大豆GmRAV基因与暗形态建成相关

实时定量PCR(RT-PCR)研究表明大豆GmRAV基因表达受黑暗强烈诱导,转基因烟草研究发现该基因在黑暗下促进植株的黄化,抑制子叶的展开和促进下胚轴的伸长,说明该基因可能参与大豆暗形态建成过程。

纳米氧化镧对植物暗形态建成的影响

稀土纳米颗粒(NPs)因能够改善植物生理代谢、促进种子萌发和生长发育及增加产量等有望被应用于农业,但其对植物影响的机制仍不清楚。需在土壤中萌发的植物要经历一段在黑暗中发育的暗形态建成过程,该阶段对于植物后续生长至关重要,但稀土NPs对植物此过程的影响鲜见报道。本文以模式植物拟南芥和纳米氧化镧颗粒(La_(2)O_(3)NPs)分别为植物和稀土NPs的代表,探究不同剂量稀土NPs对植物暗形态建成的影响及机制。结果发现,5, 10, 20和40 mg·L^(-1) La_(2)O_(3)NPs增大拟南芥下胚轴长度、顶端弯钩弯曲角度和原叶绿素酸酯含量,即La_(2)O_(3)NPs促进拟南芥暗形态建成,且在20 mg·L^(-1)时促进作用最大。高效液相色谱和气相色谱结果显示,La_(2)O_(3)NPs处理增加拟南芥赤霉素(GA)、生长素(IAA)和细胞分裂素(ZT)含量及GA/脱落酸(ABA), IAA/ABA, ZT/ABA, GA/乙烯(ETH), IAA/ETH, ZT/ETH,降低ABA和ETH含量,同样20 mg·L^(-1) La_(2)O_(3)NPs处理对拟南芥内源激素影响程度最大。相关性分析表明,La_(2)O_(3)NPs通过增加GA, IAA和ZT含量及GA/ABA, IAA/ABA, ZT/ABA, GA/ETH, IAA/ETH, ZT/ETH,抑制ABA和ETH含量,进而促进拟南芥暗形态建成。为进一步探究La_(2)O_(3)NPs促进暗形态建成的原因,采用实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹方法测定组成型光形态建成蛋白1 (COP1)和光敏色素互作因子3 (PIF3)的基因相对表达量和蛋白水平,发现La_(2)O_(3)NPs处理增加拟南芥COP1和PIF3基因相对表达量和蛋白水平,推测COP1和PIF3可能参与了La_(2)O_(3)NPs通过内源激素对暗形态建成的调控。本研究可为阐明NPs作用于植物的机制和发展纳米农业提供理论依据。

大豆GmGBP1基因参与暗形态建成反应

于2012-2013年对Gm GBP1过表达烟草植株的研究结果表明该基因在黑暗下促进植株的黄化,抑制子叶的展开、促进下胚轴的伸长。并且,Gm GBP1启动子启动GUS在转基因拟南芥中表达,GUS染色结果表明大豆Gm GBP1启动子表达受黑暗强烈诱导,综上所述,该基因可能参与大豆暗形态建成过程。

低剂量镧对植物暗形态建成的影响

稀土元素(Rare earth elements,REEs)因其低剂量能够促进植物种子萌发、营养生长、生殖生长和产量形成而被应用于农业。暗形态建成作为种子萌发后所经历的第一个发育阶段,是保证植物出土后正常生长的必要条件。然而,REEs对暗形态建成的影响鲜见报道。本文分别以农业常用镧(La(Ⅲ))和模式植物拟南芥为REEs和植物代表,通过测定La(Ⅲ)处理后野生型拟南芥(Col-0)暗形态指标,得出低剂量(15,30,45和55μmol·L-1)La(Ⅲ)影响Col-0暗形态建成,表现为下胚轴长度缩短、顶端弯钩弯曲角度增大和原叶绿素酸酯含量降低,且La(Ⅲ)浓度越高,下胚轴长度越短,顶端弯钩弯曲角度增幅先增后降,原叶绿素酸酯含量降幅增加至平稳。实时荧光定量PCR和蛋白印记结果显示,15,30,45和55μmol·L^(-1)La(Ⅲ)处理增加暗下生长Col-0光敏色素相互作用因子3(PIF3)转录水平和蛋白水平。La(Ⅲ)作用于PIF3突变体后,其下胚轴长度、原叶绿素酸酯含量均高于同浓度La(Ⅲ)处理的Col-0相应含量,顶端弯钩弯曲角度低于同浓度La(Ⅲ)处理的Col-0的弯曲角度。通过对比Col-0和PIF3突变体的暗形态指标,得出La(Ⅲ)通过增强拟南芥PIF3转录水平和PIF3蛋白水平而影响其暗形态建成。

拟南芥突变体kea的表型分析及对生长素的响应特征

对拟南芥kea突变体表型分析的结果表明,在黑暗条件下,单个KEA缺失后下胚轴和主根伸长与野生型相比没有明显差异,而多个KEA缺失导致幼苗出现去黄化现象,表现为下胚轴伸长受到抑制,子叶完全打开,真叶开始出现,主根发育良好。qRT-PCT结果表明,呈现去黄化现象的kea多突变体内生长素合成基因IAA1、IAA3、IAA17的表达下调,而生长素转运基因AUX1、PIN1、PIN3、PIN7的表达没有明显变化。外源施加生长素类似物NAA能够恢复kea多突变体去黄化现象。上述结果暗示KEA在调控拟南芥光调控发育的某些方面发挥重要作用。

植物的“眼睛”

相信读者对向日葵不会陌生,它最重要的特征就是花跟着太阳转,这也是其名字的由来。大家有没有思考过或者想知道其中的奥秘呢?科学家发现,这是由植物的向光性决定的。在向日葵的花茎中,含有一种植物激素——生长素,它就像跟太阳捉迷藏似的,喜欢在背光的一侧积累,刺激背光面的细胞迅速分裂生长,于是背光面就比向光面长得快,花盘自然而然地就朝着有太阳的方向弯曲。