拟南芥Rab1家族基因的克隆和功能研究

Yptl蛋白是酵母唯一的Rab1 GTP酶,调控囊泡从内质网到高尔基体的运输.酵母温敏突变株 ASY01是一个Ypt1基因功能部分缺失菌株,在26℃可以正常生长,但在37℃不能生长.拟南芥有4个Rab1基因,分别是AtRab1A1、AtRab1B1、AtRab1B2、AtRab1C1.克隆了所有4个AtRab1基因,构建酵母表达载体,转化温敏突变型酵母ASY01.温度敏感性实验结果表明,所有转基因菌株在37℃都恢复正常生长.说明拟南芥4个Rab1基因都与酵母Ypt1基因功能互补,都具有调节囊泡从内质网到高尔基体运输的功能.     

植物气孔导度对CO2响应模型的构建

构建一个普适性的植物叶片气孔导度(g_s)对CO₂浓度响应(g_s-C_a)的模型, 对定量研究植物叶片g_s对CO₂浓度的响应变化尤为必要。该研究运用便携式光合仪(LI-6400)测量了大豆(Glycine max)和小麦(Triticum aestivum)光合作用对CO₂的响应曲线(A_n-C_a), 在比较传统的Michaelis-Menten模型(M-M模型)和叶子飘构建的CO₂响应模型拟合大豆和小麦A_n-C_a效果的基础上, 构建了g_s-C_a响应新模型。然后用新构建的模型拟合大豆和小麦的g_s-C_a曲线, 并将拟合结果与传统模型的拟合结果, 以及与其对应的观测数据进行比较, 以判断所构建模型是否合理。结果显示: 叶子飘构建的A_n-C_a模型可较好地拟合大豆和小麦的A_n-C_a曲线, 确定系数(R²)均高达0.999。M-M模型拟合大豆和小麦的A_n-C_a曲线时的R²虽然也较高, 但在较高CO₂浓度时的拟合曲线偏离观测曲线。因此, 基于叶子飘的A_n-C_a模型构建g_s-C_a模型更为可行。新构建的g_s-C_a模型可较好地拟合大豆和小麦的g_s-C_a曲线, R²分别为0.995和0.994, 而且还可以直接给出最大气孔导度(g_s-max)、最小气孔导度(g_s-min), 以及与g_s-min相对应的CO₂浓度值(C_s-min)。拟合得到大豆和小麦的g_s-max分别为0.686和0.481 mol·m^-2·s^-1, 与其对应的观测值(分别为0.666和0.471 mol·m^-2·s^-1)之间均不存在显著差异; 同样, 拟合得到的大豆和小麦的g_s-min分别为0.271和0.297 mol·m^-2·s^-1, 与其对应的观测值(分别为0.279和0.293 mol·m^-2·s^-1)之间也均不存在显著差异; 此外, 新构建的g_s-C_a模型给出大豆和小麦的C_s-min值分别为741.45和1 112.43 μmol·mol ^-1, 与其对应的观测值(732.78和1 200.34 μmol·mol ^-1)也不存在显著差异。由此可见, 该研究新构建的g_s-C_a模型可作为定量研究植物叶片气孔导度对CO₂浓度变化的有效数学工具。     

一种高效提取普通小球藻叶绿体DNA的新方法

本文采用尿素-月桂酰肌氨酸钠（urea-sarkosyl）法, 用于分离带有坚硬细胞壁小球藻的高纯度叶绿体DNA （cpDNA）。将对数生长期的小球藻收集后置于冰上研磨, percoll密度梯度离心收集叶绿体层, 显微观察表明叶绿体经梯度离心后形态完整。采用尿素-月桂酰肌氨酸钠法、蛋白酶K消化及酚/氯仿/异戊醇抽提, 获得了高纯度的cpDNA。检测结果显示, cpDNA分子长度为22 kb, A260：A280值为1.87±0.01, 产率达（2.52±0.01） μg？g-1 （DW）; cpDNA编码的16S rDNA扩增呈阳性, 而由细胞核编码的18S rDNA扩增呈阴性。表明cpDNA纯度高, 没有受到核基因组DNA的污染, 符合小球藻cpDNA高通量测序的要求。同时, 该方法也适合提取具有相似细胞壁成分的其他微藻的基因组DNA和cpDNA。     

山豆根叶片光合特性对光强和干旱的响应

山豆根(Euchresta japonica)为我国II级重点保护野生植物。该研究通过设置不同遮阴网的层数和采用不同浓度的聚乙二醇溶液浇灌,探讨了山豆根光合特性对光强和干旱的响应。结果表明, 山豆根叶片的饱和光强为683.06~907.07mmol/(m²·s); 单层遮阴处理叶片的最大电子传递速率和最大净光合速率整体高于双层遮阴处理,其中单层遮阴且未进行干旱处理的叶片最大电子传递速率和最大净光合速率最高,分别为55.36和6.73mmol/(m²·s);相同遮阴条件下,叶片的最大净光合速率及其对应的饱和光强均随干旱程度增加整体呈下降趋势;单层遮阴条件下的蒸腾速率和水分利用效率均整体高于双层遮阴条件下的。不同处理下叶片光系统II的实际光化学效率、光化学猝灭系数以及非光化学猝灭系数等整体上均无显著差异(P>0.05)。山豆根属半阳生植物,其叶片利用弱光能力较强,植株具有较强的耐干旱能力。因此,建议在开展野外回归、迁地保护、人工栽培等工作时,进行适当遮阴处理并保持充足的土壤含水量。     

CO2对植物在光补偿点附近量子效率的影响

应用植物光合作用对光响应修正模型研究了CO2浓度分别为380和600 mol·mol-1时,栾树和辣椒在光补偿点附近光合量子效率的改变及Kok效应。结果表明:光响应修正模型可很好地拟合栾树和辣椒2种CO2浓度下的光响应曲线,且获得的光合参数与实测值相符合;2种不同CO2浓度条件下,栾树和辣椒总是存在初始量子效率(φ0)大于光补偿点处的量子效率(φc),光合量子效率在光补偿点附近不是常数,且与暗呼吸速率无关;CO2浓度的大小影响着栾树的Kok效应,但对辣椒的Kok效应影响不明显,分析认为,这是由于栾树在光补偿点附近光合量子效率的改变来自其净光合速率对光强的非线性响应,而辣椒不存在Kok效应。