NO体外供体硝普钠诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡机理研究

为分析NO在植物细胞死亡过程中的作用,以蚕豆表皮条和NO体外供体硝普钠(SNP)及NO信号途径抑制剂为材料,采用表皮条生物法,探讨SNP对蚕豆叶面保卫细胞的毒性机理.结果表明:(1)0.5～9 mmol· L-1的SNP可使蚕豆气孔保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,且随着SNP浓度的增高细胞死亡率增高.(2)凋亡抑制剂Z-Asp-CH2-DCB或TLCK可显著降低SNP诱发的保卫细胞死亡率.(3)抗坏血酸(AsA)、过氧化氢酶(CAT)、Ca2+螯合剂EGTA或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共同作用时,细胞死亡率显著降低.(4)NO清除剂c-PTIO、MAPK激酶抑制剂PD98059和鸟苷酸环化酶抑制荆ODQ亦能有效阻止SNP诱发的细胞死亡.研究发现,较高浓度的SNP可诱导蚕豆保卫细胞程序性死亡,SNP诱发植物细胞死亡与胁迫组保卫细胞内NO、ROS和Ca2+水平升高有关,cGMP和MAPK参与了SNP诱发的细胞死亡.     

入侵植物香丝草水浸提液对蚕豆和玉米根尖染色体行为的影响

以采自农田中自然生长的植物群落中的香丝草为供体,以典型的双子叶植物蚕豆和典型的单子叶植物玉米的幼苗为受体,运用根尖微核试验和染色体畸变试验,研究了香丝草的根、茎、叶和幼果4种器官水浸提液对受体的遗传毒性。结果表明:(1)在香丝草不同器官水浸提液作用下,蚕豆和玉米根尖细胞的有丝分裂各时期均受到明显影响,细胞中出现了微核、染色体桥、染色体断片、染色体环、染色体粘连及染色体滞后等多种染色体畸变。(2)香丝草各器官水浸提液对蚕豆幼苗根尖细胞分裂的抑制作用明显大于玉米。(3)香丝草各器官水浸提液对蚕豆和玉米幼苗根尖的染色体畸变诱导存在显著的浓度效应,即水浸提液浓度越高,受体的微核率和畸变率越高,相应的有丝分裂指数越低,水浸提液的诱导作用与浓度呈正相关关系,但不是简单的加和作用。(4)香丝草各器官水浸提液均具有较强的遗传毒性,但整体化感效应表现为叶＞幼果＞茎＞根,即叶片产生的化感作用最强。因此,香丝草分泌的化感物质可能通过对受体植物生长点的细胞有丝分裂和细胞形态产生影响,造成受体植物染色体的多种畸变和不可逆的遗传损伤,从而成功入侵新的栖息地。     

植物叶绿体分裂的分子机制

叶绿体是植物细胞内一种重要的细胞器．它不仅是光合作用的场所,还是其它多种中间代谢的场所．叶绿体起源于蓝细菌,与其原核祖先类似,通过二分裂方式进行增殖．最近的研究表明,叶绿体的分裂装置包含原核起源和真核起源的蛋白质,它们在叶绿体的内膜内侧和外膜外侧协同作用以完成叶绿体的分裂．在过去十几年里,包括丝状温度敏感蛋白Z（FtsZ）、Min系统蛋白、质体分裂蛋白（PDV）和ARC蛋白等在内的多个叶绿体分裂相关组分被分离鉴定．本文简要介绍了叶绿体分裂装置各成员的发现、叶绿体被膜的收缩和叶绿体分裂位点的选择机制．另外,植物发育过程中叶绿体分裂可能受到细胞的控制,但目前对细胞如何调控叶绿体分裂知之甚少．本文对该领域的最新研究进展也进行了综述．     

金沙江河谷特有植物罂粟莲花的保护遗传学

毛茛科的罂粟莲花(Anemoclema glaucifolium)是中国西南部金沙江河谷地带特有的单种属植物。本研究利用分子生物学手段（SNPs）,对罂粟莲花的遗传多样性和遗传结构进行了研究。三个叶绿体片段(rps16内含子,psbA trnH 基因间隔区以及trnC ycf6基因间隔区)联合分析的结果显示低的遗传多样性和高的遗传分化。这可能是由于居群间长期的地理隔离,狭小的分布区以及生境片段化造成的有限的基因流所引起的。如今在金沙江上修建水电站的位置与罂粟莲花的分布区有部分重叠,这些水电站会淹没罂粟莲花的部分个体和生境,并且改变生态环境,威胁罂粟莲花的生存。本研究对罂粟莲花遗传多样性的研究为制定有效的保护策略提供了信息。     

明矾对蚕豆根尖细胞遗传毒性的研究

为研究明矾的遗传毒性和潜在危害提供细胞遗传学证据。以蚕豆作为实验材料观察其根尖细胞在不同浓度明矾溶液中微核率变化情况,实验证明微核率随浓度呈先上升后下降情况,总体微核率均大于对照组,故不同浓度明矾溶液均能强烈诱发蚕豆根尖细胞产生微核。     

中国东部沿海水仙归化群体的遗传多样性

为揭示我国东部归化水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)的群体遗传多样性,利用2个叶绿体基因mat K和trn H-psb A片段对采自沪、浙、闽的5个代表群体的49株水仙进行了评估。结果表明,双基因联合序列的总长为1443bp,共定义6个单倍型,各归化群体的遗传多样性水平为DLSYPTDNJD=ZZCMD。AMOVA分析表明,群体内变异为遗传变异的主要来源(91.98%),群体间的遗传分化较低(Fst=0.080 22)。群体物种水平上的谱系结构不显著(Nst=0.020Gst=0.031;P0.05)。Mantel检验表明水仙群体间的遗传距离与地理距离呈显著的线性相关(r=0.929,P=0.02 0.05)。中性检验和错配分布分析结果均暗示水仙群体背离了快速扩张模型的假设。单倍型分布的中介网络图结合系统发育NJ树均将所有群体划分为2大分支。因此,我国东部沿海水仙归化群体整体遗传多样性水平较低,各群体间遗传分化较弱,遗传变异主要来自群体内,物种近期未经历扩张事件,可能是基因流受海岛隔离、自身生物学特征、生境异质性与及人为干扰的综合作用影响。     

H_2O_2预处理及高温胁迫下杜鹃叶片活性氧及抗氧化酶亚细胞定位分析

为明确H_2O_2在杜鹃耐热性形成中的作用机制以及高温胁迫下杜鹃活性氧清除系统的亚细胞分布,该研究以3个耐热性不同的杜鹃品种为实验材料,进行H_2O_2预处理后再进行高温胁迫,分析叶绿体、线粒体和细胞溶质等亚细胞组分中活性氧产生和清除系统的变化。结果表明:(1)‘胭脂蜜’、‘红月’、‘红珊瑚’分别为耐热、较耐热和热敏感品种。(2)高温胁迫下,3个杜鹃品种H_2O_2含量的亚细胞分布为细胞溶质叶绿体线粒体,各亚细胞组分中超氧阴离子自由基■产生速率差异不显著;3个杜鹃品种均以细胞溶质中的丙二醛(MDA)含量最高,且热敏感杜鹃‘红月’和‘红珊瑚’中MDA亚细胞分布与H_2O_2相一致,但‘胭脂蜜’线粒体中MDA含量高于叶绿体。(3)高温胁迫下,‘胭脂蜜’和‘红珊瑚’亚细胞组分超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性排序为细胞溶质叶绿体线粒体,‘红月’相应排序为细胞溶质线粒体叶绿体;过氧化氢酶(CAT)活性在‘胭脂蜜’和‘红月’亚细胞组分中的排序相同,线粒体中CAT活性高于细胞溶质和叶绿体,而在‘红珊瑚’中叶绿体CAT活性最高。(4)H_2O_2预处理可以通过增强耐热杜鹃的抗氧化防御能力,减轻杜鹃幼苗的过氧化损伤,尤其是对耐热性较差的杜鹃品种效果显著。研究发现,杜鹃叶片MDA、活性氧、抗氧化酶活性的亚细胞分布在高温胁迫下存在品种差异,MDA亚细胞分布与活性氧的分布并不完全一致,热敏感杜鹃‘红月’和‘红珊瑚’叶绿体所受的过氧化损伤程度高于耐热品种‘胭脂蜜’;高温胁迫下,H_2O_2预处理对不同杜鹃品种各亚细胞器的活性氧和抗氧化酶的影响程度也表现出品种间差异。     

蚕豆AFLP技术体系的建立与优化

对蚕豆DNA提取质量和浓度、DNA双酶切与连接、酶切连接产物的预扩增和选择性扩增等AFLP技术体系中的关键技术进行了优化处理,构建了蚕豆AFLP银染技术体系。酶切与连接可在12.5μl体系中一步完成,酶切连接温度为37℃,反应时间12~14 h;预扩增体系为20μl,选择性扩增体系为10μl。采用该技术体系应用8对引物构建的蚕豆种质资源AFLP指纹图谱,扩增条带多、多态性强且质量好,可满足遗传多样性分析要求。     

蛋白质亚叶绿体和亚线粒体定位预测研究进展

蛋白质合成后被转运到特定的细胞器中,只有转运到正确的部位才能参与细胞的各种生命活动,有效地发挥功能,因此蛋白质的功能与其亚细胞定位有着密切的联系,通过确定蛋白质在细胞中的位置可以获取蛋白质功能和结构的信息。在近二十年中,蛋白质亚细胞定位预测算法研究已经取得很大的成绩,在此基础上,蛋白质在细胞器内亚结构的定位预测研究,如对蛋白质亚线粒体和亚叶绿体定位的研究成为更深层次的问题,本文简要介绍国内外在蛋白质亚叶绿体和亚线粒体定位预测方面的研究进展。     

楤木属及其近缘类群叶绿体基因组比较与系统发育分析

分别对楤木属（Aralia）和羽叶参属（Pentapanax）各两个物种进行叶绿体基因组测序、组装和注释,并进行结构分析;结合NCBI下载的近缘类群叶绿体组序列,进行系统发育分析。结果显示,4个物种的叶绿体基因组均为环状四分体结构,长度为155 744～156 201 bp,GC含量为38.1%,均包含132个基因,其中蛋白质编码基因87个,rRNA基因8个,t RNA基因37个。边界分析发现IR(Inverted repeat)区均未发生收缩和扩张。SSR(Simple sequence repeat)序列数量在39～43个,多为单核苷酸和二核苷酸重复,位置多在非编码区。序列差异多出现在LSC(Large single copy)和SSC(Small single copy)区的非编码区。最大似然树揭示出两个高度支持的单系分支：第1分支包括羽叶参属、浓紫龙眼独活（Aralia atropurpurea Franch.）、食用土当归（Aralia cordata Thunb.）和东北土当归（Aralia continentalis Kitagawa）;第2分支则均由楤木属物种组成。总体...