怎样将花变成花椰菜

为什么花椰菜的形状如此独特?庭院花椰菜是最早的一种被公认的花的变形,但其分子基础未知。加利福尼亚大学生物系和分子遗传中心的Martin F.Yanofsky、Sherry A.Kempin和Beth Savidge已经在拟南芥属植物中对花椰菜基因(cal)进行了研究,该基因与apetelal(apl)一起作为双隐性突变,产生类似于花椰菜头的表型。双突变产生的细胞由正常的花分生组织细胞变成了花序分生组织细胞。Ca1基因的定序表明该基因与Ap1有亲缘关系,这种基因可以稳定表达于幼嫩花原基中(Science(Washington)267,523～526)。由Ca1编码的序列包括一个MADS区,该序列通常与转录因子联合在一起。     

钙调素依赖型蛋白激酶在植物开花调控中的作用

钙调素依赖型蛋白激酶已被证明在诸多信号传导过程中起重要作用.研究了这一类激酶在植物开花调控中的可能作用.将分离自玉米的钙调素依赖型蛋白激酶(maize calmodulin-dependent protein kinase 1,MCK1),经过基因羧基末端(此羧基末端含有该基因的钙调素结合区)缺失突变成为MCKt,该基因的表达不再受钙调素的调控,通过农杆菌转化法获得转基因烟草植株.结果表明,MCKt的表达显著影响烟草的开花发育程序, 导致植物主枝的花原基败育以及侧枝营养生长期的延长.败育过程首先开始于正在发育的花药,然后是整个花的衰老.侧芽营养生长期的延长表征为产生成簇的伸长、窄小而扭曲的非典型叶片.这些结果显示,钙调素依赖型蛋白激酶同源物在开花调控中起着重要作用.     

春兰AGL6-3基因的克隆及实时定量表达分析

该研究以春兰(Cymbidium goeringii)正常花及其2枚侧瓣突变成唇瓣样的花瓣(简称:蝶花)为实验材料,采用RT-PCR结合RACE技术从春兰中分离出AGL6-3基因。序列分析表明,AGL6-3基因在春兰正常花和蝶花中序列相同,该基因含有1个720bp长的开放阅读框(ORF),共编码239个氨基酸。系统进化树进行分析表明,该基因属于MADS-box基因中AP1/AGL9组的AGL6同源基因,命名为CgAGL6-3(基因登录号为KU058679)。实时荧光定量表达分析表明,CgAGL6-3在春兰正常花和蝶花各花器官中表达存在差异。在正常春兰中CgAGL6-3基因在唇瓣中强烈表达,在主萼、侧萼及蕊柱中表达量较低,在侧瓣中则微乎其微;而在蝶花中CgAGL6-3基因在唇瓣中强表达,侧瓣中的表达量次之,在主萼、侧萼和蕊柱中的表达量相近且均较低。研究说明,CgAGL6-3基因可能在春兰蝶花侧瓣唇瓣化的过程中扮演重要角色。     

光周期途径植物开花决定关键基因FT

随着分子生物学的快速发展,大量与光周期途径开花相关的基因已经被发现和克隆,刀(FLOWER-ING LOCUS T)是光周期途径植物开花时间决定关键基因,并认为刀基因表达产物可能就是人们长期追寻的开花刺激物质,这种开花刺激物质经过叶片到茎尖的长距离运输,最终引起茎顶端开花起始.目前已在多种植物中分离出FT同源基因,并通过转基因证明FT基因的表达可促进植物提早开花.本文对国内外关于FT基因家族的研究进展进行综述,旨在为进一步深入研究FT基因功能提供参考.     

拟南芥成花关键基因调控网络研究进展

开花是植物从营养生长转变为生殖生长的重要时期,而开花调控成为近年来植物分子生物学研究的热点。在目前已有的研究中,调控拟南芥开花的基因网络已经发展成一个包含串扰(Crosstalk)、反馈(Feedback)和冗余(Redundancy)的复杂网络,这个网络通过开花整合子来与其他发育过程紧密结合。以调节开花的遗传途径作为基础,重点讨论了顶端分生组织中的信号积累、花发育的时空调节、开花相关基因在拟南芥开花时间或花发育过程以外的其他过程中的功能,并对开花调控网络的深入研究进行了展望。     

雄性不育与三系配套

雄性不育雄性不育是指植物的雌性(雌蕊)正常,雄性(雄蕊)不正常,不能产生花粉或花粉败育的现象.雄性不育现象在植物中普遍存在,玉米、高粱、小麦、水稻、洋葱等作物中都有发现.玉米中有一种雄性不育的变异,植株在开花抽穗期,雄穗上的花药不能显示出来,整个植株不能开花散粉,其雌蕊的发育正常,能接受另一植株的花粉而结实.又如我国科技工作者发现的雄性败育的野生稻等.     

拟南芥等植物的春化分子机理研究进展

春化作用(verna lization)是某些高等植物具备成花能力所必需的,即通过适当长度和强度的冷处理诱导开花抑制蛋白基因沉默,从而使植物具备开花能力.近年来的研究已经表明春化过程中特定抑制蛋白表达沉默的原因部分是由于染色体上特定位点的组氨酸的共价修饰.本文主要介绍春化过程中拟南芥中的FLC基因表达被抑制的分子机理及相关内容.     

拟南芥开花诱导途径分子机制研究进展

拟南芥是分子和遗传学研究的模式植物,对植物花发育及控制花形态建成的分子遗传机制的研究进展主要是建立在对拟南芥研究的基础之上,拟南芥开花主要受到4个途径(自主途径、赤霉素途径、春化作用和光周期途径)的内源和外界信号的同时诱导.该文对近年来国内外有关拟南芥开花诱导的4个途径的分子机制研究进展进行综述,并初步绘制出各开花诱导途径基因间的调控网络图,以进一步明确基因间的相互作用模式及其在整个开花过程中的作用地位.     

Calgene和Pfizer食品科学小组宣布进行合作研究

Calgene,Inc.和Pfizer的食品科学小组已经宣布了进行合作研究的方案,包括利用植物遗传工程生产对人体健康和营养具有重要意义的食物配料。 Calgene是遗传改良植物方面最主要的开发者。该公司的专利产品月桂酸盐(laurate canola)已于1994年11月获得了美国农业部的批准。如今,几千英亩的laurate conola生产于佐治亚。此外Calgene还拥有6项包括植物油改良的专利,以及大量欧洲专利,包括canola植物家族芸苔属(Brassica)植物的转化和特异于种子的启动子,该启动子是调控基因在植物中表达所必需的。     

MADS-box基因控制植物成花的分子机理

植物花器官的发育和开花是植物生殖发育中最重要的过程,植物在长期的进化过程中产生了春化(低温)途径、自主途径、光周期途径以及不依赖于光温环境条件的赤霉素信号途径来适应多变的环境和调控植物开花过程。本文综述了模式植物拟南芥中由LEAFY(LFY)、CONSTANS(CO)、FLOWERING LOCUSC(FLC)、FLOW ERING LOCUS T(FT)和SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO1(SOC1)等基因构成的双子叶植物响应光温条件变化的开花调控网络;以及大麦、小麦中由VERNALIZATION1(VRN1)、VRN2、ODD-SOC2(OS2)和拟南芥CO、FT同源基因构成的禾本科植物开花调控网络。其中最重要的是转录调控因子MADS-box基因FLC、SOC1、VRN1和OS2,并发现组蛋白的乙酰化/脱乙酰化,赖氨酸的甲基化/脱甲基化在调控FLC、VRN1染色质活性状态及基因表达,从而产生开花控制的机理。这些研究发现将有助于对具有重要经济价值的单双子叶植物,通过生物技术手段改良其品种特性以应对非生物逆境,特别是低温胁迫的指导。     

濒危植物七子花的开花与结实特性

对濒危植物七子花(Heptacodium miconioides)的开花和结实特性进行了研究.结果显示:(1)生境的光照和土壤条件好有利于花枝多开花,而海拔低(或气温高)则有利于花序开多轮花,并使花期延长.(2)七子花的结实率不高(平均只有34.10%),主要原因是大多数早开的花没有获取资源的空间优势,结实率很低.(3)种子的大小也与花序类型及开花位置有关,其中Ⅰ型花序产生的最大,Ⅲ型花序上轮花产生的最小.(4)去基轮花可以提高花序的开花数量,但不能改善其结实状况。因此,提高七子花果期的生殖投资可能是解除其濒危状态的关键.     

C类花器官特征基因AGAMOUS(AG)调控植物花分生组织维持与终止研究进展

花分生组织的维持与终止在植物花器官发生和世代交替起着至关重要的作用。成功的花分生组织决定能够确保植物正常的生殖发育和生命周期进程。诸多研究表明AGAMOUS(AG)基因作为花器官分化和开花决定的主效调节因子,能够协调花发育过程中多种细胞命运决定。然而,关于AG参与调控植物世代交替及花分生组织维持与终止的分子调控机制尚不清晰。综述了近年来AG基因参与调控植物花分生组织维持与终止的研究进展及现状,以期为深入研究植物花器官分化过程中干细胞的维持和终止,以及干细胞活动与其他发育过程之间的分子调控过程提供参考。     

重要观赏兰科植物的分子生物学研究进展

兰科植物是开花植物中最大的家族之一,分子标记技术应用于兰科植物的分类鉴定和品种鉴别,为兰花的分类提供了分子水平的证据,也为兰花保护策略和措施的制定提供了理论基础.兰科植物表现有高度特异的形态、结构和生理特性,是研究花着色机理和子房发育的理想对象.兰花离体培养开花系统的建立,可以用来探明兰花从营养生长向生殖生长的转变机制,是研究花的分化和发育的理想材料.兰花具有特异的查尔酮合成酶(CHS)基因和二氢叶酸还原酶(DFR)基因等控制花色素的合成,DOHI基因控制石斛兰花芽的形成和提早开花,PHAL039基因和ACC合成酶基因在蝴蝶兰授粉后的子房发育中起着重要的调控作用,这些特异基因的分离和克隆为兰花花的分化、发育及着色机制提供了分子基础.蝴蝶兰属、大花蕙兰(Cymbidium hybrdium)、石斛兰属、文心兰属、五唇兰属和万代兰属等兰科植物都有转基因的研究报道,主要以原球茎为材料采用基因枪或农杆菌法转化,部分研究获得了转化植株.     

“先驱”转录因子LEC1在早期胚胎重置春化状态的机制

开花是植物由营养生长阶段向生殖生长阶段转变的重要过程,长时间低温处理即春化对开花起到非常重要的促进作用。春化控制的拟南芥(Arabidopsis thaliana)开花中,阻抑型转录因子FLC是重要的关节点,春化记忆依赖于对该基因的控制。何跃辉研究组之前对拟南芥的研究揭示了转录因子VAL1或VAL2可以识别负调控开花的关键基因FLC成核区的顺式DNA元件,协同PRC2复合体在春化过程中沉默FLC基因的表达,并在随后的常温下继续维持FLC基因沉默直至受精结束,使植物产生春化记忆。但在下一代中如何擦除这种记忆功能,使FLC重新被激活,以防止植物在过冬前或过冬时开花,相关机制目前并不清楚。近期,该研究组揭示了在植物胚胎发育早期一个种子特有的"先驱"转录因子参与擦除春化记忆,重新激活FLC基因的分子机制,并解析了胚胎中的基因激活传递到后胚胎发育(营养生长期)的表观遗传机理。该研究是开花领域的重要突破,为作物开花调控的生产应用提供了新思路。     

植物中有控制害虫繁殖的基因

据InternationalPestControl1996年第2期报道：英国科学家最近从几种植物中分离出能控制作物害虫繁殖的新基因,据称这项抗虫基因研究将对全球作物害虫防治产生积极影响。设在剑桥的阿克塞斯遗传公司的科学家已从矮小的雪花莲植物中分离出一种叫GNA的基因,该基因控制雪花莲植物中的一种专化蛋白的合成,这种蛋白质并不能杀死取食该植物的害虫,但可抑制害虫的自然生殖循环,阻止其正常的繁殖,最终遏制害虫种群的增长。GNA是目前分离出的对诸如蚜虫和飞虱之类的重要吸液害虫奏效的首例基因,对防治为害小麦的蚜虫、温室作物的椰粉虱和…     

LEAFY同源基因研究进展

LEAFY(LFY)同源基因存在于所有的陆生植物中,在植物花发育早期表达,并在花发育过程中抑制茎端分生组织的营养生长,调控花分生组织和花器官的形成,使转LFY基因植株提前开花,LFY同源基因与其上下游基因共同调控花发育过程.LFY同源基因的蛋白质结构在不同物种间保守性很高,但它们的表达部位差异很大.该文总结了近年来国内外已经克隆到的LFY同源基因的表达、功能及其在果树、花卉、粮食作物上的应用,以期为植物花发育的深入研究提供参考.     

芹菜中玉米赤霉烯酮的分离与鉴定

芹菜属于冬性长日植物,它需要经过低温春化阶段才能开花结实,但低温仅是外界条件,还必需通过植物体内部的生理生化变化才能起作用。关于春化作用机理的研究,自 Melchers(1939)提出低温诱导植物形成春化素(vernalin)的假说以后,Purvis等(1953),Highkin(1955)和Tomita(1959,1964)曾自不同植物中分离出能代替低温或促进开花的物质,但都     

诱导植物开花的基因

美国的两组研究人员已从路边杂草拟南芥中分离出2种植物基因(“Leafy”和“Apetalal”(APl)),它们是诱导一些植物开花的主要开关。通过调控植物提前开花,遗传学家用上述基因加速果实的形成。 这项基因技术最终可用于生产早熟的遗传改良作物,使其可栽种于象加拿大这样生长季太短而使很多类植物难以生长的国家。上述基因还有助于更好地了解日照长度和温度等环境因素如何影响植物的发育。 Salk Inst.的研究人员指出,Leafy基因的超量表达对于诱导拟南芥苗开花既必需又必要。与此同时,圣     

拟南芥花分生组织决定基因AGL24对花发育的影响

AGAMOUS-LIKE 24(AGL24)基因编码MADS蛋白,在植物花发育的不同时期发挥着重要的作用。综述了AGL24如何通过和其他花分生组织决定基因的相互作用来影响拟南芥花的发育,调节开花时间,这将有助于人们对开花基因调控网络有更进一步的认识,能够在生产上有效的调控开花时间,从而为植物育种提供借鉴。     

溶瘤腺病毒的靶向性策略

溶瘤腺病毒靶向性研究主要集中在利用肿瘤专一性启动子控制腺病毒复制所必需的基因,以及删除或突变在正常组织中复制所必需而在肿瘤中复制所不需要的基因。该文介绍腺病毒载体的性质以及溶瘤腺病毒靶向性策略。