大叶落地生根KdSRG1基因的克隆、表达分析及自激活检测

为探究大叶落地生根(Kalanchoe daigremontiana)中衰老相关基因1(Senescence-related gene 1,SRG1)的功能,以野生型大叶落地生根为材料,克隆KdSRG1基因,对其进行生物信息学分析、亚细胞定位和基因表达分析。结果表明:KdSRG1基因开放阅读框为219 bp,编码72个氨基酸;KdSRG1蛋白是一个亲水性的不稳定酸性蛋白,定位于细胞核和细胞质,不含跨膜结构和信号肽,并且具有物种上的特异性;该基因在大叶落地生根的不定芽和叶中的相对表达量较高,说明其参与不定芽和叶的生长调控;通过分析其启动子顺式作用元件,推测KdSRG1基因参与植物分生组织表达和栅栏细胞分化过程,并且其表达可能受光信号、脱落酸(Abscisic acid,ABA)和茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)调控,同时可能在植物逆境胁迫调控方面发挥作用;自激活检测表明KdSRG1蛋白没有自激活活性,可用于后续的酵母双杂实验。本研究为进一步研究KdSRG1基因的作用机制及功能奠定了基础。

莓叶委陵菜叶插繁殖技术研究

莓叶委陵菜(Potentilla fragarioidis)作为我国北方地区极具开发潜力的乡土地被植物,存在着有性繁殖材料不易获得且繁殖系数较低的问题。而扦插繁殖作为一种无性繁殖手段,能为莓叶委陵菜的快速繁殖提供新的途径。本研究以莓叶委陵菜生长健壮、无病虫害的叶为试验材料,通过正交试验针对不同扦插基质、激素种类及其浓度对莓叶委陵菜叶插生根效果的影响进行探究。结果表明,莓叶委陵菜插穗在扦插45 d后能够形成根系,不同处理水平的扦插基质、激素种类及其浓度间的交互效应对插穗生根效果的影响具有显著差异(P<0.05)。扦插基质是影响莓叶委陵菜叶插生根率的主导因子,而激素种类是影响平均单株生根数、平均单株总根长、最长根长和根系效果指数的主要因素。以草炭+珍珠岩+蛭石(1:1:1)为基质,扦插前使用300 mg·L^(-1)的IBA对插穗进行处理生根效果最佳,该处理方式下扦插生根率达63.33%,平均单株生根数为6.90条,平均单株总根长为27.98 cm,最长根长13.83 cm,根系效果指数达20.50。本研究结果可为莓叶委陵菜无性系繁殖体系的快速建立提供理论依据。

棒叶落地生根对干旱与复水的生理响应

为探讨棒叶落地生根(Kalanchoe tubiflora)耐旱的机制,在干旱与复水条件下,对其叶片的一些生理生化指标进行了测定。结果表明,随干旱时间延长,棒叶落地生根叶片中O2-·生成速率增大,H2O2含量升高,导致脂质过氧化产物MDA含量增高;同时SOD活性升高,CAT活性降低;可溶性糖与脯氨酸含量增加,但复水后这些指标均恢复到干旱前的水平。这说明棒叶落地生根能够耐受干旱环境是通过积累渗透调节物质,提高活性氧的清除能力,从而减少氧化胁迫造成的伤害。

落地生根叶抑菌活性成分提取工艺研究

目的优化落地生根叶抑菌活性成分的超声波辅助提取工艺,为进一步开发利用其资源提供理论依据。方法以抑菌圈直径作为评价指标,通过对超声波提取时间、液固比、乙醇浓度、提取温度4个单因素分析和正交实验优化出最佳工艺条件。结果提取时间60 m in、液固比15:1、乙醇浓度为70%、提取温度50℃下对两种菌(番茄早疫、水稻立枯病菌)的抑菌能力最好。在此条件下两者的抑菌直径分别为:27.8mm和24.3mm。结论超声波辅助提取工艺简单,成本较低,抑菌效果较好。

NaCl处理对大叶落地生根叶片肉质化的影响

为研究NaCl处理是否引起大叶落地生根叶片肉质化，用浓度为0、50、100、200mmol·L^-1的NaCl溶液处理大叶落地生根幼苗，7d后测其叶片肉质化、水分参数、可溶性溶质含量及净光合速率．结果表明：100、200mmol·I。。NaCl处理姓著降低了大叶落地生根叶片肉质化程度，同时其叶片含水量、相对含水量、渗透势、可溶性有机物质含量和光合速率均显著降低，而Na^＋、Cl^-离子含量显著升高．NaCl处理使大叶落地生根叶片肉质化程度降低可能与其叶片光合作用及有机质下降有关．

棒叶落地生根叶片中抗坏血酸-谷胱甘肽循环对干旱与复水的响应

棒叶落地生根植株干旱20d与70d,并对干旱70d的植株进行复水处理,测定叶片中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)与脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,以及抗坏血酸(AsA)与谷胱甘肽(GSH)含量的变化。结果表明,随着干旱进行,APX与DHAR活性均显著增加,GR活性先增加后降低;AsA、脱氢抗坏血酸(DHA)含量与AsA/DHA比值均显著增加,GSH含量增加但不显著,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量显著增加,GSH/GSSG比值增加但不显著。复水后叶片中APX、DHAR活性显著低于干旱70d时,GR活性高于干旱70d时;AsA、DHA含量与AsA/DHA比值显著低于干旱70d时,GSH、GSSG含量与GSH/GSSG比值低于干旱70d时,但差异不显著。可见,在棒叶落地生根遭遇干旱时,AsA-GSH循环系统清除活性氧的能力提高。

大叶落地生根对铅锌矿山土壤修复富集特征

该文以大叶落地生根为研究对象,采用盆栽方法研究铅锌对其生长速度的影响以及重金属在不同部位积累的情况。研究结果表明:铅锌对大叶落地生根的株高及根系有毒害作用,使得株高下降、根系变短;当土壤中铅锌浓度增大时,叶片和根系内的铅锌含量显著提高且大叶落地生根体内铅锌元素主要累积在根部;锌重金属污染下的植物提取效率远大于对铅重金属污染的植物提取效率,大叶落地生根对铅锌重金属都有较好富集能力。根据大叶落地生根修复前后土壤进行红外光谱和XRD表征可知,发现修复前后供试土壤均含有Si、O等元素且Zn(OH)_(2)化合物在大叶落地生根修复后的衍射峰消失,上述结果为大叶落地生根在铅锌植物修复中的应用有重要的参考意义。

大叶落地生根及其盆栽技术

大叶落地生根原产非洲马达加斯加岛的热带地区,高50~100cm,在湖南省为温室花卉,控制高度为25~35cm,作观叶盆栽。由于益阳的酷暑和严冬,需要采取措施才能安全越夏和越冬。

植物激素在大叶落地生根胎生苗无性繁殖过程中的作用

植物的生长和发育是指未分化的分生组织成为成熟植物组织结构的过程。在这个过程中,生长素和细胞分裂素都扮演着非常重要的角色。由于国内外研究对胎生苗产生过程中,这两种激素的作用存在争议,没有形成一致的结论。而且关于植物激素对大叶落地生根胎生苗无性繁殖的作用还未进行过研究,所以本文对此进行了深入研究。通过施用生长素和细胞分裂素、以及相应的激素抑制剂,统计胎生苗发生的时间、数量和叶幅变化情况。生长素(2,4-D)诱导产生的胎生苗发育不完整,胎生苗很难继续发育成长。而细胞分裂素(6-BA)诱导产生的胎生苗发育完整,能成长为成年植株。生长素和细胞分裂素同时作用时,两者拮抗作用不明显,但以生长素的作用为主。生长素抑制剂(TIBA),不会阻碍胎生苗的产生,但会使叶片发育出现畸形(胎生苗叶片不是对称产生)。细胞分裂素抑制剂(PR)抑制在切割叶片中胎生苗的产生。以完整叶片为外植体,实验结果表明细胞分裂素对控制胎生苗产生时间起决定性作用,经过PR处理的外植体,胎生苗产生所需时间是最短的;以切割叶片为外植体,当抑制细胞分裂素以后(PR)处理,胎生苗就不能产生,强有力的说明了在胎生苗的产生过程中,细胞分裂素是引起胎生苗产生的关键因子。在胎生苗的发育过程中,首先起作用的激素也是细胞分裂素,6-BA处理的胎生苗叶片直径明显大于其他处理。

大叶落地生根STM基因植物表达载体构建及烟草转化

为了研究大叶落地生根中(Kalanchoe daigremontiana)的KdSTM基因对侧芽的形成具有一定的促进作用。采用RT-PCR技术以大叶落地生根叶片边缘的小植株的总cDNA为模板,克隆得到KdSTM基因。KdSTM开放阅读框750 bp,编码249个氨基酸残基。为进一步研究该基因是否具有促进植物芽再生的作用,构建了p35S::KdSTM植物过表达载体,利用农杆菌介导将植物表达载体侵染烟草,转化植株经分子鉴定.成功获得转基因烟草植株。通过对转基因烟草试管苗和野生型试管苗的表型观察,发现二者的表型存在有很大的差异。转基因型烟草的叶片浓绿,早期出现较小分枝侧芽,而野生型未出现侧芽。本研究的结果表明克隆的大叶落地生根中KdSTM基因具有生物学活性,对侧芽的形成具有一定促进的作用。

大叶落地生根类糖原合成激酶KdSK基因的克隆与表达分析

类糖原合成酶激酶(SKs)属于丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,在植物器官发育、激素信号传导过程中十分重要,并参与生物胁迫、非生物胁迫的应答过程。大叶落地生根中的胎生苗发育过程,同时具备胚胎发生和器官发生的特征,是研究无性生殖的理想模型。为了更好地理解大叶落地生根中胎生苗发育的分子机制,该研究利用RACE-PCR技术,从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdSK。该基因具有423个氨基酸残基,分子量为47.79 kD,等电点为8.37,其开放阅读框长为1 272 bp。其蛋白与黄瓜的同源性最高,属于植物类GSK3/shaggy蛋白激酶家族的第Ⅳ类,与苜蓿(MSK4)蛋白在进化关系上最近,且与拟南芥(AtSK4-1、AtKSK4-2)聚为一枝。保守域结构分析表明,KdSK蛋白具有明显的蛋白激酶的结构域,包括蛋白激酶的ATP结构域和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活化结构域。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导上调表达。该研究首次从大叶落地生根中克隆出KdSK基因,该研究结果为进一步研究该基因的功能打下了基础。

大叶落地生根谷氨酸脱羧酶基因(KdGAD)的克隆与表达

为研究大叶落地生根中胎生苗发育的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的谷氨酸脱羧酶基因(Kd GAD)。该基因开放阅读框长度为1 509 bp,编码502个氨基酸残基,分子量为5.657×104,等电点为5.43。其氨基酸序列与蓖麻的同源性最高,与人参的进化关系最近,含有保守的Ser(S)-x-x-Lys(K)基序和Trp(W)残基。实时荧光定量PCR分析结果表明,该基因在大叶落地生根的茎中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇处理)的诱导下调表达。

大叶落地生根细胞周期蛋白依赖激酶KdCDK基因克隆及表达分析

为了更好理解大叶落地生根中细胞周期调控的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdCDK。该基因编码295个氨基酸残基,分子量为34.12kDa,等电点为6.15,其开放阅读框长度为888bp。其蛋白与笋瓜CDK蛋白的同源性最高,属于CDKA类蛋白家族。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导上调表达。从大叶落地生根中克隆出KdCDK基因,为将来该基因的功能研究打下了基础。

大叶落地生根组氨醇脱氢酶基因克隆及表达分析

组氨醇脱氢酶将组氨醇氧化成组氨酸,是组氨酸合成途径中的最后一步,调控植物的生长和发育过程。为了更好地理解大叶落地生根中胎生苗调控的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的组氨醇脱氢酶基因KdHDH。该基因编码的蛋白质具有483个氨基酸残基,分子量为52 130,等电点为5.78,其开放阅读框长度为1 452 bp。KdHDH蛋白与葡萄、拟南芥、蓖麻等植物的蛋白相似性都很高,聚类分析结果表明该蛋白与甜菜和菠菜的遗传距离最近。实时荧光定量PCR分析结果表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导下调表达。

大叶落地生根酵母cDNA文库的构建及KdSAHH基因自激活检测

大叶落地生根(Kalanchoe daigremontiana)主要以叶缘凹陷处产生不定芽的方式实现高效再生,是研究无性繁殖的模式植物。为筛选大叶落地生根不定芽发育过程中重要调控蛋白的互作因子,本研究提取大叶落地生根不同组织来源的植物RNA,利用RNA反转录5′末端交换机制(Switching mechanism at 5′end of RNA transcript,SMART)建库技术和双链特异性核酸酶(Duplex-specific nuclease,DSN)均一化处理技术,构建大叶落地生根酵母cDNA杂交文库,同时构建诱饵载体pGBKT7-KdSAHH,并用营养缺陷法检测其自激活活性。对文库进行质量检测的结果显示:文库滴度为3.2×10^(6) CFU·mL^(-1),文库总容量为4.8×10^(7) CFU,插入片段长度在250~2000 bp范围内,重组率为91.7%。诱饵载体pGBKT7-KdSAHH构建成功且在酵母中无转录自激活活性。本研究为后续利用酵母杂交技术筛选大叶落地生根KdSAHH基因的互作蛋白提供基础。

棒叶落地生根对不同光照和水分条件的响应

为探究环境对棒叶落地生根的影响,以光照和水分两个环境因子构建4种不同的生境,分别为光照、浇水(LW),光照、干旱(LD),遮荫、浇水(SW),遮荫、干旱(SD),对棒叶落地生根的5年生植株和不定芽在上述不同的条件下处理2个月后,进行棒叶落地生根各项特征的观察测量。结果表明,光照和水分对棒叶落地生根有着不同程度的影响。在荫蔽、潮湿环境下,棒叶落地生根含水量显著高于光照、干旱下。浇水处理下棒叶落地生根株高更高,叶片更长更宽,叶间距更大。光照处理下棒叶落地生根叶片更厚;遮荫处理有利于棒叶落地生根叶片叶绿素的合成,叶绿素a和叶绿素b的含量明显提高。棒叶落地生根这些特征的变化是其适应环境、利于生长的适应机制。

锌胁迫下大叶落地生根富集规律及生理响应

通过水培大叶落地生根植物,研究其在锌胁迫下对锌吸收富集规律以及叶绿素、类胡萝卜素和丙二醛变化情况。实验结果表明:锌在大叶落地生根植物体内主要富集根部;茎叶锌含量与根部锌含量比值均小于1,在第60天时各浓度组均大于0.5,一定时间培养下植物体内对锌有一定转运能力;锌在低浓度时在一定时间内对植物生长起到促进作用,锌较高浓度时在前期抑制植物的正常生理活动,在后期植物受到胁迫减小,表明植物具有一定抗逆性。

NaCl胁迫对棒叶落地生根叶芽插效果的影响

以棒叶落地生根叶的不定芽为材料进行叶芽插,试验结果表明,当NaCl浓度为0.2%时,其叶芽插的生长受抑制情况不明显;NaCl浓度为0.4%时,则会在一定程度上抑制其叶芽插的生长,但植株尚可成活;而NaCl浓度在0.6%以上,胁迫会对其叶芽插各指标影响严重。