一种简易可行的拟南芥水培新方法

在国内外拟南芥水培方法研究基础上,结合实际情况,设计一套适合于实验室的需要,能就地取材自己制作的水培装置.这套装置主要由两部分组成:播放种子的塑料管和作为支撑物的不锈钢丝网,盛溶液的容器.实验证明两个拟南芥品种在这种水培装置中生长良好,且培养的费用低,易于管理等.由于有钢丝网作支撑,拟南芥能够顺利完成整个生长周期并且结实饱满,种子萌发率高.     

水稻OsCatB敲除突变体的构建及耐逆性初步分析

水稻过氧化氢酶B (catalase B, CatB)主要在非光合组织、愈伤组织、根和种子中表达,参与调控活性氧动态水平的平衡和根系的生长。目前, CatB参与非生物胁迫响应的功能在很大程度上是未知的。本研究利用基因编辑技术CRISPR/Cas9获得OsCatB基因敲除的纯合突变体catb,并分析了catb在盐、高温和氧化等胁迫处理下的生理和生化表型。研究结果发现,在盐处理下,突变体catb的生理和生化表型与野生型植株无显著差异;在热胁迫下, catb的过氧化氢酶活性和存活率与野生型植株相比显著降低,而H2O2含量显著升高;在氧化胁迫下, catb的幼苗高度低于野生型。这些结果说明,水稻CatB参与盐胁迫响应的调控不明显,而主要参与了高温和氧化胁迫响应,并正调控水稻的高温和氧化胁迫耐受性。该研究为进一步探究Os CatB参与逆境响应的分子机制和培育抗逆水稻品种提供了一定的理论指导和遗传材料。     

拟南芥CIPK1基因的功能初步分析

以模式植物拟南芥为材料,采用RT-PCR分析、基因克隆、转化等方法对CIPK1基因功能进行了研究.结果发现,CIPK1(CBL-interacting protein kinase 1)基因在拟南芥茎和花中表达量最高,在叶中表达量最低;ABA能迅速诱导CIPK1基因的表达,GA则抑制该基因的表达,但2,4-D和6-BA对该基因的表达无明显影响;通过对CIPK1基因转基因突变体进行ABA处理,发现转基因拟南芥种子的萌发率明显高于野生型.以上结果表明CIPK1基因的表达具有组织特异性,并且该基因参与ABA和GA信号传导,尤其在ABA促进种子休眠的信号传导途径中具有非常重要的作用.     

钙传感蛋白互作激酶CIPK14参与拟南芥盐和ABA胁迫应答调节

钙和蛋白激酶在植物胁迫应答过程中起重要作用．本研究以拟南芥蛋白激酶CIPKl4的T—DNA插入突变体为材料,系统研究了CIPK14基因在不同组织与生长发育期的表达情况,和CIPKl4基因的钙调节属性及其在胁迫应答过程中的作用．研究发现CIPKl4基因在拟南芥根、茎、叶、花各组织器官中都有所表达,其中花器官和根部表达量较为显著;不同阶段比较发现CIPKl4在幼苗期具有较高的转录水平．研究同时发现,ABA和盐胁迫能激活CIPKl4基因的转录;CIPKl4T-DNA插入突变体中一系列胁迫应答基因的转录水平全都不同程度地降低或表达滞后,说明CIPKl4基因在胁迫应答中起作用．另外,CIPKl4突变体的种子萌发和根伸长对各种渗透胁迫敏感,并且ABA合成抑制剂哒草伏（Norflurazon）能部分恢复突变体对ABA,盐等的敏感表型．进一步证明CIPKl4是胁迫应答相关基因．研究还发现,CIPKl4的转录受到极端浓度下外源钙离子的激活,另外在一定胁迫条件下,突变体中RD29A基因的表达对外源钙离子浓度变化不敏感,说明CIPKl4基因功能缺失降低了受钙调节的胁迫相关基因对外源钙的敏感性．相应的表型分析发现,突变体种子萌发和根伸长与野生型相比对外源钙敏感性下降,进一步证明CIPKl4基因接受钙信号调节,并作用于拟南芥ABA和盐胁迫应答信号途径,激活胁迫相关转录因子．     

与AtGA20ox1启动子结合的转录因子筛选分析

赤霉素(gibberellin,GA)在植物生长发育的各个时期发挥重要作用。GA20-氧化酶(Gibberellin20-oxidase,GA20ox)是赤霉素生物合成途径中关键的限速酶,因此研究调控GA20ox基因表达的转录因子对进一步阐述赤霉素生物合成及其调控具有重要意义。本研究通过酵母单杂交技术利用AtGA20ox1启动子筛选拟南芥转录因子库,筛选获得转录因子RAP2.4f;酵母单杂交和X-gal显色结果进一步证实RAP2.4能与AtGA20ox1启动子结合;CPRG定量分析发现RAP2.4f与AtGA20ox1启动子结合作用强;双荧光素酶检测结果显示RAP2.4f对AtGA20ox1的启动子活性具有抑制作用。这些研究结果表明,RAP2.4f可能参与调控AtGA20ox1的转录。     

拟南芥钙依赖蛋白激酶参与植物激素信号转导

在植物信号通路中,涉及到钙应答的蛋白激酶大多是钙依赖蛋白激酶。钙依赖蛋白激酶作为钙信号转导因子,参与了包括激素信号转导途径在内的很多传递过程。本工作在前人研究的基础上,对拟南芥AtCPK30基因的功能进行了深入的研究。RT-PCR分析结果表明:AtCPK30在植物根中的表达量很高,其在幼苗中的转录水平分别受ABA、IAA、2,4-D、GA_3和6-BA等激素的诱导调节。AtCPK30基因过表达的转基因株系幼苗的主根比野生型的长,同时发现转基因植株幼苗的根在缺钙的MS培养基上生长较野生型植株长,表明缺钙对转基因幼苗影响较小。用ABA、IAA、GA_3和BA处理时,转基因植株幼苗的根对激素更敏感。当野生型和转基因植株生长在含有生长素抑制剂NPA的MS培养基上时,NPA对转基因植株侧根的抑制比对野生型弱。GFP-CPK30融合蛋白的亚细胞定位研究结果表明:CPK30蛋白定位在细胞壁和细胞膜上。这些研究结果说明了AtCPK30作为钙信号转导因子,参与了多种激素调节植物根生长的过程。     

红光下拟南芥光敏素调节基因的蛋白质鉴定与mRNA分析

光敏素是植物体内一种重要的光受体家族,它们可介导植物对外界红光和远红光的应答,在植物的生理发育过程中发挥重要作用.基因芯片分析结果表明,PHYA和PHYB在转导红光信号至光应答基因的过程中起关键作用.为了获得与PHYA,PHYB相关的光应答基因,本研究采用双向电泳技术比较分析了在持续红光下生长7天的拟南芥光敏素双突变体phyAphyB和野生型col-4幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱（MALDI-TOF-TOF）进行肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定到了32个差异蛋白点.选取其中的10个蛋白点,对应于10个不同的基因,进行了RT-PCR分析,并用Q-PCR对其中的2个基因表达情况进行了验证.结果表明,光敏素可能从mRNA水平或蛋白质水平来调节基因的表达.蛋白质组学分析为寻找光敏素依赖基因提供了新的途径。     

拟南芥F-box基因At5g22700的功能初步分析

F-box蛋白作为SCF（Skpl,Cullin and anF-boxprotein）复合体的成员,参与调节植物的生长发育过程。At5g22700为功能未知的F-box基因家族成员。本研究通过酵母双杂交分析At5g22700蛋白与ASK（Arabidop-sis-SKP1-1ike）家族蛋白的相互作用,发现At5g22700蛋白的F-box结构域与ASK4蛋白相互作用。实时定量PCR分析该基因在不同组织器官中的表达,发现该基因在根和花中的表达量最高,说明At5g2700可能在根和花的发育中具有重要作用。以At5g22700基因的T—DNA插入突变体和过量表达转基因株系为材料,分析不同光照条件下幼苗的表型,发现蓝光下At5g22700过量表达转基因幼苗的主根比野生型长。这些研究结果表明,At5g22700在植物体内可能形成SCF复合体,并在植物幼苗主根伸长生长中起促进作用。     

隐花素在生长素调控拟南芥下胚轴伸长中的作用分析

以拟南芥野生型(Col-4)和隐花素双突变体cry1cry2为材料,研究不同光照条件下不同浓度吲哚乙酸(IAA)和IAA极性运输抑制剂氨基酞氨酸(NPA)对幼苗下胚轴伸长的影响。结果显示,低浓度IAA(10-7mol/L)可促进连续白光和红光下cry1cry2幼苗下胚轴伸长,而连续蓝光下cry1cry2下胚轴的伸长则受到抑制。蓝光下相同浓度的NPA对cry1cry2幼苗下胚轴伸长的抑制程度比野生型要小。RT-PCR分析结果显示,瞬时蓝光处理时IAA合成关键酶基因IGPS以及生长素应答基因IAA1和IAA5在cry1cry2突变体中的转录水平比野生型中要高。这表明隐花素可能部分通过调节IAA合成和/或IAA极性运输,介导蓝光调控拟南芥下胚轴的伸长。