生长素代谢、运输及信号转导调控水稻粒型研究进展

水稻(Oryza sativa)是世界主要粮食作物。随着我国经济飞速发展,耕地面积逐年减少,提高水稻总产量唯有依靠单产的增加。粒重是决定水稻产量的重要因素之一,其遗传稳定,受外界环境因素影响较小。粒重由粒型和灌浆程度决定,而粒型性状包括粒长、粒宽、粒厚和长宽比。水稻种子颖壳和胚乳发育决定了粒型和粒重,颖壳细胞的增殖和扩张限制籽粒发育,胚乳占据成熟种子的大部分体积。而生长素调控受精后颖壳和胚乳的发育,是调控种子发育和影响水稻产量的重要植物激素。生长素的时空分布受生长素代谢、运输和信号转导的动态调节,以维持生长素在种子发育中的最适水平。该文综述了生长素代谢、运输和信号转导调控水稻粒型的研究进展,以期为深入探究生长素调控水稻粒型发育机制和提高水稻产量提供线索。

根域限制对葡萄根中IAA含量及其代谢相关基因表达的影响

以1年生“玫瑰香”葡萄为试验材料,进行根域限制栽培处理,以传统地栽为对照,研究根域限制对葡萄根系构型、细胞结构、IAA含量及其代谢和根系生长发育相关基因表达丰度的影响,以探讨根域限制栽培影响葡萄根系构型变化的内在机制。结果表明:(1)根域限制处理后,葡萄根系构型发生显著变化,主要表现在根尖处出现大量集群根、不定根持续发生、根系出现螺旋卷曲;根系细胞排列更加疏松,幼根根尖的根冠区更厚,细胞更大、更长;毛细根的内皮层细胞加厚,中柱鞘和皮层细胞更大。(2)根域限制处理显著降低了葡萄根中IAA的含量;在葡萄定植后40、100和205 d时,根系IAA合成关键基因VvYUC6和VvYUC8的表达量变化趋势与IAA含量变化趋势一致,同时根域限制处理诱导IAA合成相关基因VvTAR2、VvYUC2和VvYUC4的表达水平在大部分采样时期显著上调;在定植后70、85、130和205 d时,根域限制导致VvAUX1、VvLAX1等8个IAA运输相关基因的表达水平显著上调,这与根域限制下根系大量发生的时期相吻合。(3)根域限制条件下,葡萄细胞周期调控相关基因VvcycA1、VvcycB1、VvcycD3和Vvcdc2在8月中旬到11月初呈上调表达趋势。研究表明,根域限制下葡萄根系构型、细胞结构以及内源IAA均发生显著变化;根域限制可能通过改变根系中生长素合成和极性运输相关基因的表达丰度,从而影响根系中生长素的合成和运输,进而改变葡萄的根系构型以适应根域限制的栽培环境。

滋阴泻火中药合剂对青春期大鼠垂体生长激素和长骨干骺端胰岛素样生长因子1基因表达的调节

目的:观察滋阴泻火中药合剂对青春期大鼠垂体生长激素、长骨干骺端胰岛素样生长因子1基因表达的影响,探讨中药对垂体、长骨干骺端促生长机能的调节作用。方法:实验于2002-09/2003-03在上海瑞金医院完成。将青春期SD雌性大白鼠共22只分为对照组和实验组,每组11只。对照组:喂饲生理盐水1个月,5mL/次,1次/d;实验组:喂饲滋阴泻火中药合剂(由生地12g,炙龟板12g,黄柏9g,知母9g等组成;均由上海复旦大学附属儿科医院中药制剂室煎制成浓缩合剂,每毫升约含生药3g。)1个月,5mL/次,1次/d。疗程结束后,动物处死,取出垂体及左后肢骨干骺端,提取总mRNA。采用实时荧光RT-PCR定量检测技术,检测垂体生长激素mRNA,长骨干骺端胰岛素样生长因子1mRNA表达水平。实时荧光RT-PCR定量检测方法:①垂体、长骨干骺端总RNA提取采用一步法。并逆转录合成cDNA,PCR扩增产物经15g/L琼脂糖电泳后,纯化,制备标准曲线,并扩增。②垂体生长激素扩增条件:先94℃2min,然后94℃变性10s,58℃退火30s,72℃延长20s,3个步骤作为1个循环,共扩增40个循环。长骨干骺端胰岛素样生长因子1扩增条件:先94℃3min,然后94℃变性10s,60℃退火20s,72℃延长20s,3个步骤作为1个循环,共扩增40个循环。经过t检验处理,比较两组间垂体生长激素及长骨干骺端胰岛素样生长因子1基因表达水平的变化,观察滋阴泻火中药合剂对上述指标基因表达的影响。结果:实验动物22只,生理盐水和中药灌胃时误灌入气管窒息而死,各1只,进入结果分析20只。①实验组生长激素cDNA的复制数明显低于对照组犤(7.08±1.20)×107,(19.38±6.69)×107;t=5.728,P<0.05犦,且扩增片段为1条长度为533bp的条带,未见其他非特异性条带。②实验组干骺端胰岛素样生长因子1cDNA复制数明显低于对照组犤(2.28±0.65×102),(21.41±5.85×102);t=10.268,P<0.05犦;电泳图显示干骺端胰岛素样生长因子1cDNA扩增片段为一条长度为202bp的条带,未见其他非特异性条带。结论:滋阴泻火中药合剂可在转录水平调节腺垂体生长激素及长骨干骺端软骨细胞胰岛素样生长因子1的基因表达,从而调整生长激素-胰岛素样生长因子1轴的功能活动。

类黄酮物质对生长素作用的研究进展

类黄酮物质是苯丙素途径次级代谢产物,可直接影响生长素载体分布、活性以及含量来调节生长素极性运输,或间接影响蛋白激酶/磷酸酶拮抗作用、相关蛋白活动、细胞膜流动性、ROS含量、细胞环境等调控生长素运输与分布,类黄酮物质亚组黄酮醇为生长素内源调节剂主要活性物质。此外,黄酮醇糖基化形式可调控生长素代谢,生长素能影响转录因子、ROS含量、细胞分裂素等反馈调节类黄酮物质合成。因此,类黄酮物质不仅能够调控生长素运输、代谢,还能整合生长素与其它激素、ROS、转录调控等信号途径。本综述总结类黄酮物质对生长素的作用,扩充类黄酮物质在植物体内的生物作用,为类黄酮物质参与植物生长发育与响应环境胁迫等过程的研究提供参考。

儿童甲状腺功能低下患者血清Ghrelin水平变化及其影响因素的研究

目的观察甲状腺功能低下患者不同病程血清Ghrelin的变化，探讨影响其变化的因素。方法对未经治疗的甲状腺功能减低患儿（甲低组23例）及非肥胖非甲状腺疾病的健康体检儿童（正常组30例）分别采血测定FT3、FT4、TSH及甲状腺抗体，并采用ELSIA方法测定血清Ghrelin水平。甲低组给予左甲状腺素钠治疗，治疗1个月和甲状腺功能正常后分别抽血测定FT3、FT4、TSH、Ghrelin水平，比较患儿治疗前后血FT3、FT4、TSH、Ghrelin水平的变化。结果甲低组患儿血清Ghrelin水平明显高于正常对照组（P〈0．01）。与治疗前比较，甲低组患儿血清Ghrelin水平较治疗前降低；治疗缓解后，甲低组血清Ghrelin水平与正常对照组比较差异无统计学意义（P〉0．05）。甲低患儿血清Ghrelin水平与FT4呈负相关（r=-0．23，P〈0．05），与性别、年龄、BMI、FT3及TSH无相关（P〉0．05）。结论Ghrelin水平可作为反映甲状腺功能低下的敏感指标，对患儿的甲状腺功能变化和病情转归具有指导意义。