;培养10d后的脱落酸(ABA)含量一直保持到了体胚成熟期。     

细胞迁移中微丝微管的变化及其信号转导通路研究进展

细胞迁移是一个多步骤协调的过程。在此过程中,细胞骨架蛋白微丝和微管的动态变化提供了细胞运动的主要动力。而迁移的过程又被多种信号分子组成的复杂的网络所调控。本文主要综述了细胞迁移中微丝和微管的变化以及调控此种变化的分子机制。     

用微弹轰击法将GUS基因导入小麦的完整细胞

微弹轰击法将外源DNA导入小麦(Triticum,aestivum)未成熟胚和悬浮细胞系的完整细胞。用pCI GUS作报告基因,质粒DNA涂于钨粉微弹表层,用基因枪轰击使微弹穿透细胞壁进入小麦细胞。处理2天后,用x—glucuronide染色,对GUS基因产物的活性进行鉴定,GUS基因表达的细胞呈深蓝色的小点。小麦幼胚表面的蓝点最多可达40～50个,悬浮细胞系中GUS基因表达的细胞较少。试验表明微弹轰击法是小麦组织水平上进行外源基因导入的一个有效途径。试验对微弹轰击的有关参数及条件进行了讨论。     

蜈蚣草羽叶中砷及植物必需营养元素的分布特点

采用同步辐射X射线荧光(SRXRF)分析了砷超富集植物蜈蚣草羽叶中As及6种植物必需营养元素的分布特点, 以及各元素分布之间的相互关系. 结果显示, 元素在羽叶中的分布与其迁移能力有密切的关系. As在羽叶中的分布表明, 蜈蚣草羽叶中As具有较强的木质部运输和木质部卸载能力. 植物体内移动性较强的大量元素K的分布与As最为相似, 而移动性较弱的Fe和Ca的分布与As呈相反的趋势.     

发育过程中苹果果实的β-淀粉酶：活性、数量变化和亚细胞定位

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用、块根贮藏及肉质果实的发育密切相关. 体外酶学实验普遍认为, β-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一, 然而由于其在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外, 与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离, 所以该酶在植物活体内的生理功能至今尚不清楚. 用苹果果实进行的实验表明, 在果实发育过程中, β-淀粉酶活性由低到高, 与淀粉含量大致呈现互为消长的变化. Western blotting实验证明, 在果实发育过程中, β-淀粉酶的表观数量也是由少到多, 与活性的变化一致. 利用胶体金免疫电子显微镜定位技术证明, 果实内β-淀粉酶主要定位于质体内, 围绕淀粉粒分布较多, 其他亚细胞区域内β-淀粉酶分布很少, 说明该酶主要分布于其功能区域, 这种亚细胞分布特点在果实整个生长发育期没有变化. 在亚细胞水平上明确地展示出植物生活细胞中β-淀粉酶与其淀粉基质居于同一亚细胞区域内. 质体内胶体金分布密度随着果实发育的推进增加显著, 发育后期的质体内或淀粉粒上存在高密度的胶体金颗粒, 这个结果与Western blotting实验相互印证. 可以认为, β-淀粉酶参与了果实细胞质体中淀粉的水解过程.     

风信子AGL6同源基因在拟南芥中异位表达引起提早开花和器官同源转化

本文对风信子(Hyacinthus orientalis L.)与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AGL6的同源MADS盒基因HoAGL6进行了功能研究. 基因表达分析结果显示, HoAGL6 mRNA在花序芽、花被、心皮和胚珠中积累, 但未出现于雄蕊、营养器官的叶和鳞片中. 这说明HoAGL6参与了风信子花的形成, 以及花被和子房的发育. HoAGL6在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中异位表达, 转基因植株表现为株型矮小, 极度提早开花, 并失去花序的不确定性. 因此, HoAGL6参与了开花时间调节. 另外, 35S::HoAGL6转基因拟南芥植株频繁出现器官同源转化, 包括花萼、花瓣和叶片转化为心皮状结构或子房结构, 且雄蕊缺失或数目减少. 此结果表明, 在转化植株中HoAGL6参与了花器官特性决定. 进一步的研究表明, 在35S::HoAGL6的拟南芥转化植株中显著提高了开花时间调节基因SOC1和花分生组织特征基因LFY的表达水平, 并且HoAGL6的异位表达也在叶片中激活了花器官特征基因AG和SEP1的表达. 这些结果支持在拟南芥中HoAGL6通过促进SOC1和LFY的表达来调节开花时间, 以及通过激活AG和SEP1参与了花器官发育.     

回交重组自交系中SSⅢ-1、SBE3和PUL基因对稻米蒸煮食味品质的影响

该研究利用颗粒结合淀粉合成酶基因(Wxb)与可溶性淀粉合成酶Ⅱa基因(SSⅡ-3)均相同的籼型光温敏核不育系‘广占63S’和潜力恢复系CG173R为亲本,经过回交和多代自交,以构建的回交重组自交系(BILs)BC1F10代株系为供试材料,分析各株系的基因型组成及其蒸煮食味品质(ECQs)和RVA谱,以解析与品质相关微效基因的遗传效应。结果显示:(1)双亲在焦磷酸化酶大亚基基因(AGPlar)、分支酶基因Ⅲ(SBE3)、脱分支酶基因(PUL)、可溶性淀粉合成酶Ⅰ基因(SSⅠ)和可溶性淀粉合成酶SSⅢ-1基因(SSⅢ-1)的基因位点存在差异。(2)SSⅢ-1、SBE3和PUL基因分别在BC1F10代株系中存在单基因分离,SSⅢ-1和SBE3基因、SSⅢ-1和PUL基因在BC1F10代株系中均存在双基因的分离。(3)不同基因型及其互作与蒸煮食味品质(ECQs)中的表观直链淀粉含量(AAC)、胶稠度(GC)以及RVA谱的部分特征值存在显著或极显著的效应。(4)SSⅢ-1单基因只对AAC有极显著影响;SBE3基因和SSⅢ-1基因互作对AAC有极显著影响,对峰值时间(PeT)、成糊温度(PaT)、GC有显著性影响;PUL基因和SSⅢ-1基因互作对PeT、PaT和回复值(CSV)有极显著影响,对最高粘度(PKV)、热浆粘度(HPV)、崩解值(BDV)、冷浆粘度(CPV)、消减值(SBV)、AAC和GC有显著影响。研究表明,在Wxb和SSⅡ-3基因背景下,参与淀粉合成的微效基因SSⅢ-1与SBE3和SSⅢ-1的互作效应极显著影响水稻AAC,SBE3和SSⅢ-1的互作效应与PUL和SSⅢ-1的互作效应显著影响GC,PUL和SSⅢ-1的互作效应极显著影响PaT,这些发现将对改良稻米品质和加快水稻优质育种具有重要意义。     

胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。