单倍性烟草HyP抗性愈伤组织变异系的选择及其生理生化特性的研究Ⅲ．Hyp抗性变异系在逆境条件下的反应

在水分胁迫、盐分胁迫、抑制剂胁迫和⁶⁰C0 γ-射线等逆境条件下,烟草愈伤组织系中的游离脯氨酸含量随着逆境胁迫程度的增加而幅度不同地提高。在一定范围内,二者之间存在着特定的正相关。在正常条件下积累游离脯氨酸的烟草Hyp抗性愈伤组织变异系C^r-2虽在耐寒能力方面并不比其野生型C^w高,但对盐分逆境和模拟干旱处理的抗性均是其野生型的两倍多。烟草Hyp抗性愈伤组织变异系在研究抗旱和抗盐中具有潜在的应用价值。     

抗逆放线菌的多样性、功能特性及其在环境修复中的应用

放线菌(actinomycetes)是一类可生存于各种极端环境的特殊菌群,具备较强的抗逆特性。其种类丰富,功能多样,适应性强,已被广泛用于抗生素开发、生物防治和环境修复等领域。放线菌可调节土壤微生物群落结构、介导营养元素转化和植物吸收、催化有机污染物降解及重金属的氧化还原过程,该特性赋予其在土壤改良、地力维持和污染物去除等方面广阔的环境应用前景。本文综述了放线菌的多样性、环境分布以及放线菌对环境改良和污染物去除的特性与机制,结合在环境修复领域的应用现状,总结了放线菌修复技术的优势及发展方向。     

低温逆境中黄瓜幼苗细胞内钙离子水平变化的细胞化学研究

采用改进的焦锑酸钙沉淀的细胞化学方法,探讨了Ca~(2 )在黄瓜幼苗细胞中超微结构定位分布及在低温逆境条件下Ca~(2 )水平的动态。结果表明:在适宜温度下生长的黄瓜幼苗,其细胞中Ca~(2 )主要定位于液泡及细胞间隙内,说明液泡是植物细胞内的主要钙库;并显示质外体中存在大量的Ca~(2 )分布。当黄瓜幼苗在1℃下冷胁迫28h后,质膜内侧钙沉淀颗粒明显增加,同时观察到液泡内Ca~(2 )分布变得比较集中,并趋向于液泡膜内侧。当幼苗在1℃低温下胁迫40h后,胞内Ca~(2 )水平进一步提高,尤其是质膜内侧及细胞核内出现较大的呈同心圆状的钙沉淀颗粒。作者认为,胞内Ca~(2 )水平的提高,尤其是质膜内侧及细胞核内局部区域Ca~(2 )密集分布,势必会引发一系列代谢过程的紊乱,最终导致幼苗的伤害或死亡。     

人体体表超弱光发射的测量

研制了一种能在室温下正常工作的高灵敏度并具有极低暗计数的光子计数器。用它来研究人体体表超弱光的发射。测量结果表明：人体不同部位体表发光强度是很不一致的：手指发光最强、掌心次之、然后是面颊、前额、小臂、上臂、胸腹部等依次减弱。先照对体表的发光有很大影响。体表不同部位因光照引起发光强度的增加值差异很大;避光后先强的衰减速度也不同。体表的发光强度随体表温度的升高而增强。某些物质接触体表可以使体表发光强度发生很大变化。     

植物TCP转录因子的作用机理及其应用研究进展

TCP转录因子是一类植物特有蛋白,含有保守的TCP domain,其中由60个氨基酸组成的b HLH结构是结合DNA和蛋白互作所必需的。TCP转录因子由于其广泛参与调控植物的生长发育过程(如分枝、株高、叶型、花型等)而备受关注。最近有报道显示,TCP转录因子在植物逆境胁迫应答中(如低温和高盐)同样发挥重要作用。TCP蛋白参与多种信号转导途径(如油菜素内酯、茉莉酸、赤霉素、细胞分裂素等),可能是连接生长发育和介导胁迫响应的一个交叉点。本文从分子生物学角度,系统综述了植物TCP转录因子的作用机理及其在激素应答、发育调控及环境胁迫响应等过程中的功能,以期为基因工程方法改良作物生长模式和抗性提供参考。     

不同启动子调控转GhCDPK1基因烟草的抗逆性研究

为探究不同启动子对陆地棉GhCDPK1基因抗逆功能的影响,该研究克隆了长度为824bp和1 524bp的2个拟南芥RD29A的启动子序列,分别构建了35S启动子和2个RD29A启动子驱动的GhCDPK1融合表达载体,并利用农杆菌介导法转化烟草,分析了其驱动的转GhCDPK1基因烟草,在逆境胁迫处理后的表型变化,叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及细胞膜透性的生理变化。结果显示:RD29A启动子驱动的转GhCDPK1基因烟草,比35S启动子驱动表现出更强的耐逆性,其叶绿素含量、脯氨酸含量以及POD、SOD活性都高于35S启动子,而MDA含量与细胞膜的通透性低于35S启动子,且1 524bp的RD29A2启动子片段驱动转GhCDPK1基因烟草的耐胁迫能力比824bp启动子片段更强。     

一个新的玉米NAC类基因(ZmNAC1)的克隆与分析

NAC转录因子是近十年来新发现的具有多种生物功能的植物特异转录因子,在植物生长发育、激素调节和抵抗逆境等方面发挥着重要的作用。本研究利用电子克隆方法,结合RT-PCR分析,从玉米中克隆了一个与NAC类基因同源的全长cDNA序列,命名为ZmNAC1（GenBank登录号EU224278）,该基因全长为1029bp,具有完整的开放阅读框架（ORF,26~907bp）,推测编码蛋白含有293个氨基酸,分子量为32.3KD,等电点为8.65。半定量RT-PCR分析表明,ZmNAC1可以被低温、聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）、高盐和ABA诱导。这些结果表明,ZmNAC1可能在植物逆境反应中起作用。本研究是有关玉米NAC转录因子基因的首次报道。     

野大豆种群转座子和转录因子的多样性和分子适应

对环境变化的适应机理一直是进化生物学和生态学长期争论的核心课题。根据适应逆境的生态学和分子生理的最新进展,设想逆境诱导转座子的转座,影响转录因子的表达,随即改变一系列抗性基因的表达水平,抗性种群快速适应形成;由此可能建立一个统一的进化理论。从黄河入海口野生大豆(Glycine soja)盐渍种群植株DNA扩增到一段干旱应答元件结合蛋白基因(DREB)序列,称为GsDREB1。克隆了一个全长的类Gypsy逆转录转座子整合酶基因序列,称为GsINT。种群内各植株该序列有多个拷贝,植株间存在限制片段长度多态性。根据所得的这两个序列,设计并合成包括GsINT 5'上游保守序列的Gs-1等若干引物,试图检测野大豆基因组中GsDREB1的5'上游是否存在逆转录转座子整合酶序列。将GsDREB1标记为探针,Southern杂交表明用Gs-1为正向引物GmDR1为逆向引物所扩增的产物既是多拷贝而又与GsDREB1高度同源。这一对引物扩增和部分测序的结果暗示逆转录转座子有的插入DREB的5'上游,种群内外植株间显现两基因间隔长度的多样性。据此提出抗性种群形成即适应进化分子机理的下列假说。正常种群主要由非抗性普通植株组成。当环境发生变化处于逆境条件时,种群内植株转座频率大大增加。转座子非定向地插入基因组。多数突变中性,不影响表型。少数插入到转录因子的5'上游或其编码区,可促进或阻抑其表达,由此引发转录因子所控制的抗性基因网络表达的增加或减少,抗性相应增加或降低。总的结果是在短时间内就能积累包括高抗性植株在内的有各种抗性水平的个体;对逆境敏感的个体不断地被自然选择所淘汰,但逆境不断诱导其产生,少数植株有可能利用逆境减弱的较短时间完成发育得以生存下来。此假说可以解释逆境条件下的植物种群为什么能快速形成而有更高的遗传多样性;又为什么抗性种群在高抗性植株产生的同时有时存在敏感植株。逆境促进的转座改变转录因子基因表达可能是植物生理和形态快速进化的一般分子机理。     

野生大豆耐逆分子调控机制研究进展

野生大豆(Glycine soja)起源于中国,是栽培大豆(G. max)的近缘祖先,逆境适应能力强,是研究耐逆分子机制和挖掘耐逆关键调控基因的优良材料。该文综述了野生大豆耐逆基因组、转录组和蛋白质组等组学研究进展,总结了近年来类受体蛋白激酶、转录因子、离子通道和氧化还原在野生大豆耐逆应答中的调控作用及机制,为耐逆作物...     

水稻乙烯受体类似物基因的克隆及其表达特性

乙烯在植物的生长发育以及对逆境的反应中起着重要作用. 乙烯受体基因在拟南芥、 烟草和番茄等双子叶植物中已有一些研究, 但到目前为止还没有见到关于单子叶植物乙烯受体研究的报道. 我们从水稻中克隆了一个乙烯受体基因OSPK2, 发现它所编码的蛋白与双子叶植物的乙烯受体有所不同. OSPK2的N端较长, 其后是3个跨膜区、一个GAF结构域、一个推测的激酶结构域和接受器结构域. 虽然大多数的结构域都是保守的, 但预期的磷酸化位点His和磷酸基团接受位点Asp在OSPK2中分别被Gln和Asn取代. 这一事实说明, OSPK2可能不是以组氨酸激酶的磷酸转移方式进行作用, 而是以其他的机制, 如具有丝/苏激酶的活性. 应用RT-PCR方法对不同条件下OSPK2基因的表达进行了研究, 结果表明, OSPK2受伤害和PEG处理诱导, 但盐及ABA处理对其没有显著影响. OSPK2基因的差异表达可能反映了它在介导不同非生物逆境反应中的作用, 这与我们以前关于烟草乙烯受体的研究结果是一致的.