复苏植物旋蒴苣苔J结构域蛋白编码基因BhDNAJC2的 克隆、表达与功能

热激蛋白(HSP)是一类在受到逆境刺激后大量表达的蛋白质, 能够帮助蛋白质正确折叠, 促使变性蛋白质降解, 缓解逆境胁迫对生物体的损伤。为揭示热激蛋白在耐旱的复苏植物中的保护作用, 该研究对复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica)HSP40家族中J结构域蛋白BhDNAJC2的编码基因进行了克隆、表达与功能分析。Real-time PCR检测表明, 该基因受脱水、低温、热激等多种逆境条件和脱落酸(ABA)诱导表达。BhDNAJC2-YFP定位于细胞质、内质网和细胞核。过表达BhDNAJC2的拟南芥(Arabidopsis thaliana)株系在干旱、热激、盐胁迫和碱胁迫下均表现出明显的抗逆性。综上所述, BhDNAJC2可能在旋蒴苣苔抗旱、耐热及耐盐碱等胁迫反应中起关键作用。     

草莓叶片再生芽及遗传转化系统的建立

本文从五个草莓品种中筛选了再生频率高的品种M14,并进一步提高其再生频率至100%,单叶盘再生芽数至10.0个;石蜡切片法观察其芽多起源于愈伤组织,少数由叶细胞脱分化后直接形成; 该再生体系用于根癌农杆菌菌株EHA105介导的基因转化,并以14.5%频率得到抗卡那霉素的抗性芽,初步鉴定是转化芽。上述结果表明高频率稳定的草莓品种M14 叶片再生芽及遗传转化系统已经形成,并可以用于转基因研究。     

复苏植物旋蒴苣苔C2结构域小蛋白BhC2DP1参与植物对ABA的反应

为揭示植物抗旱的调控机理, 对复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica)的一个编码C2结构域小蛋白的基因BhC2DP1进行研究。Real-time PCR和Pro_BhC2DP1:GUS报告基因检测显示, 该基因只在干旱早期和外源Ca²⁺处理0.5小时时受诱导表达; 分别施加Ca²⁺螯合剂EGTA和逆境激素ABA均抑制该基因表达, 但二者同时处理则显著诱导其表达, 表明ABA对该基因转录水平的调控是Ca²⁺依赖型的。过表达BhC2DP1的拟南芥(Arabidopsis thaliana)对ABA的敏感性增强, EGTA处理可消除其与野生型的差异, 表明Ca²⁺是BhC2DP1蛋白参与ABA反应所必需的。综上所述, ABA和Ca²⁺信号途径的精细调控可能是决定干旱诱导旋蒴苣苔中BhC2DP1基因表达时间、丰度和功能的重要机制。     

特殊生境植物资源的开发和利用

植物资源是大自然赋予人类的宝贵财富。植物通过光合作用形成了自然界中95％以上的生物量,直接或间接地为人类提供了粮食、医药、能源、建筑材料和工业原料等生产生活资料;通过参与土壤形成和生态系统演化过程而对维护生态平衡和净化环境起到至关重要的作用,因此对人类生存和发展具有重大意义。由于植物基本上是固定生长的,不能像动物和微生物那样在较大范围内移动,     

用气相色谱-质谱联用比较牛耳草代谢物的提取方法

通过比较不同的提取方法对牛耳草新鲜和脱水叶片中代谢物的提取效率,旨在建立一种可以有效鉴定并分析牛耳草脱水过程中关键小分子代谢物的种类和含量变化的方法,为研究植物耐脱水分子机制提供技术方法。本研究以气相色谱-质谱联用(GC-MS)为分析方法,对复苏植物牛耳草代谢物提取方法进行比较。从提取总色谱峰数目、提取效率、代谢物保留时间和提取效率稳定性等方面比较甲醇溶液(A法)和甲醇-氯仿-水溶液(B法)两种提取方法的提取效果。对牛耳草新鲜样品提取结果表明,B法提取的总色谱峰数目多于A法;对9种共有代谢物的提取效率比较结果表明,B法的提取效率高于A法;对10种色谱峰的保留时间和提取效率的方法学考察结果表明,两者保留时间RSD(相对标准偏差)值均小于1%,A法提取效率的RSD值≤10%的比例为50%,B法的为100%。A法对干样的提取色谱峰数目远少于鲜样,而B法对干样的提取色谱峰数目和鲜样没有显著差异,保留时间RSD值均小于1%,提取效率的RSD值与鲜样没有差异,稳定性良好。     

脱水和复水对复苏植物牛耳草离体叶片光合作用的影响

复苏植物是研究植物耐脱水机制的良好材料 ,因为它们能忍耐极度干旱 ,以一种类似休眠的方式度过严酷的干旱期 ,在水分适宜时重新恢复生活力[1- 3] 。正是因为在完全脱水后还可复苏 ,所以它们在脱水复水过程中所独具的生理生化特点必然具有某种适应意义。深入研究这些特点不但可     

当植物遭遇干旱

水是植物体内最多的物质，也是最重要的、无法替代的物质。水分占植物体鲜重的60％-90％，既可作为各种物质的溶剂充满在细胞中，也可以与其他分子结合，维持细胞壁、细胞膜等的正常结构和性质，使植物器官保持直立状态。植物细胞内的物质运输、生物膜装配、新陈代谢等过程都离不开水。如果没有水，植物将无法顺利地散发热量，保护自己不受炎夏的烈日灼伤；如果没有水，     

草莓叶片再生芽及遗传转化系统的建立

本文从五个草莓品种中筛选了再生频率高的品种Ｍ１４,并进一步提高其再生频率至１００％,单叶盘再生芽数至１０．０个;石蜡切片法观察其芽多起源于愈伤组织,少数由叶细胞脱分化后直接形成;该再生体系用于根癌农杆菌菌株ＥＨＡ１０５介导的基因转化,并以１４．５％频率得到抗卡那霉素的抗性芽,初步鉴定是转化芽。上述结果表明频率稳定的草莓品种Ｍ１４叶片再生芽及遗传转化系统已经形成,并可以用于转基因研究。     

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。     

复苏植物旋蒴苣苔棉子糖合酶基因的克隆和表达

复苏植物是研究植物耐脱水机制的特殊模式植物和宝贵的耐旱基因资源植物。以复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica) 为材料研究其在脱水和复水过程中棉子糖系列寡糖含量的变化, 并克隆了旋蒴苣苔棉子糖合酶基因BhRFS。荧光定量PCR检测表明, BhRFS受干旱、低温(4°C)、高盐(200 mmol·L^–1NaCl)和ABA(100 μmol·L^–1)诱导表达上调, 而高温(37°C)抑制其表达, H₂O₂(200 μmol·L^–1)处理对其没有影响。研究结果表明, BhRFS可能参与了多种非生物逆境胁迫抗性反应, 并受到ABA依赖的信号通路调控。