拟南芥耐硒突变体的筛选和鉴定

文章采用不同质量浓度的亚硒酸钠(Na2SeO3)对拟南芥突变体库中的2121株拟南芥进行筛选,筛选出29株候选突变体,最终得到2株稳定突变体vsel1和vse2,通过表型鉴定和生理生化鉴定确定是突变体.该研究为耐硒基因克隆及功能分析奠定了基础,对于揭示植物耐硒的分子机理具有重要的理论意义.     

拟南芥抗盐突变体的筛选

盐胁迫是影响植物生长发育的非生物胁迫因素之一,目前发现的盐胁迫信号途径的基因还非常有限.发掘新的耐盐相关基因对于了解植物的盐胁迫响应机制和改善作物的耐盐性具有非常重要的意义.从EMS突变体库中筛选突变体是一种经典的正向遗传学方法,有可能筛选到从T-DNA插入突变体库中无法发现的新基因.本实验用160mmol/L NaCl作为盐胁迫的筛选条件,以在含盐平板上长出绿色子叶作为筛选指标筛选抗盐(Salt Resistant,ST)的EMS突变体,初步筛选到了140株ST突变体,其中84株收到了种子,第二代进行抗盐表型确定后,得到了15株表型稳定的ST突变体,均表现出明显的抗盐表型,并对其中的一些突变体做了初步的表型及基因定位分析.     

一株晚花和镉敏感拟南芥突变体的分离与鉴定

为了进一步挖掘拟南芥响应Cd胁迫的分子机制,从化学诱导型拟南芥突变体库(约6 000株系)中筛选获得Cd敏感突变体,通过测量经Cd处理后拟南芥植株的根长变化获得Cd响应突株系,然后单株收种并鉴定,最终获得一株对Cd胁迫敏感的突变体。Thermal asymmetric interlaced-PCR(TAIL-PCR)发现这株突变体T-DNA的插入定位于基因At1g35820和At1g35830之间。进一步分析表明这个突变体也是FLC(Flowering locus C)依赖的晚花突变体,将这株突变体命名为fcr(flowering and cadmium related gene)。FLC在拟南芥开花调控网络中起枢纽作用,并且是开花正调控基因Suppressor of overexpression of co 1 (SOCI)的抑制因子。在该突变体中FLC的表达明显高于野生型植株,而FLC下游基因SOCI的表达明显低于野生型植株,但FLC上游基因的表达变化不明显。进一步实验发现,突变体fcr中调节环境因素和春化作用的基因High expression of osmotically responsive gene 1(HOS1)表达量显著增加。通过以上结果我们推测,突变体fcr中的晚开花和Cd敏感表型可能是HOS1基因过量表达所致。     

拟南芥低光效突变体lpe1的筛选和特性分析

利用叶绿素荧光仪对化学诱变剂乙酰甲基磺酸(EMS)诱变的野生型拟南芥(Col-0生态型)F2代幼苗进行叶绿素荧光突变体筛选,获得了一株低光合效率突变体lpe1(low photosynthetic efficiency 1).遗传分析结果表明,lpe1是一个单基因隐性突变体.在生长发育的各个时期,lpe1叶片的叶绿素荧光值、叶绿素含量、淀粉含量和总蛋白含量明显低于野生型.     

一株拟南芥镉敏感突变体的筛选及表型分析

利用不同浓度梯度的CdCl2对拟南芥Col-0生态型进行处理,确定了筛选镉敏感突变体的适合浓度为90μmol/L.以镉对幼苗根长生长抑制程度为指标,对拟南芥化学诱导激活标签(XVE)T-DNA插入突变体库种子进行筛选.首先在不含有雌激素的1/2MS培养基进行大规模筛选,挑选根长抑制明显的植株,单株收取种子.在T3代复筛过程中用含有浓度为90μmol/L CdCl2的1/2 MS固体培养基筛选到一株敏感突变体csr-2.并进行了雌二醇诱导过表达表型验证.运用TAIL-PCR技术确定该植株的T-DNA插入位点位于At2g36130,并对该基因的序列进行了初步的生物信息学分析.     

拟南芥一氧化氮相关突变体在干旱胁迫下抗旱相关基因表达的研究

据报道,拟南芥一氧化氮（nitric oxide,NO）合成缺陷突变体noa1较野生型Col-0抗旱,而个别抗旱相关基因表达的增强是其抗旱机理之一.为了证实该结果及研究NO信号分子在抗旱中的作用,系统地对8种共12个不同类型的抗旱相关基因在干旱处理不同时间的拟南芥野生型和noa1及亚硝基谷胱甘肽还原酶功能缺失突变体gsnor1-3间的表达情况进行了反转录PCR分析.研究结果表明,抗旱相关基因的表达在拟南芥不同基因型间无明显差异,noa1的耐旱性与抗旱相关基因的表达无显著相关性.     

拟南芥温敏雄性不育突变体atms1的获得及表型分析

从甲基磺酸乙酯（ethylmethane sulfonate,EMS）化学诱变建立的野生型拟南芥（Col-0）突变体文库中筛选到1株突变体.在低温16 ℃时,该突变体的雄性育性与野生型没有显著差异,花粉染色呈现100%可育.随着培养环境温度的升高,突变体花粉育性逐渐下降,因此,该突变体为一温敏雄性不育突变体,并被命名为atms1（ambient temperature-sensory male sterility 1,即环境温度敏感雄性不育1）.花药切片结果显示,在23 ℃以下,该突变体花药各个发育时期的形态与野生型花药没有显著的差异;而27 ℃处理1周后的突变体花药呈现多种表型：同一朵花中各个花药的发育时期出现显著分化,花粉母细胞胼胝体单薄,绒毡层发育滞后于同时期的野生型花药.遗传分析确定,atms1的不育表型是由单个隐性核基因控制的.     

60Co γ-Ray射线诱变水稻突变体的分离和遗传学初步分析

为了研究水稻发育的分子机制,我们利用γ射线对粳稻品种9522进行诱变,共诱变了3 000 g种子,M1代单株收种,M2代移栽5 963个株系于上海农科院.在M2代中筛选突变体,并在M3代中复选,最终得到了叶、株型育性等各类形态突变体666份.对其中162株突变体进行了遗传分析,有53.61%的突变体出现3∶1的分离,这些突变体是隐性的单位点突变.同时,这些突变体的分离也为水稻功能基因分离和功能鉴定等研究打下了良好的基础,并为水稻发育的研究提供了宝贵的材料.     

拟南芥抗盐单基因突变体的诱导与筛选

用Co60-γ射线辐照野生型拟南芥种子，将诱变处理后的M一代种子温室种植，收获的M2代种子用于抗盐突变体的筛选，将在200mmol／L盐胁迫条件下筛选出的352株幼苗根仍表现向地性生长或真叶不变为褐色的植株作为可能的突变体，再将这些M2代可能的突变体移苗种植至基质中并收获M3代种子，经对M3代的抗盐性状继续进行检测，最终获得4株100％表现抗盐性状的突变体。     

绿色木霉LTR-2的ATMT插入突变及5,6-二氢-6-戊基-2H-吡喃-2-酮高产菌株的筛选

通过土壤杆菌介导的T-DNA转化方法,利用土壤杆菌菌株携带的Ti质粒,对绿色木霉LTR-2进行插入突变,获得木霉LTR-2突变体共400株。以串珠镰孢菌为指示菌,采用抑菌圈方法,从中筛选吡喃酮高产突变体6株,PCR和探针杂交证实,T-DNA序列已经插入到木霉LTR-2基因组。经GC-MS分析发现,其中一株突变体T-54在PDA培养基上产生的吡喃酮含量较高,在分生孢子中的含量达到了2.62 mg/g,比出发菌株提高9倍。     

紫花苜蓿新品系MS-LM01的抗旱性初步鉴定

为阐明紫花苜蓿新品系MS-LM01的抗旱性,采用盆栽断水法模拟土壤干旱胁迫,设置三个水分梯度,研究不同紫花苜蓿品种响应干旱的形态和生理特征.结果表明:随着胁迫程度的增加,各品种的株高、根粗、生物量、叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率都呈明显的下降趋势,而脯氨酸含量呈增加趋势.与其他4个品种相比,MS-LM01在轻度干旱(LS)和重度干旱(SS)处理下株高、生物量、根粗、叶片相对含水量、脯氨酸含量、净光合速率等对干旱胁迫的敏感程度较小.隶属值综合分析显示抗旱能力大小依次为陇东MS-LM01甘农3号金皇后中苜1号.表明新品系MS-LM01具有较强的抗旱性以及优良的农艺性状,这对干旱地区紫花苜蓿品种的选择以及抗旱性紫花苜蓿品种的选育具有重要意义.     

抗旱剂对粳稻幼苗生长和一些生理特性的影响

以粳稻合系22-2为材料,研究幼苗期干旱胁迫下喷施乙酰水杨酸和EDTA抗旱剂对幼苗生长和一些生理指标的影响。结果表明,幼苗期干旱胁迫下喷施乙酰水杨酸和EDTA有利于促进粳稻幼苗叶片和根系生长,增加叶片叶绿素和可溶性糖含量,降低脯氨酸含量,提高叶片渗透调节能力和保水能力,显著降低丙二醛含量,减少细胞膜伤害,有利于抗旱保苗。两种抗旱剂中乙酰水杨酸处理对提高粳稻幼苗抗旱能力的效果较EDTA强,浓度均以1g/L较佳。     

过表达E3泛素连接酶ABRv1通过泛素化CPK3提高拟南芥干旱耐受

拟南芥基因ABRv1编码了一个E3泛素连接酶,其表达量受到干旱胁迫的诱导.为了探究ABRv1功能,我们构建了ABRv1的过表达株系并进行干旱处理,结果显示ABRv1过表达株系OE-3具有90.4%的存活率,ABRv1过表达株系OE-7有88.2%的存活率,野生型Col的存活率则为53.8%,而abrv1突变体仅有7.7%的存活率,说明过表达ABRv1提高了拟南芥对干旱的耐受能力.我们还测定了干旱处理下的失水率,也能得出与上述一致的结论.此外,我们使用纯化的GSTABRv1、His-CPK3蛋白进行了体外pull-down实验和体外泛素化实验,结果证明ABRv1能够和CPK3发生相互作用,ABRv1具有E3泛素连接酶活性并且能够把CPK3单泛素化.结果揭示了ABRv1作为一个正调控因子通过泛素化作用底物CPK3参与了拟南芥的干旱胁迫应答过程.     

浅谈抗旱造林技术研究进展

简要叙述了高速公路边坡抗旱造林技术的研究进展,包括蓄水和集水及保墒造林技术、保水剂与化学抗旱剂抗旱造林技术及其他抗旱造林技术。     

欧洲山杨bHLH转录因子家族全基因组分析

为了研究欧洲山杨中bHLH转录因子家族成员的分类和进化,分析其在干旱胁迫应激中可能行使的功能,本研究利用多种生物信息学手段从全基因组水平鉴定和解析欧洲山杨bHLH转录因子,并对干旱胁迫下的欧洲山杨根部转录组进行分析.结果显示,欧洲山杨的基因组中有167个bHLH转录因子家族蛋白.通过与拟南芥bHLH蛋白序列进行系统发育分析将其分为15个亚家族,并推测出39个PtbHLH的功能,这些功能表明bHLH转录因子家族涉及到欧洲山杨生长发育的多个生理过程.基因结构和motif分析显示,同一亚家族中几乎所有的PtbHLH都有相似的外显子/内含子排布和蛋白质motif结构.此外,利用RNA-seq数据分析干旱胁迫处理下PtbHLH基因的表达情况,筛选出4个潜在的bHLH抗旱蛋白.     

不同水分条件下施肥对新银合欢苗木抗旱性的影响

通过对云南干热河谷地区外来树种新银合欢（Leucaena leucephala）一年生苗木为研究材料,采用不同施肥方法和不同氮素水平培育,同时进行水分调控。在新银合欢苗木的生长形态、生物量及其分配和生理生化性质等方面的差异的研究基础上,利用主成分分析进行综合评价,从中筛选出新银合欢抗旱苗木培育最优的抗旱性育苗技术。结果表明,不同肥料之间的相互搭配,肥料与水分调控之间的相互作用促进苗木在生长形态、生物量及其分配、生理生化性质方面表现出一定的共性和差异;不同水分下施肥和氮素处理苗木的抗旱性不一致。常规浇水条件下,采用指数施肥和N2处理的苗木抗旱性最强;干旱胁迫条件下,采用直线施肥和N1处理苗木抗寒性最强。施肥和高氮提高并维持了苗木的抗旱能力。     

燕山东段野生耐旱花卉的筛选

在对燕山东段野生花卉资源调查的基础上,进行了野生耐旱花卉的筛选。结果表明,燕山东段有野生花卉资源192种,隶属52科113属,其中向阳山坡有分布的野生花卉资源114种,隶属39科64属,从中选择了小花溲疏(Deutzia parviflora Bge.)、三裂绣线菊(Spiraea trilobata L.)、毛樱桃[Cerasus tomentosa (Thunb.) Wall.]、叶底珠[Securinega suffruticosa (Pall.)Rehd.]、栓翅卫矛(Euonymus phellomanaLoes.)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus Thunb.)、孩儿拳头[Grewia biloba var. parviflora (Bge.) Hand.]、木半夏(Elaeagnuas multiflora Thunb.)、锦带花[Weigela florida (Bge.) A.DC.]和蚂蚱腿子(Myripnois dioica Bge.)等10种观赏性强、生长环境相对缺水的木本花卉进行了耐旱性筛选,得到耐旱性较强的6种花卉,其耐旱性依次是叶底珠>栓翅卫矛>木半夏>孩儿拳头>南蛇藤>蚂蚱腿子。     

干旱和复水对4个芍药品种生理指标的影响及品种抗旱性评价

【目的】通过盆栽实验,选取‘粉玉奴’、‘种生粉’、‘赵园粉’和‘晚霞红’4个芍药品种,研究逐渐干旱及复水条件对4个芍药品种生理指标的影响,以期为芍药抗旱品种的筛选及栽培种植提供依据。【方法】以4种芍药品种为材料,采用自然干旱及复水的方法,于干旱胁迫0、7、14、21 d及复水7 d后测定芍药叶片的生理指标,并进行抗旱性评价,筛选影响品种抗旱性的主要指标。【结果】随着干旱胁迫时间的延长,芍药幼苗叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r)呈下降趋势; 而电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量(SSC)呈现逐渐增加的趋势,气孔限制值(L_s)呈现先上升后下降的趋势,胞间二氧化碳浓度(C_i)与叶绿素含量(Chl)表现为先降低后升高的趋势; 复水后RWC、C_i与L_s均恢复到对照水平,其他指标则表现出不同程度的恢复。叶绿素含量在干旱胁迫条件下出现了叶绿素“浓缩”的现象,而在复水条件下则恢复正常。主成分分析表明,2个主成分可以代表芍药抗旱性91.459%的原始数据信息量,根据计算出的4个芍药品种的综合评价值(D),对4个芍药品种抗旱性进行了评价; 根据权重对各指标在抗旱中的重要性进行了评估。【结论】根据主成分分析结果,4个芍药抗旱性强弱依次为:‘粉玉奴’>‘种生粉’>‘赵园粉’>‘晚霞红’。依据各指标的权重大小,权重值较高的7个指标(P_n、T_r、G_s、SSC、REC、MDA和RWC)可以作为芍药抗旱性评价的主要指标。     

多花胡枝子对干旱胁迫的生理响应初步研究

实验采用聚乙二醇6000(PEG6000)在室内模拟干旱条件,研究不同程度干旱胁迫对多花胡枝子相对含水量、相对电导率、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力和脯氨酸含量的影响,旨在探求其在沙质条件下的生存能力.结果表明:随着干旱胁迫的加强,电导率和丙二醛(MDA)明显增加,而叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶片相对含水量均呈显著下降趋势.以30%PEG6000处理对多花胡枝子的伤害最大.在胁迫处理12h,30%浓度处理的植株电导率高至(50.7%)比对照组高13.4%;SOD活性最低为100.4 U/g;在胁迫处理24h时,10%浓度处理的植株脯氨酸含量高达1 024 Ug/g,此后逐渐降低;在处理48h时,30%浓度处理的植株MDA含量为17.58 nmol/g,高于其他胁迫处理.在PEG6000处理过程中,处理0~12h为植株的抗性阶段,处理12~48h为植株的耗尽阶段.可见,在干旱胁迫下,多花胡枝子可以通过改变体内物质含量来提高抗性,渡过逆境.