脱落酸对水稻根系生长素合成与运输的调控

利用一系列不同浓度的脱落酸(ABA)处理水稻幼苗根系,观察水稻初生根根长、冠根数目、侧根数目及长度、DR5::GUS转基因材料GUS活性、生长素的合成及运输相关基因表达水平等变化.结果表明,ABA可以抑制水稻初生根的伸长、冠根和侧根的发生和伸长,并且抑制效应呈现剂量效应.DR5::GUS活性在整个根系中随ABA处理浓度升高而减弱,但根尖部位的DR5::GUS活性经过ABA处理后表现增强;生长素合成相关基因YUCCA2、YUCCA4、YUCCA7,生长素运输载体基因AUX3、AUX5、PiN1b、PiN2、PiN5a、PiN9、PiN10a均显著下降表达.

水杨酸对水稻幼苗生长的影响及其调控机制研究

为了探究不同浓度的水杨酸(salicylic acid, SA)对水稻幼苗生长的影响及其调控机制,本研究采用DR5::GUS转基因水稻(Oryza sativa L.,中花11)为研究材料,观察不同浓度SA对水稻生长的影响,同时检测其中生长素的时空分布变化,以及检测生长素合成运输基因表达水平的变化。研究结果显示,低浓度SA (10 µM)促进水稻幼苗生长,高浓度SA (1 mM)抑制水稻幼苗的生长。低浓度SA和高浓度SA的处理影响了水稻幼苗根中生长素的时空分布状态,并且影响了生长素合成和运输基因的表达水平。因此,不同浓度的SA可能通过调控了生长素的时空分布参与调控了水稻幼苗的生长调节过程。

探究植物生长素响应机制的教学实验示例

生长素在植物体内普遍存在,调控诸多生理反应,在植物整个生命周期中发挥重要作用。生长素的产生、运输与分布是生物学教学的重要内容。近年来,生长素报告株系DR5∶∶GUS作为植物生长素应答的分子标记,被广泛应用于科研中植物生长素的可视化定位。然而,该系统尚未应用到本科生教学实践中。为加强本科生对生长素的直观认识,以生长素报告株系DR5∶∶GUS为实验材料,外源施加不同浓度的生长素类似物2,4-D,观察拟南芥根部的生长变化及生长素的分布情况,并对生长素响应机制的信号通路做出简要分析,探讨生长素对拟南芥根部细胞伸长分裂的作用机理,这将极大促进本科生对植物根部生长发育机制的深入理解。

多氯联苯促进毛白杨不定根分化的效应

多氯联苯是一种典型的持久性有机污染物。研究表明多氯联苯具有毒物兴奋效应,但其影响植物生长发育的机制尚不清楚。以毛白杨(Populous tomentosa)组培苗为材料,探讨3mg·L^-1Aroclor1254对不定根分化、植物激素水平、与生长素相关的P009g125900、P006g142600和P002g2227003因表达、与细胞分裂素相关的P005g2489和P005g2376基因表达的影响。结果显示,Aroclor1254可促进毛白杨组培苗不定根分化,缩短不定根初根时间与分化率达100%的时间,提高不定根数目:在不定根诱导期,用Aroclor1254单独诱导,IAA/(ZR+dhZR)比值与阳性对照无显著差异,P006g142600、P002g222700、P009g125900、P005g2489和P005g2376基因表达变化趋势与IBA单独诱导下各基因表达变化趋势一致。为验证Aroclor1254是否具有生长素效应,以玉米(Zea mays)和转生长素报告基因DR5::GUS的拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,观察Aroclor1254对胚芽鞘生长及DR5::GUS基因表达的影响。结果显示,一定浓度的Aroclor1254对胚芽鞘的生长无显著影响,但可诱导生长素报告基因表达。以上结果表明,多氯联苯类化合物Aroclor1254虽不属于植物生长调节剂,但具有毒物兴奋效应,在一定浓度下具有类似生长素的生物学活性。