兰竹荔枝胚珠内源激素含量变化与胚胎发育的关系

以兰竹荔枝胚胎发育时期的正常胚珠与败育胚珠为试验材料,研究了胚胎发育与内源激素的关系,结果表明：正常胚珠中ＩＡＡ、ＧＡ１＋３和ＡＢＡ含量均在花后７ｄ达到峰值,随后呈下降趋势;但ＩＡＡ和ＧＡ１＋３含量在心形胚至鱼雷胚时期都有所回升,ＣＴＫ含量在球形胚之前一直很高,败育胚珠中ＡＢＡ含量在胚胎败育期保持较高水平,ＩＡＡ和ＧＡ１＋３则降到最低点,ＣＴＫ含量亦明显低于正常胚珠,ＺＲｓ、ＤＨＺＲｓ和ｉＰＡｓ含     

铅迫胁下黄瓜幼苗期叶片内源激素的变化

土壤中的重金属污染会对植物造成伤害,在细胞内重金属离子会通过不同途径干扰和破坏细胞的正常代谢。植物激素能调节和控制植物的生长和发育。以黄瓜(Cucumis sativus L.)为材料,通过人工模拟重金属污染环境,对不同质量浓度铅胁迫下黄瓜幼苗的叶片,采用高效液相色谱法进行生长素(IAA)、细胞分裂素(Z)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)的分离、纯化和测定。探讨重金属污染对植物内源激素水平方面的变化的影响,进一步了解重金属污染对植物产生伤害的机制及抵御胁迫所发生的变化,从而采取有效措施解决重金属污染的问题。结果发现:所测的几种激素均表现出明显的变化规律:GA3、ABA升高,IAA、Z含量先上升后下降;同时经比较分析得出,随着铅质量浓度的增大,IAA/ABA、Z/ABA及GA3/ABA之比下降,Z/IAA升高。结果表明黄瓜幼苗期抵抗重金属污染的能力与内源激素水平及内源激素平衡有关。     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

eTM、microRNA319及其调控靶标在龙眼体胚发生早期的表达模式

MicroRNA319作为最保守的miRNA家族之一,在植物器官形态建成、激素信号转导、抵抗外界胁迫等途径中均有重要作用.为了解miR319在植物体胚中的调控途径,利用龙眼转录组数据库筛选miR319成熟体(miR319)和前体序列(pre-miR319),并通过DNAMAN 6.0和Mfold分析miR319的定位和pre-miR319的二级结构;进而采用TAPIR和psRNAtarget预测选定的miR319成员的内源诱捕靶标(endogenous target mimics,eTM)及候选靶标,并通过RLM-RACE验证靶标裂解位点,最后分析eTM、miR319及其靶标在龙眼体胚发生早期的表达模式.结果显示,龙眼4个miR319成员有1个定位于miR319a scafflod517,有3个定位于miR319a scaffold225.因此,以miR319a scaffold225为研究对象,将其命名为pre-miR319a,其上的成熟体分别命名为miR319a-3p.1、miR319a-5p.1和miR319a-5p.2.裂解位点显示龙眼miR319a 3个成员中,miR319a-3p.1的靶基因为TCP2和TCP4(Dlo_022819.1,Dlo_026743.1),miR319a-5p.1的靶基因为吲哚-3-甘油磷酸合成酶(IGS)和ABI3-5抑制因子,miR319a-5p.2未验证到靶基因.qPCR显示,在龙眼早期体胚发生过程中,miR319a 3个成员的表达模式基本一致,呈显著上调趋势.另外,除eTM8637外,其余eTM的表达模式与其相应的miR319a成员基本呈现为负相关趋势,均为下调趋势. miR319a-3p.1与其靶基因基本呈现为负调控趋势,miR319a-5p.1与ABI3-5抑制因子在龙眼早期体胚发生后期呈现负调控,与IGS没有明显负相关.本研究初步验证了eTM-miR319a-靶基因信号途径可能参与到龙眼早期体胚发生的形态建成.(图4表3参46)     

龙眼miR167家族分子特性及其潜在靶标在体胚发生早期的表达模式

为了解miR167家族成员的分子特性及其可能互作的靶标在龙眼体胚发生早期的调控机制,采用生物信息学分析方法进行龙眼miR167基因家族序列分析、二级结构预测、分子进化树分析、靶基因预测及其靶标特异表达的FPKM值分析,并采用实时荧光定量PCR技术(quantitave real-time PCR,qPCR)检测miR1...     

龙眼胚性愈伤组织Cu/Zn-SOD分子伴侣基因CCS的克隆及其在体胚发生过程中的表达分析

为了解Cu/Zn超氧化物歧化酶分子伴侣基因(CCS)在龙眼体胚发生过程中的表达调控机制,以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR法,克隆了长960 bp含有完整开放阅读框的龙眼DlCCS核酸序列,其编码一个含有319个氨基酸的蛋白质(GenBank登录号:FJ973472).生物信息学分析显示:该蛋白为亲水的、稳定的、含有跨膜结构域的酸性蛋白质,定位于叶绿体;与毛果杨、葡萄、拟南芥、水稻和锦鸡儿具有较高同源性,含有植物CCS蛋白所特有的3个保守结构域;预测其通过不同的磷酸化方式,改变酶活性及蛋白构象,参与龙眼体胚中超氧化物代谢以及金属离子转运等生物学过程,在氧化还原过程中发挥作用.利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术研究该基因在龙眼体胚发生发育过程中的表达情况,结果显示,从松散型胚性愈伤组织(Stage 1)到胚性紧实球形结构阶段(Stage 4),DlCCSmRNA的转录水平较低且波动小;当胚性紧实球形结构进一步发育到子叶形胚阶段(Stage 8),其表达量迅速增加,在成熟胚阶段(Stage 9)达到最高峰,提示DlCCS可能在龙眼体胚的中晚期起主要作用     

龙眼miR403及其候选靶标对外源激素的响应模式以及在龙眼体胚中的表达模式

MicroRNA403(miR403)为双子叶植物特有的miRNA家族,其在双子叶植物抗病、逆境胁迫和生长发育中具有重要作用.为了解miR403及其候选靶标对外源激素的响应模式以及在龙眼体胚发生过程中的表达模式,利用psRNAtarget对miR403潜在靶标进行预测,采用改良RLM-RACE技术验证其裂解位点,通过qPCR技术检测miR403及其候选靶标对外源激素的应答及在龙眼体胚中的表达模式.结果显示,共获得41个龙眼miR403的潜在靶标,包含4个PPR(Pentatricopeptide repeat protein)和3个PCNT115(Auxin-induced protein PCNT115),却未发现AGO2(Argonaute2).4个PPR中Dlo_014588.1和Dlo_014589.1序列一致,而3个PCNT115基因序列在所预测的miR403结合位点上下游序列基本一致.裂解位点显示,miR403不具备裂解AGO2 mRNA的能力,但介导PPR(Dlo_014588.1)和PCNT115 mRNA的裂解,裂解位点位于miR403 5′端的第2和第3个碱基之间. qPCR显示,miR403响应脱落酸(ABA)信号并显著上调,PPR和PCNT115对不同浓度的ABA呈现不同的表达模式,PPR和PCNT115在5μg/L ABA时显著上调,随后,PPR先显著下调(50μg/L ABA),而后显著上调(5 000μg/L ABA),而PCNT115呈显著下调趋势;miR403不响应赤霉素(GA3)信号,而PPR和PCNT115随着GA3浓度升高而上调;miR403可以响应不同浓度的水杨酸(SA)和2,4-D信号显著下调,而其靶基因显著上调.不同胚性培养物中qPCR显示,miR403仅在龙眼胚性愈伤组织(EC)高度表达且在龙眼体胚发生过程中显著下调,PPR在EC和子叶胚(CE)高度表达,PCNT115在CE和成熟胚(ME)高水平表达,三者之间并未呈现明显的负调控趋势.本研究表明在龙眼体胚中miR403并不靶向调控AGO2,而是调控PPR和PCNT115;另外,miR403可能响应ABA、SA和2,4-D调控PPR和PCNT15参与到龙眼体胚发生过程中.(图5表2参48)     

不同浓度赤霉素和脱落酸对顽拗性三七种子后熟种胚发育和内源激素的影响

为研究外源激素赤霉素(GA_3)和脱落酸(ABA)对顽拗性三七种子后熟休眠和萌发的作用机理,用不同浓度的GA_3和ABA处理三七种子,观察处理后种子后熟过程的种胚发育,并测定6种与调控种子发育相关的内源激素含量.结果显示:三七种胚和胚乳长度的百分比(即胚率)随着后熟期延长逐渐增加,外源激素GA_3 500mg/L的处理显著提高种子的萌发率;ABA 10 mg/L的浓度处理则明显抑制种子的萌发.经外源激素ABA和GA_3处理后,三七种子内源激素ABA、GA_3含量在后熟初始期显著高于对照组,分别为2.83 ng/g和27.85 ng/g,随着后熟时间的延长逐渐降低;吲哚乙酸(IAA)含量也随后熟时间的推移逐渐降低,但与对照组无显著差异;水杨酸(SA)在三七后熟过程中含量基本保持不变;茉莉酸甲酯(JA)在对照组和ABA处理组中表现为逐渐升高的趋势,并在后熟50 d时达到最大值(1.25 ng/g),而在GA_3处理组中表现为先升高后降低的趋势;反式玉米素(tZT)含量在对照组中基本保持不变,在GA_3处理组中随后熟的延长逐渐升高,而在ABA处理组中则逐渐降低.上述结果表明,外源激素处理可有效调控三七种子内源激素,从而间接调控三七种子的后熟休眠与萌发;其中,高浓度的GA_3处理可以促进种子萌发、缩短后熟期,低浓度的ABA处理则显著延长顽拗性三七种子休眠期.(图6表1参43)     

龙眼SnRKs家族全基因组鉴定、进化特性及其在龙眼体胚发生早期的表达模式

植物蔗糖非发酵-1相关蛋白激酶（sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,SnRK）在细胞代谢及响应渗透胁迫过程中起着关键作用.基于第三代基因组对龙眼SnRKs(DlSnRKs)家族进行全基因组鉴定及命名,对成员理化性质、亚细胞定位、系统发育进化树、蛋白互作、染色体定位、保守基序与基因结构、全基因组共线性及启动子顺式作用元件进行预测分析,并结合转录组数据分析DlSnRKs在龙眼体胚发育3个阶段[胚性愈伤组织（EC）、不完全胚性紧实结构（ICpEC）、球形胚（GE）]的表达模式.结果显示,DlSnRKs家族共28个成员.系统发育进化树分析发现DlSnRKs家族成员分布于3个亚组中.染色体定位分析发现28个成员定位在10条染色体中.蛋白互作预测分析发现DlSnRKs家族存在复杂的蛋白互作关系.蛋白保守基序分析发现各亚组成员motif分布相似性与保守性并存.对DlSnRKs家族成员的基因结构进行分析,发现其内含子数目在0-14之间.启动子顺式作用元件分析发现各成员启动子区包含光、激素、生长发育及胁迫等响应元件.全基因组共线性分析发现有8个...     

荔枝胚性愈伤组织体胚发生系统的优化及转化抗性愈伤组织培养再生植株

首先优化了荔枝(Litchi chinensis Sonn.)幼胚胚性愈伤组织(embryogenic calli,EC)体胚发生的条件，在附加5mg L^-1 ZT的高糖(60g L^-1)高琼脂(10g L^-1)的MS培养基上获得了荔枝高频率(100％)体胚发生；同时，对荔枝体胚成熟和成苗的关键问题作了分析，建立了一套完整的荔枝体胚发生与再生系统，在附加10％椰子汁的高糖(6％)MS培养基上诱导体胚正常成熟，并在无激素MS培养基中诱导体胚萌发，为荔枝转基因研究提供了良好的受体系统．利用此再生系统对荔枝转基因抗性愈伤组织进行体胚发生与再生植株研究，获得了大量再生植株．图1表7参11     

龙眼Hsf基因家族全基因组鉴定及体胚发生过程中的表达分析

基于龙眼基因组数据库对龙眼Hsf(DlHsf)基因家族进行全基因组鉴定,并对其基因结构、启动子作用元件和CpG岛分布情况、编码蛋白的理化性质和进化情况以及它们在不同体胚发生阶段和不同组织器官的表达情况进行研究,同时对靶定DlHsf的miRNA进行预测分析.结果表明:DlHsf基因家族共20个成员,基因结构高度保守.它们编码的蛋白具有典型的DNA结合域(DBD),且均为不含信号肽的不稳定蛋白.启动子分析发现,该基因家族成员的启动子除典型的热激元件(HSE)外,还含有MYB元件等与逆境胁迫及生长发育相关的元件,DlHsfA1d、DlHsfA9a、DlHsfA9b和DlHsfC1启动子存在典型的CpG岛.进化树分析表明DlHsf可分为DlHsfA、DlHsfB和DlHsfC三类. qRT-PCR结果表明,DlHsf在胚性阶段(EC)和球形胚阶段(GE)表达量较高,在不完全胚性紧实结构阶段(ICpEC)表达量较低,在龙眼体胚发育过程中呈现"V"状趋势,表明DlHsf可能主要在EC、GE阶段发挥作用.此外,DlHsf家族成员在花芽和花蕾中表达量较高,其次是在果肉中,推测DlHsfs可能与龙眼花发育等生长过程相关. psRNA Target预测结果表明DlHsf基因家族受到miRNA调控,且调控方式多样.本研究表明DlHsf功能多样,可能在龙眼生长发育、胁迫响应、DNA甲基化、组织器官特异表达等生物学过程中发挥作用.(图8表5参38)     

荔枝花发育过程中雌雄蕊内源激素的动态变化

分析了荔枝花性别决定中雄蕊和雌蕊内源激素含量的动态变化 .结果发现 :雌蕊的发育与较高浓度的IAA和iPAs相关联 ;GA和ZRs的含量在较低浓度时有利于性器官发育 ,而较高浓度则抑制了对应性器官的发育 ;在败育的雄蕊或雌蕊中都含有较高浓度的ABA ,但从激素平衡的角度分析 ,促进生长物质与抑制生长物质的比值相对高时 ,即雄蕊的ABA浓度相对较低 ,雄蕊发育正常 ;当该比值相对较低时 ,即雌蕊的ABA浓度相对较高 ,雌蕊发育正常 .提出调节荔枝雌、雄花的发育不是某一种激素单独作用的结果 ,而是各种激素在时间、空间上的相互作用产生的综合效果 .图 2表 2参 17     

Cd胁迫对水稻生长及内源激素含量的影响

镉(Cd)是水稻(Oryza sativa L.)生长非必需且有毒的元素,其对水稻生长发育和生理代谢过程有重要影响,而内源激素平衡对水稻生长发育起着重要的调节作用。因此,研究Cd胁迫下水稻生长和内源激素的变化对认知Cd对水稻毒害的生理过程有重要的意义。以水稻亲本蜀恢498、Ⅱ-32A和杂交稻Ⅱ优498为试验材料,通过不同Cd质量浓度条件(0、0.5、1、3 mg·L-1)下的水培试验,探究Cd胁迫对水稻生长和内源激素的影响。研究结果表明:相比对照处理,中Cd(1 mg·L-1)和高Cd处理(3 mg·L-1)显著降低水稻株高、地上部和根生物量;水稻中Cd质量分数和累积量均随Cd处理质量浓度的增加而增加,在1.0~3.0 mg·L-1 Cd质量浓度胁迫下,水稻地上部Cd含量和累积量表现为蜀恢498Ⅱ-32AⅡ优498;当处理浓度1.0~3.0 mg·L-1时,水稻IAA和GA3含量显著降低,而ABA则显著增加,品种间总体表现为Ⅱ优498的IAA含量显著高于亲本,ABA则显著低于亲本,GA3差异较小;随Cd质量浓度的升高(0~3 mg·L-1),水稻IAA/ABA比值先升后降,而GA3/ABA则逐渐降低,Ⅱ优498变幅明显低于亲本;Cd对杂交稻内源激素的影响明显轻于亲本。由此可见,Cd胁迫破坏水稻体内正常的激素调节平衡,影响水稻的正常生长;杂交稻Cd的耐受能力强于亲本材料。     

模拟酸雨对龙眼幼果纤维素酶活性和内源激素含量的影响

酸雨胁迫后，龙眼幼果IAA、GA1 3、ZRs、DHZRs、iPAs含量下降，ABA含量升高，生长抑制物ABA和生长促进物(IAA、GA1 3)的比值提高，酸雨胁迫还使纤维素酶活性上升，促进幼果脱落．易脱落幼果的纤维素酶活性和ABA含量高于正常幼果，而IAA、GA1 3、iPAs、ZRs、DHZRs含量低于正常幼果．图6表1参14     

龙眼Aquaporin家族的全基因组鉴定及其在体细胞胚发生早期的表达

水孔蛋白(AQP)是生物调控水跨膜运输的重要通道.为了解龙眼AQP基因家族的生物学功能,利用本实验室的龙眼基因组数据库,结合生物信息学的分析方法进行龙眼全基因组范围内AQP家族成员的鉴定,并对其蛋白质理化性质、系统进化关系、共线性、选择压力、基因结构、保守基序、蛋白质保守结构域、顺式作用元件、蛋白质互作和体细胞胚早期不同阶段的基因表达情况进行分析.结果显示,龙眼AQP基因家族共有35个成员,蛋白分子量在17.77×10~3-44.30×10~3 kD之间,分布在14条染色体上;经系统发育树分析,可将其分为5个不同亚家族:PIPs、TIPs、NIPs、SIPs和XIPs;不同亚家族间等电点、磷酸化位点、内含子数量和motif分布差异较大;AQP家族成员间共有6对共线性基因,与拟南芥基因组间有28对共线性基因,且在进化过程中都受纯化选择作用;龙眼AQP家族蛋白质都含有MIP保守结构域;其家族成员可与SYP、PP2A和BOR发生互作,PIP亚家族内的蛋白互作关系最强;基因组的FPKM值分析发现,大部分AQP成员可在龙眼胚胎早期不同阶段进行表达,其中DlTIP4的表达量在所有阶段远高于其他成员,可能在整个过程中发挥着重要作用.本研究表明龙眼35个AQP家族成员基因可能在体细胞胚胎发育阶段发挥重要作用,并且可能响应干旱、低温等非生物胁迫和脱落酸、生长素等植物激素的调控,在功能上具有明显的多样性.(图9表3参55)     

LED单色光质对黄瓜幼苗叶片和下胚轴中内源激素含量的影响

为了解光质及内源激素对黄瓜幼苗形态建成的影响,并向设施栽培育苗过程中光源的合理配置提供理论依据,采用发光二极管(Light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量分布,以白光为对照(CK),研究红、蓝、黄、绿4种单色光质下黄瓜幼苗叶片和下胚轴中赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)含量的变化.结果表明:不同光质可能通过调节内源激素的分布来影响黄瓜幼苗的光形态建成.红光和蓝光通过影响IAA的极性运输,影响真叶的生长进程,其中红光显著促进了IAA的极性运输,叶片中IAA含量仅20μg g-1,而下胚轴中IAA含量却高达120μg g-1;黄光处理下叶片中GA3含量高(约为对照的2倍),抑制叶片脱黄化,并引起叶片卷曲.各单色光质下黄瓜幼苗下胚轴与对照相比均有不同程度伸长,说明光对幼苗下胚轴的抑制作用可能是各种光质共同作用的结果.黄、绿光处理下胚轴中GA3含量显著升高,ABA含量显著降低,下胚轴显著伸长;红光引起下胚轴中GA3和ABA含量显著升高,但下胚轴长度增加不明显,黄瓜幼苗下胚轴的伸长可能与光质调节GA3和ABA的相对水平密切相关.综上所述,不同光质对黄瓜幼苗中内源激素含量的变化影响显著,从而引起了幼苗形态特征的显著变化.     

茶刺蛾危害后茶树挥发性有机化合物释放变化

为筛选引诱天敌昆虫的化学信息素,以应用其防控茶刺蛾(Iragoides fasciata Moore),研究了茶树[Camelliasinensis(L.)O.Kuntze]被茶刺蛾危害后释放出的挥发性有机物的变化.应用同时萃取蒸馏法收集被茶刺蛾危害和未危害的茶叶的挥发性有机化合物,气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)分析结果发现,未受害枝叶挥发性有机化合物共有63种组分,主要由酯类、醇类、烃类、酮类、杂环化合物、醛类、有机酸和醚类组成,烃类物质的相对含量占19.05%,而受害枝叶释放出的挥发物中烃类物质的相对含量增加到26.79%,反式-橙花叔醇、雪松醇、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯甲酸二异丁酯相对含量显著增加,此外,产生了32种新的组分,包括10种酯类、5种醇类、5种烯烃类、4种杂环类、3种芳香烃类、3种烷烃类、1种醛和1种酮.     

浙江天台山茶树光合日变化及光响应

自然条件下使用LCA－4型便携式光合测定系统研究了栽培天天台山主峰华顶山的茶树连体叶片的光合日变化及光响应。结果表明：在初夏晴天,上年越冬叶片（下称二年生叶）的光合速率,表观量子效率,羧化效率和饱和光强比展叶红16d的一年生叶高,CO2补偿点和光补偿点比一年生叶低,两者的净光合速率日进程曲线均为“双峰”型,午间胞间CO2浓度上升表明,此时净光合速率下降主要受非气孔限制因素的影响。一年生叶蒸腾速率高于二年生叶,它们日进程曲线为单峰河,午间最高,而气孔阻力进间最低。不同时段作光响应和CO2响应试验表明,上午茶树的表观量子效率,饱和光强和羧化效率较高,光补偿点和CO2补偿点较低。图3表4参26     

2种茶树对铜胁迫的响应及其组织铜化学形态变化的比较研究

为了分析不同茶树对Cu胁迫的生理响应及其组织中不同化学形态Cu的累积特性,本研究采用水培法,探讨铁观音、肉桂2种茶树在不同浓度Cu胁迫下,茶树根系活力、叶绿素含量、茶树组织Cu含量及不同化学形态Cu含量的变化,以期为重金属对茶树毒害机理和茶树对重金属的自我防御研究提供理论依据。结果表明,随着Cu胁迫浓度的增加,茶树根系活力及叶片叶绿素含量呈现下降趋势,而与对照相比,铁观音下降的幅度远高于肉桂。不同茶树品种在相同浓度Cu胁迫下,其根、茎、叶组织的Cu含量差异不显著,而不同组织中则表现为根叶茎。不同化学形态Cu含量分析结果表明,随着Cu胁迫浓度的升高,2种茶树根部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,而铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;茎部可交换态Cu、有机结合态Cu含量百分比呈现下降趋势,碳酸盐结合态Cu、铁锰氧化态Cu和残留态Cu呈现上升趋势;叶部可交换态Cu、碳酸盐结合态Cu、有机结合态Cu含量、铁锰氧化态Cu含量的百分比均呈现上升趋势,而残留态Cu呈现下降趋势。进一步分析发现,Cu胁迫下,铁观音茶树根、叶部主要以采取提高有机结合态Cu的形式来降低Cu离子毒害,而肉桂则以提高铁锰氧化态Cu形式降低Cu离子毒害,叶部则以提高铁锰氧化态Cu和残留态Cu的形式降低Cu离子毒害。可见,不同的茶树在Cu胁迫下所表现解毒模式存在着一定的差异。