APETALA1启动子驱动AtIPT4在转基因拟南芥中表达导致花和花器官发育异常

细胞分裂素对拟南芥（Arabidopsis thaliana）花分生组织细胞的分裂和分化具有重要作用。本研究利用APETALA1（AP1）特异启动子在花分生组织和第1、2轮花器官中表达细胞分裂素合成酶（isopentyl transferase,IPT）基因IPT4,研究细胞分裂素对花和花器官发育的影响。在pAP1∷IPT4转基因植株中出现了花密集和花器官数目增多等现象。原位杂交和GUS组织染色结果发现,在pAP1∷IPT4转基因植株中,花分生组织特征决定基因LEAFY（LFY）与花器官特征决定基因AP1、PISTILLATA（PI）和AGAMOUS（AG）的表达量均有不同程度的提高。研究结果表明在拟南芥中表达pAP1∷IPT4影响其花和花器官的正常发育。     

APETALA1启动子驱动AtlPT4在转基因拟南芥中表达导致花和花器官发育异常

细胞分裂素对拟南芥（Arabidopsis thaliana）花分生组织细胞的分裂和分化具有重要作用。本研究利用APETALA1（AP1）特异启动子在花分生组织和第1、2轮花器官中表达细胞分裂素合成酶（isopentyl transferase,IPT）基因IPT4,研究细胞分裂素对花和花器官发育的影响。在pAP1∷IPT4转基因植株中出现了花密集和花器官数目增多等现象。原位杂交和GUS组织染色结果发现,在pAP1∷IPT4转基因植株中,花分生组织特征决定基因LEAFY（LFY）与花器官特征决定基因AP1、PISTILLATA（PI）和AGAMOUS（AG）的表达量均有不同程度的提高。研究结果表明在拟南芥中表达pAP1∷IPT4影响其花和花器官的正常发育。     

Rch10启动子引导iaaL基因在转基因烟草中的表达导致花器官发育的变异

来源于丁香假单孢杆菌 ( Pseudomonas syringae subsp.savastanoi)的吲哚乙酰胺赖氨酸酯合成酶基因 ( iaa L )与来自水稻 ( Oryza sativa)的在花器官中具有高水平表达的启动子 ( Rch1 0 )融合后导入烟草( N icotiana tabacum)。在转基因烟草中研究了这种嵌合基因的表达特性 ,并测定了各个器官内源生长素的水平。结果表明 :Rch1 0启动子能引导 iaa L基因在转基因植株的幼嫩花序、花器官及幼嫩果实中表达 ,并导致了各器官内源生长素水平不同程度的降低。转基因植株当代的花序或花器官的发育出现了明显的表型变异 :开花后顶端优势减弱、花序正常发育受阻、果实发育不良等。这些 Rch1 0 - iaa L的转基因植株可为进一步研究 IAA在生殖器官发育中的一些生理作用提供有价值的材料     

花器官发育的分子机制研究进展

经典的ABC模型成功地解释了模式植物拟南芥和金鱼草因同源异型基因突变而引起的植物花器官的变异。随后,大量花器官特征基因和新突变体的研究不断完善和发展了ABC模型。该文综述了近年来花器官发育分子模型及花器官同源基因的调控机理等方面的最新研究成果,并对未来的研究方向进行了展望,以期为深入了解花发育的分子机理和遗传机制奠定基础。     

在ipt-GUS转基因拟南芥中双组分信号传导基因应答体内细胞分裂素的增加

ipt—GUS转录融合基因在拟南芥植物中表达,其体内细胞分裂素的含量可达到野生型的20-30倍。从拟南芥种子萌发后的6、12、20和30d四个时间分析了植物体内细胞分裂素含量的提高对其双组分信号传导系统中基因的影响。研究发现：细胞分裂素受体基因CRE1比CKI1基因更容易被增加的植物细胞分裂素诱导表达。拟南芥植物细胞分裂素反应调节基因ARR4和ARR5在植物发育的不同时期应答植物体内增加的植物细胞分裂素,ARR4的应答反应比ARR5早,种子萌发后的第6天幼苗真叶形成初期,ARR4基因被明显涛导;而ARR5的应答反应在幼苗真叶形成后的几个时间段均能检测到,并且在种子萌发后的第20天,花枝形成开始时特别明显。在双组分信号传导途径中,从受体到反应调节基因传导磷酸基团的传导基因AHP4在幼苗发育的后期种子萌发后的第20和30天,应答植物体内增加的植物细胞分裂素,并且在花枝形成初期比较明显。     

被子植物的花器官发育和功能基因活性模式的建立

文章介绍了被子植物花器官特征属性决定的分子机制研究进展。     

控制植物花器官发育的分子机理

植物从营养生长向生殖生长的转变和花器官的正常发育是其繁衍的基础.综述了控制植物花器官发育的ABC模型的提出和发展,以及已经克隆的A、B、C、E类基因和其表达调控机理研究的最新进展.     

调控花发育的同源异型基因

对形态发生突变体进行遗传学和分子生物学分析,是揭示发育的分子调控机制的最有效的途径。最近,世界上若干开创性的研究小组正致力于用这种分子遗传学手段研究植物花发育的调控机制,并取得了令人瞩目的进展。     

拟南芥LEAFY基因在花发育中的网络调控及其生物学功能

重点综述了拟南芥花分生组织特征基因——LEAFY（LFY）基因及其同源基因在花发育中的网络调控及其生物学功能。LFY基因广泛表达于高等植物的营养性和生殖性组织。LFY基因需要与其他基因相互作用,並且表达量达到一定水平时才能促进成花。LFY基因处于成花调控网络的关键位置,不仅调控开花时间和花转变,而且在花序和花的发育中也起重要作用。碳源、植物激素等因子直接或间接地影响LFY基因的表达和作用。提示通过掌握LFY基因的表达调控规律进一步探讨成花机理的可行性。 Abstract:Recent research progress on regulation network and biological roles of LFY gene in Arabidopsis thaliana and its homologue genes in floral development are reviewed emphatically in the present paper.LFY gene expresses widely in both vegetative and reproductive tissues in different higher plants,therefore investigation on role of LFY gene on flowering is of general significance.LFY gene plays an important role to promote flower formation by interaction and coordination with other genes,such as TFL,EMF,AP1,AP2,CAL,FWA,FT,AP3,PI,AG,UFO,CO,LD,GA1 etc,and a critical level of LFY expression is essential.LFY gene not only controls flowering-time and floral transition,but also plays an important role in inflorescence and floral organ development.It was situated at the central site in gene network of flowering regulation,positively or negatively regulates the level or activities of flowering-related genes.Some physiological factors,such as carbon sources,phytohormones,affect directly or indirectly the expression and actions of LFY gene.This indicates that level of LFY expression can also be regulated with physiological methods.It is probable that we can explain the principal mechanism of flowering by regulation network of LFY gene.     

外源突变基因AGM3过表达对烟草开花的抑制和花器官发育的影响

为了解AGM3基因在异源植物中对开花及花器官发育的影响,采用农杆菌介导法将dominant negative mutation(DNM)结构基因35S-AGM3-E9导入烟草(Nicotiana tabacum),经PCR和Southern检测获得了一批阳性转化植株.荧光定量分析结果显示,AGM3在各个转基因株系中均有...     

白桦APETALA2基因启动子的克隆及其表达分析

APETALA2（AP2）转录因子亚家族普遍存在于植物中,参与植株的生长发育、胁迫应答和多种生理生化反应的信号传导。本研究从白桦（Betula platyphylla Suk.）基因组中克隆了AP2基因2 308 bp的启动子序列,生物信息学分析发现,该序列除具有TATA-box和CAAT box等高等植物普遍具有的保守元件外,还具有大量光响应元件和激素响应元件,如响应赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯等的元件。将白桦AP2基因启动子克隆至pBI121-35S：：GUS植物表达载体中,命名为pBI121-proAP2：：GUS,用农杆菌介导法侵染白桦和拟南芥,并进行GUS染色分析,结果表明AP2基因启动子驱动下的GUS报告基因在整个拟南芥中都表达,在白桦的营养器官和雌花种翅及花柄中也有表达,说明其具有启动活性,可能参与该器官的发育。     

Expression of the SHO Gene Under Control of a Stress-Specific Promoter RRTF1 Improves Salt Tolerance in Arabidopsis

Plant Molecular Biology Reporter - The Arabidopsis RRTF1 promoter is transiently activated by salt stress over 6 hours, before it quickly reverts to pre-stress levels, even if the salt...     

蝴蝶兰PhalPI基因的克隆及在花器官突变体中的表达分析

为深入研究兰科植物花器官发育的调控机理,从蝴蝶兰花瓣中克隆了一个B类MADS-box转录因子PhalPI（GenBank登录号为KY020416）。序列分析表明,该基因的cDNA全长为944 bp,含完整的开放阅读框,可编码210个氨基酸,属于BGLO/PI蛋白家族,与蝴蝶兰属的PhPI10和PeMADS6基因关系最近;表达模式分析表明,PhalPI基因在生殖器官中表达,在营养器官中不表达,在授粉后的子房中,该基因的表达水平降低。在5种花器官突变体中,PhalPI基因在萼片唇瓣化突变体的萼片和蕊柱中表达水平明显升高;在雄蕊花瓣化突变体的萼片和侧瓣中表达水平降低,在其唇瓣和蕊柱中显著升高;在侧瓣合柱化突变体的蕊柱中,PhalPI基因的表达也发生了显著升高;PhalPI基因表达的改变与花器官形态的突变相关;而在侧瓣唇瓣化和侧瓣花药化突变体中,PhalPI基因的表达水平没有变化。推测该基因在决定蝴蝶兰侧瓣和唇瓣的发育中起重要的调控作用。     

樱胚珠发育调控基因PrseSTK在单瓣与重瓣花中的表达比较

用同源克隆方法,从日本晚樱（Prunus lannesiana）花芽中克隆出了PrseSTK基因的cDNA全长,GenBank登录号为GU332504。其包括1个共669 bp的完整开放阅读框,编码222个氨基酸和1个终止密码子。同源序列比对和分子系统进化分析表明,PrseSTK是拟南芥的STK同源基因,其编码蛋白的C末端拥有2个高度保守模体：AG motif Ⅰ和Ⅱ,属D类MADS-box转录因子。其在花器官中表达的组织特异性分析表明,在单瓣‘大岛樱’中,PrseSTK主要在雄蕊和雌蕊中表达;但在重瓣品种‘普贤像’中,其在萼片、雄蕊和叶化雌蕊中均有表达。其在2个品种4轮花器官中的表达呈现明显的差异,并与拟南芥STK基因表达的组织特异性也有一定的差别;其在花萼中的异位表达可能与重瓣品种萼筒异位子房的发育调控相关。     

千金榆花序及花器官发育

在扫描电镜下首次观察了桦木科鹅耳枥属千金榆花序和花的形态发生过程。千金榆雌花序由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化形成2个花原基和2个次级苞片;每个花原基分化出2个心皮原基,形成1个二心皮雌蕊;次级苞片远轴面发育快于近轴面,呈不均等的联合状;雌蕊基部有1层环状花被原基。雄花序为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成;每个小花序原基分化出1枚初级苞片和一团小花序原基分生组织,由小花序原基分生组织分化出3个花原基分区,并分化形成3朵小花,小花无花被,位于两侧的小花分别有2枚雄蕊,位于中央的小花有4枚雄蕊,雄蕊共8枚,稀为10枚,该3朵小花为二歧聚伞状排列,其花基数应为2基数。     

A Phosphate Transporter Promoter from Arabidopsis thaliana AtPHT1;4 Gene Drives Preferential Gene Expression in Transgenic Maize Roots Under Phosphorus Starvation

Phosphorus (P) stress responsive genes have been identified and characterized, including the high-affinity phosphate transporter AtPHT1;4 from Arabidopsis thaliana. This gene encodes a membrane protein that is primarily expressed in roots under phosphorus deficiency. A 2.3-kb promoter region from AtPHT1;4 has been fused with the β-glucuronidase (GUS) encoding gene and introduced into maize via biolistic bombardment to evaluate its spatiotemporal activity in a heterologous system. AtPHT1;4::GUS expression is detected preferentially in transgenic maize roots under P deficiency. Further analysis of transgenic plants has also revealed that GUS activity is higher in roots than in leaves by about sixfold. These results demonstrate the ability of AtPHT1;4 promoter to direct expression of the reporter gene in a monocot root system under P stress. This property of AtPHT1;4 promoter makes it useful to engineer maize plants to modify the soil’s rhizosphere and increase efficiency of P acquisition under P stress conditions.