低温对烟草叶片中蔗糖向顶端分生组织转运的影响

【目的】探讨低温胁迫下蔗糖对烟草成花诱导的影响,研究低温条件下烟株中的蔗糖在不同组织中的积累、转运及转运流向。【方法】4℃处理栽培烟草K32624h后,检测不同部位组织的蔗糖含量、糖代谢关键酶及其基因表达水平;蔗糖转运蛋白(SUT1)基因表达水平;H2O2含量和抗坏血酸库氧化还原趋势。【结果】与正常培养的对照材料相比,低温处理后蔗糖含量在叶、叶柄、茎和顶端分生组织中呈梯度增大;叶中的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性升高,转化酶(Ivr)活性没有显著变化;淀粉酶活性被明显抑制,淀粉含量增加;叶片中SPSC基因、侧脉中SUT1基因表达水平上调,同时叶中H2O2含量升高,侧脉、叶柄、茎和顶端分生组织中抗坏血酸库趋于氧化态。【结论】低温诱导细胞内环境趋于氧化态势,提高了SUT1的装卸载能力,促进了蔗糖从叶片向顶端分生组织的转运。

梨实生树童区和成年区顶端分生组织的细胞学研究(简报)

梨实生树童区技梢顶端分生组织中中央区、周缘区和肋状分生组织的细胞核中DNA含量分别低于、无差异于和高于成年区枝梢顶端分生组织中各相应区域，童区顶端分生组织中这三个区域的细胞中RNA含量都比成年区低。童区与成年区顶端分生组织的细胞核面积无差异，细胞面积的差异只出现在中央区。

水稻幼穗形态发生与顶端分生组织的研究

应用“铸模”扫描电镜法和组织切片技术对水稻幼穗的形态发生过程和顶端分生组织（ Ａｐｉｃａｌｍ ｅｒｉｓｔｅｍ ）进行了系统而细致的研究。研究表明：从营养生长转入到生殖生长早期，水稻生长锥发生了显著的变化，根据苗端分生组织（ Ｓｈｏｏｔ ａｐｉｃａｌｍ ｅｒｉｓｔｅｍ ， Ｓ Ａ Ｍ ）中原基分化的属性，将水稻幼穗早期起源和发育过程分为花序顶端分生组织期（ Ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａｐｉｃａｌ ｍ ｅｒｉｓｔｅｍ ｐｈａｓｅ， Ｉ Ａ Ｍ Ｐ）、小穗顶端分生组织期（ Ｓｐｉｋｅｌｅｔ ａｐｉｃａｌ ｍ ｅｒｉｓｔｅｍ ｐｈａｓｅ， Ｓ Ｐ Ａ Ｍ Ｐ）、花顶端分生组织期（ Ｆｌｏｒａｌ ｍ ｅｒｉｓｔｅｍ ｐｈａｓｅ， Ｆ Ｍ Ｐ）。在这 ３ 个大的发育时期，又根据每一发育时期中的原基分生组织生长发育的程度及先后顺序分别又可分为：花序 ０ 期、花序Ⅰ期、花序Ⅱ期；小穗期Ⅰ期、小穗Ⅱ期、小穗Ⅲ期；内稃原基分化期、浆片原基分化期、雄蕊原基分化期、心皮原基分化期。同时，在研究过程中还发现了一些与前人所不同的形态发生特征，并初步探讨了水稻幼穗早期的起源及分化发育的机理。

茎顶端分生组织在植物发育过程中的保持、转变和逆转(英文)

顶端分生组织(shoot apical meristems,SAM)为产生新的器官和组织而不断提供新的细胞,它的活性依赖于平衡分生组织细胞的增殖和器官发生之间关系的调控基因。来自不具备光合能力的顶端分生组织的细胞可形成具有光合能力的营养器官。在从营养生长到生殖发育的转变过程中,茎顶端分生组织,转变为花序分生组织,最终形成花分生组织。在进入开花决定状态以前,SAM的状态很大程度上受到环境信号和转录调控因子的影响。以模式植物拟南芥为主,对在顶端分生组织的保持和转变中复杂同时又有差异的基因调控网络进行讨论。在花和花序分生组织逆转过程中,SAM中的细胞也受到相关基因的调控,且表达方式存在明显的时空差异。因此,具有决定性的和未决定性双重特性的分生组织之间的转变和相互协调,对于器官发生和形态建成起到至关重要的作用。

大豆茎顶端分生组织石蜡切片的制备

为探讨大豆茎顶端分生组织石蜡切片的制作方法,观察大豆茎顶端发育过程的微观结构变化。将大豆顶芽经固定、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、染色等一系列过程,获得其纵切片。结果表明:生长锥顶端、叶原基、花原基等分裂活跃的部位染色较深,髓分生组织部位染色较浅;在营养生长阶段,叶原基依次从茎顶端分生组织底部发育,逐渐变大;在生殖生长阶段,顶端变成伸长的圆顶形,然后开始分化各轮花器官。研究结果可为深入观察大豆茎顶端分生组织解剖结构及分生组织发育的分子生物学研究提供基础。

甘蔗茎尖初生增粗分生组织与顶端分生组织细胞分裂研究

用压片法 ,分别对 6个茎径不同的甘蔗品种 (粤糖 86/ 3 68、粤糖 91 / 976、桂糖 1 1号、新台糖 1 6号、美国 CP80 -1 82 7、日本农林 8号 )茎尖初生增粗分生组织和顶端分生组织的细胞分裂指数进行观察比较。结果表明 ,各品种初生增粗分生组织的细胞分裂指数都大于顶端分生组织的 ;虽然两种分生组织的细胞分裂指数不同 ,但二者在白天 6个时间段 (8∶ 0 0、 1 0∶ 0 0、 1 2∶ 0 0、 1 4∶ 0 0、 1 6∶ 0 0、 1 8∶ 0 0 )和不同的生长时期(6月 9日、 6月 1 7日、 6月 3 0日、 7月 1 1日、 7月 2 1日 )的变化趋势相似 ,说明两种分生组织的细胞分裂具有明显的同步性。

拟南芥茎顶端分生组织相关突变体的表型与结构分析

以拟南芥野生型(C24)和T-DNA插入诱发的突变体(155系)为材料,通过表型分析、组织切片、GUS基因表达的组织化学定位等研究方法对155系的形态结构和生长发育进行了较为细致的观察分析,结果发现:(1)T-DNA插入诱发的155系突变体植株矮化,叶片等器官体积减小,营养生长阶段延长,发育较C24缓慢;(2)同一时期155系的茎顶端分生组织面积较C24减小,顶端平坦,细胞层数减少,两侧叶原基基部之间的距离缩短,呈现出发育迟缓、从茎顶端分生组织向花分生组织转变延迟等特征;(3)GUS基因特异性地在155系茎顶端分生组织和维管组织中表达.结果表明,T-DNA诱捕基因可能在茎顶端分生组织中发挥作用,由于T-DNA的插入使该基因的功能受到了影响,进而影响了155系中茎顶端分生组织的发育模式,产生了155系的一系列表型改变.

笋芽顶端分生组织在竹秆横切面形态形成中的作用与机制研究

竹秆的横切面主要由表皮、皮层、维管组织、基本组织及髓腔(早期为髓组织)组成。这些组织均由笋芽茎顶端分生组织分化发育而来,且其在生长发育过程中促使了竹秆横切面形态(本文特指:竹秆横切面外轮廓形状、围度及壁-腔结构)的形成。然而,人们对于这一生长发育过程的生物学机制知之甚少。本研究利用解剖学、数学模拟等方法,对 20 种具不同秆径竹种的笋芽顶端分生组织进行了分析。研究结果发现,笋芽顶端分生组织指状形态的维持是竹子产生圆柱形竹秆的基础;在顶端分生组织细胞数目增加的同时,线性增加原体细胞数目应是竹子在演化过程中产生大径竹秆且保持规则壁-腔结构的方式。进一步通过研究一个竹壁增厚且壁-腔架构紊乱的稳定变异体———实肚竹( Phyllostachys nidularia f. farcta)发现,其笋芽顶端分生组织细胞数目减少且原体/原套细胞数比值降低使其产生了高比例的壁组分组织(指基本分生组织与肋状分生组织)与低比例的髓组织。上述 2 种组织的比例失衡,使得实肚竹笋芽在后续发育中壁组分组织随机挤入到了髓组织中,最终形成了实肚竹异常的竹秆横切面形态(竹壁多样化增厚且壁-腔结构紊乱)。此外,相对较小的顶端分生组织,使得实肚竹笋芽产生了较少的内源激素,如其生长素含量仅约为其原种篌竹的 67. 5%,各细胞分裂素含量也显著低于篌竹笋芽。转录组分析进一步发现,在实肚竹笋芽中与激素及代谢相关的功能基因呈显著下调表达。这些生理与分子变化最终导致了实肚竹竹秆矮化、秆径减小且生物量降低。本论文的研究结果为研究竹秆横切面发育提供了一个重要的视角,同时也为实肚竹厚壁茎秆的形成提出了一个合理的机制。

染色质重塑在植物顶端分生组织中的调控作用

高等植物的生长发育依赖于顶端分生组织的维持和定向分化。顶端分生组织一方面需要维持自身的结构,同时又需要通过特定细胞的分化来起始各种器官的发育,这就需要通过精准的调控来决定各个细胞的命运。其中,染色质重塑就是一类广泛参与这些命运决定过程的调控方式。染色质重塑通过形成一系列重塑复合体对染色质修饰进行精确控制,影响各类转录调节因子与染色质结合的难易程度,进而使细胞感受各种信号和环境剌激,并在调控基因时空特异性表达与沉默方面发挥重要作用,形成一系列分子开关。现概述染色质重塑参与顶端分生组织调控的最新研究进展,梳理参与该调控的各类途径及重要调控因子,并展望该领域未来的研究方向。

拟南芥AtFBDL1在植物顶端生长调节中的作用

拟南芥At FBDL1基因是FBD-like基因家族的一员,其编码蛋白含有类似于F-box的结构域。表达模式网络预测结果显示该基因在茎顶端分生组织中高丰度表达,但对于FBD-like基因家族的研究还很少,其功能目前尚不明确。为此,本研究通过组织半定量表达分析和GUS染色显示At FBDL1基因在拟南芥中具有时空表达特异性。结果表明:在真叶形成前和形成初期,该基因主要在茎顶端分生组织和下胚轴区域表达;真叶形成后,该基因在下胚轴的表达明显减少,而主要集中在茎顶端分生组织表达。遗传转化显示:与野生型植株相比,过表达At FBDL1基因的植株生长发育缓慢,抽薹时间推迟3 4 d,莲座叶叶片面积减小,叶片数目平均增多10片,并且伴随有变态叶出现;过表达植株株高比野生型矮,株高最大差值达到12 cm。共表达网络预测At FBDL1与多个与生长素和花发育相关的基因具有共表达关系。以上研究结果表明:At FBDL1基因在拟南芥的生长发育过程中,特别是在顶端分生组织分化过程中起重要作用。

问题对对碰

为什么竹子长得特别快?植物中,竹子的生长速度堪称冠军,有些竹子的空心茎每天可长40厘米,完全长成后的高度可达35~40米。竹子之所以长得这么快,是因为它的许多部分都在同时生长。一般植物都是依靠顶端分生组织中的细胞分裂、变大而生长的。但是,竹子不一样,它的分生组织除了顶端有,其余每一节都有。

我国在细胞分裂素调控水稻生殖分生组织活性和产量形成的研究方面取得新进展

细胞分裂素对于植物顶端分生组织的功能和活性维持起着重要的调节作用。Gn1a/OsCKX2（Grain number1a/Cytokinin oxidase 2）是控制水稻穗粒数多少的一个主要QTL（Quantitative trait locus）,编码一个在花序分生组织中特异表达的细胞分裂素氧化酶，从而控制水稻花序分生组织中细胞分裂素的含量和穗粒数多少。Gnla／OsCKX2在水稻高产育种中发挥了重要作用，许多大面积栽培的高产水稻品种中都含有其等位突变，但其表达调控机理并不明确。

植物生长延缓剂在人参属植物上的应用研究进展

植物生长调节剂(Plant Growth Regulators,PGRs)是人工合成的具有植物激素活性的一类物质[1]。植物生长调节剂在农业上的应用始于20世纪30年代,现今广泛应用于大田作物和园艺植物[2]。植物生长调节剂依据对植物茎顶端的作用方式分类,分为植物生长促进剂、植物生长抑制剂和植物生长延缓剂三大类[3]。植物生长延缓剂能够抑制植物茎部近顶端分生组织细胞的分裂、伸长和生长速度,而对顶端分生组织不产生作用。但由于作用特点是抑制赤霉素生物合成,所以其抑制作用可以被赤霉素逆转,根据抑制赤霉素合成过程中的位置不同,可以分为季铵类化合物、含氮杂环化合物和酰基环己烷二酮三类[4]。

棉花花芽分化及部分内源激素变化规律的研究

棉花 ( Gossypium hirsutum)的腋芽原基 ,有的将来发育成叶枝 ;有的将来发育成果枝。这 2种不同命运的腋芽 ,在其刚分化的初期就表现出了不同的解剖学特征。将来发育为叶枝的腋芽 ,其生长锥呈圆锥形或扁圆球形 ,体积较小 ,原套层数为 1～ 2层 ;而将来发育为果枝的腋芽 ,其生长锥为圆柱形 ,顶端表面平坦 ,体积较大 ,原套层数为 2～ 3层。从子叶展平后到肉眼可见花芽 (现蕾 ) ,连续测茎尖的内源 ABA及 IAA的含量 ,发现在花原基形态分化始期 ,内源 ABA含量达最大值 ,而内源 IAA含量却达最低值。由此我们推测 ,内源 ABA含量升高或IAA含量降低 ,皆有利于棉花的花芽分化。

普通烟草WOX转录因子家族的全基因组鉴定及分析

【背景】WOX(WUSCHEL-related homeobox)转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族,被报道参与生长发育、细胞间通讯、干细胞分裂分化稳态调控和器官发育等过程。【方法】利用比较基因组学和生物信息学的方法,在烟草基因组中对WOX转录因子成员进行鉴定,并进行进化分析、共线性分析、保守基序分析以及表达模式等分析。【结果】(1)从烟草基因组中鉴定出23个WOX转录因子家族成员编码基因,其中15个NtWOX基因定位到染色体上;(2)系统发育分析表明,普通烟草和拟南芥的WOX转录因子被分成了3个亚支和9个亚家族;(3)共线性分析发现若干普通烟草NtWOX基因存在于普通烟草与拟南芥基因组的共线性区段中;(4)复制事件分析表明串联重复或者全基因组重复事件在普通烟草WOX家族扩张中起重要作用;(5)保守基序分析表明同一亚家族内NtWOX成员的保守基序的组织形式高度相似;(6)表达分析表明普通烟草NtWOX基因表达具有组织特异性;(7)GO注释分析发现普通烟草NtWOX转录因子参与组织器官发育、细胞间通讯过程和胁迫响应等生物学过程。【结论】本研究在普通烟草中鉴定并系统分析了WOX转录因子家族成员,为其功能研究奠定基础。

小麦茎尖丛生芽诱导及植株再生

为了筛选不受季节限制的小麦遗传转化受体,研究了3个小麦栽培品种在3种萌发培养基、4种诱导培养基、3种不同诱导时间和3种生根培养基下从茎尖直接诱导丛生芽的最佳条件和方法。结果表明,MB5基本培养基不添加任何激素最适于小麦成熟胚萌发;而在MB5培养基中添加1.0 mg/L TDZ和0.5 mg/L IBA,小麦茎尖丛生芽诱导率最高;单个茎尖形成丛生芽的数目,随诱导时间延长而增加,诱导时间以不超过30 d为宜;品种间的丛生芽诱导率及丛生芽形成数目没有差异;最佳生根培养基为1/2 MS基本培养基添加1.0 mg/LIBA。由丛生芽诱导再生发育形成的植株开花结实正常。这些研究结果为建立基于小麦丛生芽的再生及遗传转化体系提供了方法。

建立甜高粱(Sorghum bicolor)高频、高效再生体系的研究

【目的】建立能源植物甜高粱(Sorghum bicolor L.Moench)的高频、高效离体培养再生体系,为遗传转化奠定基础。【方法】以甜高粱品种凯勒的芽顶端分生组织为外植体,探讨在甜高粱直接诱导丛生芽的培养过程中,无菌实生苗的适合苗龄,适宜的激素组合与比例;并将获得的最佳培养方法应用于其它两个甜高粱品种:M-81E和意达利,以研究此途径的基因型依赖性。【结果】利用3d苗龄的芽顶端分生组织作为外植体容易获得较高的分生组织膨大率。甜高粱丛生芽诱导的适宜激素组合为4.0mg·L-16-苄基腺嘌呤+0.5mg·L-12,4-二氯苯氧乙酸+0.5mg·L-1噻重氮苯基脲,可获得91%的丛生芽诱导频率。适合甜高粱快速生根的激素配方为0.5mg·L-1萘乙酸。通过芽顶端分生组织直接诱导丛生芽途径,每个外植体可诱导出上百个芽,最终产生30—40株再生苗。M-81E和意达利具有与凯勒相似的丛生芽诱导频率及效率。【结论】本研究成功地建立了甜高粱的高频、高效离体培养再生体系,且具有外植体来源不受限制,基因型依赖性弱,遗传稳定性好的优点。

秋冬季节温度变化对毛泡桐实生幼苗顶芽生长发育的影响

对1年生毛泡桐实生苗顶芽进行了解剖学观察.结果表明,随着气候由秋季向冬季过渡,毛泡桐顶芽体积明显缩小,顶端分生组织细胞密度显著增大,细胞壁向内皱缩.这些变化说明,随着气温的变化,毛泡桐顶芽遭受到环境胁迫,其细胞活性逐渐降低,最终导致顶芽死亡.

植物的胚形态建成及其基因调控机制研究进展

胚形态建成是植物生长发育的基础,是单细胞发育成功能性多细胞有机体的过程。高等植物在胚形态建成过程中首先确立极性随后形成轴性结构,为后续的胚形态建成和生长发育建立了空间坐标体系。笔者以模式植物拟南芥为例介绍了植物胚形态建成过程和基因调控机制,其中包括:MPK/GRD信号途径控制的合子伸长和极性化;WOX8、WOX9、WOX2指导合子不均等分裂和基顶轴方向确定;生长素信号、WOX5调控网络指导的根端分生组织确立、WUS/CLV3、STM调控网络指导顶端分生组织确立;以子叶形成为代表的侧生器官发生和近远轴发育模式的确立需要生长素信号控制和TCP/CUC基因的表达拮抗;SCR/SHR调控途径参与胚基部径向发育过程机理等。认为对胚形态建成过程中基因调控机理的研究有助于从一个全新的角度认识植物生长发育过程。