拟南芥MtN3/saliva基因家族分析

MtN3/saliva基因家族是含有2个MtN3/saliva跨膜结构域的膜整合蛋白,其成员广泛存在于真核生物中.目前对该家族功能研究较少,对其跨膜结构域的分子功能还不清楚.在拟南芥中该家族有18个成员,除了最近克隆的RPG1以外其他MtN3/saliva基因的功能均不清楚.对拟南芥MtN3/saliva基因家族进行了较为全面的分析,包括基因结构、染色体分布、蛋白结构域、系统进化关系、基因表达谱等.对其中预测在花药中高表达的4个基因进行了实时定量PCR分析,证实有3个基因在花中高效表达.这些结果促进了对MtN3/saliva基因家族的深入了解.

高氮抑制豆科植物结瘤固氮机制研究进展

豆科植物通过与根瘤菌共生,形成根瘤并进行生物固氮。豆科植物的结瘤固氮作用在农业上具有减肥增效、改良土壤等重大意义。然而,高氮会抑制豆科植物结瘤固氮,形成“氮阻遏”效应。着重论述了高氮抑制豆科植物结瘤的分子机制,包括氮素通过结瘤自调控AON(Autoregulation of nodulation)信号、NLP(NIN-like protein)转录因子、植物激素信号等途径抑制根瘤数目和发育的最新进展;并探讨了高氮抑制根瘤固氮活性的假说及争议,包括亚硝酸盐毒性和碳饥饿等,以期为提高豆科植物应对“氮阻遏”效应提供理论基础。

基于CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆gmnark超结瘤突变体

为研究豆科作物结瘤自我调节机制(autoregulation of nodulation, AON)的作用机理,运用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆品种华春6号超结瘤gmnark突变体,设计3条靶向目的基因GmNARK的特异sgRNA,构建CRISPR-Cas9敲除载体。通过毛根转化试验选取sgRNA-B和sgRNA-C两条编辑效率较高的sgRNA用于大豆稳定转化,在T1代筛选出8种不同突变类型的突变体,在T2代通过营养液水培试验证明其中5种突变体有超结瘤的表型。选取gmnark-A突变体作进一步表型分析,发现其具有超结瘤、植株矮小和叶片深绿的表型。本研究所创制的gmnark突变体是研究AON途径作用机制与根瘤发育的重要遗传材料,同时此新种质资源具有作为"绿肥"与其它作物进行间作或轮作的巨大潜力。

黄棪茶树体细胞胚的诱导与分化

茶树遗传转化主要以组织培养为前提,但其外植体材料易褐化、胚性愈伤组织难以诱导、组织培养高频再生重复性差,从而限制了茶树功能基因发掘和遗传改良研究。本研究以黄棪未成熟种子的子叶为外植体,通过比较不同光照条件和不同基本培养基,探究初级、次级体细胞胚诱导及植株再生的适宜培养基和培养条件,首次对体细胞胚的分化方式进行了描述。结果表明,培养基IM:1/2 MS+1 mg/L BAP+50 mg/L KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O+100 mg/L精氨酸+0.5 mg/L叶酸适于初级体细胞胚的诱导,诱导率达73.5%;培养基SEMⅡ:B5+2 mg/L ZT+100 mg/L KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O+100 mg/L肌醇+0.5 mg/L叶酸适用于次级体细胞胚诱导,诱导率为44.4%;体细胞分化培养基RMⅡ:1/2 MS+1 mg/L BAP+9 mg/L GA_(3)+50 mg/L KAl(SO_(4))_(2)·12H_(2)O+0.5 mg/L叶酸能诱导单个体细胞胚同时分化出多个芽。

基于不同栽培阶段金线莲的代谢组学分析

金线莲是传统的中药及保健品,其人工栽培分为组织培养和土壤栽培2个阶段,但后者对于金线莲保健功能成分的积累是否必要尚缺乏定论。该研究以组培至壮苗及组培壮苗后再经3个月土壤栽培的金线莲为试验材料,利用GC-TOF-MS和UPLC-Q-TOF-MS对其代谢成分进行非靶向分析,找出了2个栽培阶段的差异代谢成分。结果表明,初级代谢产物中的醇类及有机酸等,在组培苗中含量较高。而寡糖、核苷类、酯类及次级代谢产物中黄酮类、萜类化合物含量在栽培苗中有明显提高。黄酮类和多糖被认为是金线莲的主要活性成分,因此土壤栽培对其有益成分的积累十分必要,经土壤栽培金线莲药用价值更高。

拟南芥胞质磷酸甘油酸激酶(PGKc)对细胞pH稳态平衡的影响

糖酵解是细胞的主要能量来源,对维持细胞的pH稳态平衡至关重要。然而,尚未清楚糖酵解酶对pH稳态平衡的影响。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaiana)胞质磷酸甘油酸激酶(cytosolic phosphoglycerate kinase, PGKc)为研究对象,对PGKc响应外界pH胁迫的机制进行了研究。结果表明:pgkc突变体的根表现出对pH敏感的表型,其表型可被回补。pgkc分泌H+的能力减弱,液泡碱性化,影响了根系细胞的pH稳态平衡。pgkc根中,参与pH生物化学调控机制的主要有机酸含量未受显著影响,保持在稳定的水平。而ATP酶(ATPase)活性,特别是液泡ATP酶(V-ATPase)活性显著降低。说明PGKc主要通过生物物理调控机制来维持细胞pH稳态平衡。综上,本研究揭示了PGKc通过生物物理机制调控细胞pH稳态平衡,为研究植物糖酵解酶调节pH稳态平衡的作用提供基础和新的思路。