独脚金内酯是新发现的起源于类胡萝卜素生物合成途径的信号分子,调控着植物生长发育中的各种生理过程。为了解独脚金内酯及其信号途径对植物光合特性的影响,以拟南芥Arabidopsis thaliana独脚金内酯合成突变体max1和信号突变体max2为材料,测定叶片的光合色素质量分数及叶绿素荧光特性。结果发现:max1突变体与max2突变体在光合荧光特性存在明显的差异。max1叶绿素质量分数较野生型并没有显著降低,但叶绿素a/b发生了变化,max1突变体叶绿素初始荧光Fo和Y(NO)显著高于野生型,但F_v/F_

低温是主要的逆境胁迫之一，限制了作物的地理分布和产量。筛选理想的抗冻靶基因用于分子育种对于稳定农业生产具有重要意义。ＣＢＦ调节子在植物抗冻反应中扮演主要的角色，ＣＢＦ２是ＣＢＦ调节子的组成成分之一，在抗冻反应中扮演负调控的作用。采用ｑＲＴ－ＰＣＲ和常规农艺性状测定法对２种ＣＢＦ２基因突变体ＣＢＦ２－１和ＣＢＦ２－２进行了多项指标的鉴定，结果发现在这２种突变体中ＣＢＦ２基因的表达存在不同程度的缺陷，ＣＢＦ２－１中ＣＢＦ２基因受低温诱导表达，但表达量与对照相比，明显下降；而ＣＢＦ２－２中ＣＢＦ２基因诱导表达的效应完全丧失。抗冻性检测结果显示ＣＢＦ２基因的表达量越低，其突变体植株的抗冻性越强，同时冷．．．

【目的】分析拟南芥xtc1突变体茎部表皮蜡的组分和含量,并鉴定导致xtc1突变体表型的基因。【方法】通过气相色谱法分析拟南芥xtc1突变体与Ler野生型茎部表皮蜡的成分;利用图位克隆确定突变基因位点,通过在拟南芥xtc1突变体中过量表达FATB基因,验证突变位点与FATB基因的关系。【结果】拟南芥xtc1突变体茎部表皮蜡总量约为Ler野生型的1/3,且各组分含量均明显减少;将突变基因定位在第1染色体顶端物理距离为80kb的2个标记T27G7-3和F22O13-1之间,该区域含有21个基因。T-DNA插入突变体观察及测序分析表明,xtc1突变体在At1g08510(FATB)基因的第1个外显子上...

LFY(LEAFY)及其同源基因是控制高等植物从营养生长向生殖生长转变的重要基因,对这些基因进行深入研究具有缩短林木幼龄期和改良花卉花期的实际应用价值。为了深入研究LFY氨基酸序列变化对其功能的影响,本研究以lfy2和lfy5为材料分析了这2个突变体表型变异及突变位点的特点。表型观察表明:虽然lfy2和lfy5属于不同的生态型,但是表型变异类似;lfy突变体花期比野生型推迟14d,茎生叶和次生枝的数目增多,花器官缺失并且被同源异型化。序列分析发现:lfy2的LFY氨基酸序列中只发生了P236L位点变异,lfy5的LFY氨基酸序列中发生变异的位点为F42L、V209A和P236L,其中F42L和...

拟南芥黄化突变体k60是从甲基磺酸乙脂诱变的拟南芥突变体库中筛选得到的。该突变体表现为叶色发黄,生长迟缓,叶绿素含量降低。遗传分析发现其为单基因控制的隐性突变。利用遗传作图的方法将突变基因定位于拟南芥5号染色体上CH5-6.0到CH5-6.24两个分子标记之间的231 kb区间内。本项工作的研究结果为该突变基因的鉴定奠定了前期基础,并且为研究拟南芥黄化基因的功能提供了新的实验材料。

采用发芽和幼苗试验探索了筛选拟南芥抗某些抑制性物质的适宜浓度，其中2，4-D，6－BA，NaCl，AI3+，Cu2+，CrO4或2，4-DNP分别是10μmol．L-1，5μmol．L-1，2O0μmol．L-1，500μmol．L-1，20μmol．L-1，500μmol．L-1和18μmol．L-1。在该浓度下对经化学诱变处理获得的M2种子进行了发芽法筛选，得到了在高浓度抑制物存在时表现不同的可能突变株。

ＣＤＰＫｓ是植物细胞内一类重要的钙感受器，拟南芥ＣＰＫ１０属于ＣＤＰＫ家族成员。为研究ＣＰＫ１０及与其同源性较高的ＣＰＫ３０是否共同参与逆境响应。首先构建了ＣＰＫ１０×ＣＰＫ３０双突变体，然后进行多种逆境下的生理表现检测，并利用ＲＴ－ＰＣＲ方法分析２个基因的表达情况。结果显示，模拟干旱、盐、ＡＢＡ处理拟南芥幼苗后，双突变体与野生型无差异；成苗期双突变体与单突变体对干旱敏感程度类似。转录水平检测到，在干旱胁迫时双突变体中ＲＤ２９Ａ的表达与野生型及单突变体趋势相反，呈下降趋势；响应ＡＢＡ的ＯｓＴ１在双突变体中受干旱诱导后０．５ ｈ明显表达上调。成功获得了ＣＰＫ１０×ＣＰＫ３０双突变体，由生理表型和．．．

为了了解Mo的分子功能,对26 000粒拟南芥EMS诱变突变体种子进行了筛选,鉴定出一个对正常Mo敏感的突变体4-10。在正常170 nmol/L Mo条件下,4-10突变体的根部伸长发育受到抑制,而340μmol/L Mo处理能部分恢复突变体根长。在170 nmol/L Mo条件下4-10和Col-0幼苗的根长分别为(1.56±0.13)cm和(11.89±0.71)cm;而在340μmol/L Mo条件下,4-10和Col-0的根长分别为(3.3±0.17)cm和(6.8±0.73)cm。此外,340μmol/L Mo处理能够恢复4-10异常的根形态。Mo含量测定结果表明,4-10突变体植株根部Mo含量显著低于野生型植株;除了对正常Mo敏感外,4-10突变体叶色对NH_4~+也敏感,其花青素含量显著高于Col-0。为了鉴定4-10突变体候选基因,利用图位克隆技术将候选基因定位到1号染色体一个23 kb区域(26.809~26.832 Mb),进一步基因组重测序结果表明,在该区域存在1个非同义突变SNP,包含该SNP的基因At1g71100编码核糖-5-磷酸异构酶(RPI),初步证明,RPI基因为4-10突变体的候选基因。利用At RPI基因纯合突变植株和4-10突变体进行的等位性检测结果表明,4-10突变体和等位基因突变体rsw10-1杂交的F1仍然对NH_4~+敏感,从而确定RPI基因为4-10突变体基因。通过表型分析注意到除了过量Mo能恢复4-10突变体根长之外,外源尿苷处理同样可以恢复4-10突变体的根长。结果表明,过量的Mo通过尿苷转运作用促进了补救合成途径进程。

木材形成是木本植物特有的生物学过程,拟南芥在适当的诱导条件下也能形成类似"木材"的维管组织,因而可以借助拟南芥丰富的基因资源研究木材形成的分子机制。利用前期建立的毛白杨次生维管系统再生实验体系,通过拟南芥表达谱芯片分析再生过程中的基因表达变化,获得149个差异表达基因。选择其中转录因子等调控基因及功能未知基因共89个基因的总计151个拟南芥突变体,经次生诱导培养发现,20个突变体的发芽率或成活率降低,10个突变体表型变化明显,出现维管系统次生生长发育受到抑制、生长速度减慢等,推测这些基因参与调控拟南芥的次生生长。将木本植物与草本植物的研究体系相结合,利用拟南芥次生生长诱导体系研究木材发育相关基...

【目的】以叶绿素缺乏突变体水稻为材料,研究其光系统蛋白和叶绿素的合成特性,以揭示叶绿素的生物合成及其调控的机理。【方法】通过蛋白质电泳、Western杂交、Northern杂交以及叶绿素前体物质的测定等来鉴定叶绿素缺乏突变体W1的黄化原因。【结果】与野生型相比,叶绿素缺乏突变体W1的叶绿素含量明显减少,与之对应的是其类囊体膜蛋白的减少,特别是光系统II捕光色素蛋白(LHCII)三聚体含量的急剧减少。Western杂交进一步表明,W1的LHCII含量仅为野生型的1/3。编码LHCII脱辅基蛋白的cab基因在突变体W1和野生型中转录水平相仿。突变体W1叶绿素合成的前体物质从合成的起始δ-氨基乙酰丙...

在短日照生长条件下,拟南芥维管发育有一定量的次生生长,可模拟林木木材的形成过程。前期研究中,筛选到 1 个突变体,在短日照生长条件下,相对于野生型,该突变体植株矮化且茎中下部有脊状结构附着,并伴随有发育迟缓、营养生长时期延长和莲座叶叶片边缘呈锯齿状等性状,将其命名为尾翼茎突变体( tfos) 。切片显微观察表明,尾翼组织具有明显维管结构,推测为茎内部细胞不正常分化导致该表型; 遗传分析显示,突变性状受隐性单基因控制。进一步利用分子标记技术对该基因进行定位分析,结果将其定位到 1 号染色体上,与 SSLP 标记F11A17-48074 紧密连锁。

以拟南芥野生型和psc1突变体为材料,研究蔗糖(30、60、90、120、150 mmol/L)诱导花青素的积累。结果表明:蔗糖浓度高于60 mmol/L时,拟南芥psc1突变体中花青素的积累比野生型明显降低,花青素生物合成关键基因DFR的表达量减少。在无蔗糖和有蔗糖(90 mmol/L)条件下,添加表油菜素内酯进一步分析拟南芥psc1突变体中花青素的积累,结果显示,表油菜素内酯能显著增加拟南芥psc1突变体中花青素含量以及DFR基因的表达。

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO_2响应曲线显示,突变体的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(n-max))、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和饱和CO_2浓度(I_(-sat))显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光化学量子效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qP)显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO_2固定能力;突变体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,丙二醛(MDA)含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著高于野生型,推测C_4途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C_4途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。

对拟南芥SDG26基因功能缺失突变体sdg26植株和对照野生型Col植株在干旱条件下的SOD活性和MDA、可溶性糖、脯氨酸含量进行测定。结果显示:随着干旱时间(5、8、11、14、17、20 d)持续,sdg26植株中的SOD活性和MDA、可溶性糖、脯氨酸含量都表现出明显提高的趋势,上升水平显著高于对照野生型Col植株;在持续干旱20 d条件下,Col植株的叶片逐渐失水干枯及至死亡,但sdg26植株能正常生长,表现出良好的生长势,推测SDG26基因功能的丧失可以增强拟南芥的抗旱能力,说明植物的抗旱能力与组蛋白的甲基化修饰密切相关。

[目的]本文旨在了解光氮互作对拟南芥碳、氮代谢的影响。[方法]以野生型拟南芥col-0和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS1;1)的T-DNA插入突变体CS3721512为材料,采用水培方法,设置2种光照强度(正常和50%遮阳网遮阳处理)和2种NH_4~+水平(2和20 mmol·L-1NH4Cl),测定拟南芥鲜质量,分析叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、总N量和谷氨酰胺合成酶(GS)与谷氨酸脱氢酶(GDH)活性等生理指标。[结果]正常光照下,增加NH_4~+浓度,植株的鲜质量减少,而叶绿素a与叶绿素b含量增加,可溶性蛋白和可溶性糖含量增加,游离铵含量与总N量增加,GS和GDH活性升高;与col-0相比,CS3721512对高NH_4~+更为敏感,铵同化能力受到抑制,植株的长势更弱。弱光胁迫下,拟南芥的鲜质量下降,叶绿素a含量和叶绿素总量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量减少,游离铵含量与总N量降低,GS和GDH活性降低。弱光胁迫下增加NH_4~+浓度,可以增加拟南芥鲜质量、叶绿素a含量、游离铵含量和植株总N量,提高叶片中GS和GDH活性。[结论]光、氮及其互作对拟南芥的碳、氮代谢有影响,弱光胁迫条件下增加NH_4~+浓度可以增加叶片叶绿素含量,在一定程度上缓解弱光对植株的生长胁迫。与col-0相比,弱光下增加NH_4~+浓度,对CS3721512的生长更为有利。