植物GH3基因是一种典型的植物生长素原初反应基因, 此类基因与植物的生长发育密切相关。GH3基因在植物生长素信号途径、光信号途径以及植物的防卫反应中起着重要作用。植物GH3蛋白具有植物生长素氨基酸化合成酶活性, 这有助 于维持植物生长素的动态平衡。该文介绍拟南芥等植物中GH3基因的生物学功能研究概况和最新进展, 为植物GH3基因家族的进一步研究提供参考。

高等植物根据其CO2同化方式的不同, 可分为C3植物、C4植物和CAM植物。由于C4植物特殊的光合作用方式, 其光合能力明显高于C3植物。然而, 大多数农作物都是C3植物。为了改善C3植物的光合能力, 人们试图通过转基因的方法来改造C3作物, 以提高主要农作物如水稻(Oryz a sativa)、小麦(Tri ticum aestivum)和大豆(Glycine max)等的光合生产力, 并在这些方面做了很多有益的尝试。该文主要综述了通过转基因方法改善碳循环能力的一些进展, 并对一些尚需深入研究的问题进行了探讨。

采用RT-PCR方法研究了不同浓度壳寡糖对烟草悬浮细胞茉莉酸合成酶基因的转录调控。结果表明, 50 μg.mL-1壳寡糖能够明显诱导烟草悬浮细胞茉莉酸合成途径的关键酶——磷脂酶A2、13-脂氧合酶、丙二烯氧化物合成酶、丙二烯氧化物环化酶和12-氧-植物二烯酸还原酶基因的表达, 而且该浓度的壳寡糖对这些基因的诱导作用相同(似)。在实验设定时间内均诱导表达编码磷脂酶A2的基因, 对其它基因的诱导时间均为8小时, 表明50 μg.mL-1壳寡糖在诱抗过程中启动了茉莉酸合成途径。而200 μg.mL-1壳寡糖的处理对这些基因的表达无显著影响。表明不同浓度的壳寡糖对烟草悬浮细胞的作用模式存在差异, 且高浓度的壳寡糖在烟草悬浮细胞中启动的信号通路可能没有茉莉酸信号的参与。

研究了厦门海区盐度和温度对北美海蓬子 (Salicornia bigelovii )种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示, 海蓬子种子对温度变化反应非常敏感, 在15°C时发芽率最高(94%), 但萌发指数最低, 而在20°C时萌发指数最大; 在盐度5 g.L-1时种子具有最高的发芽率和萌发指数, 在盐度50 g.L-1时仍有13.3 %的发芽率, 并且各种盐度处理下逐日萌发指数均能在2天内达到最大。盐度10-20 g.L-1最适宜幼苗生长, 高盐(＞30 g.L-1)具有一定的抑制作用, 主要表现为生长缓慢, 含水量和根系活力下降, 并且根的盐敏感程度大于茎。在不同盐度处理下, 北美海蓬子适应一种新的耐盐机制, 在无盐(0 g.L-1)和高盐(40 g.L-1) 胁迫下, 过氧化氢酶(catalas e, CAT)和过氧化物酶(peroxide, POD)这2种酶蛋白对盐离子效应敏感, 起主要的抗氧化作用; 相反, 生长在适宜盐度范围(10-30 g.L-1)内, 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)维持较高活性。研究结果表明, 北美海蓬子适宜在沿海滩涂环境条件下生长, 有望作为一种抗盐耐海水蔬菜加以开发和利用, 并进一步在污染海水净化修复中发挥可能的生态功能。

为了减轻UV-B辐射对植物叶片的伤害, 本研究以离体红芸豆叶片为实验材料, 通过外源施加NaHSO3的方法探讨了UV-B辐射下NaHSO3 对离体红芸豆叶片的保护作用。结果表明：与未处理对照相比较, 用0.5 mmol.L-1 NaHSO3处理的离体红芸豆叶片表面褐色斑减少、边缘蜷曲及萎蔫程度降低；且能延缓叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的降低；使类黄酮含量升高； 叶片中过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性升高, 过氧化氢(H2O2)含量降低。进一步研究发现NaHSO3处理能明显延缓PSⅡ原初光能转换效率的降低；增强PSⅡ的电子传递能力, 减少叶绿体内有害自由基的产生, 减缓叶绿体内光合机构遭受破坏的程度。以上结果表明NaHSO3可能通过提高POD和APX的活性、降低自由基产生及保护光合色素等来实现UV-B胁迫下对红芸豆叶片的保护作用。

产紫杉醇的内生真菌(Fusarium mairei)先培养在B5液体培养基中, 然后制备成内生真菌培养液。在东北红豆杉(Taxus cuspidata)细胞悬浮培养的不同阶段(5、10和15天), 用不同剂量的内生真菌培养液(2、4和6 mL)分别进行处理。结果表明,在用4 mL内生真菌培养液处理的植物细胞中可获得最高的紫杉醇产量(5.88 mg.L-1)与释放率(67%), 分别是对照的1.9 倍与5.6 倍。添加时间方面, 在植物细胞培养周期的第5天添加4 mL内生真菌培养液, 可获得最佳效果, 紫杉醇产量与释放率分别为6.1 mg.L-1与75%, 分别是对照的2倍与6.8倍。与其它诱导子相比, 4 mL内生真菌培养液不仅可提高紫杉醇的释放率, 而且不会引起东北红豆杉细胞膜的明显伤害, 说明内生真菌发酵液激活了紫杉醇主动运输过程中的相关酶类。

根据桂花(Osmanthus fragrans)品种的形态特征, 结合AFLP分子标记, 对部分桂花栽培品种进行了遗传多样性分析。结果表明, 桂花品种之间存在着较为丰富的遗传多样性, AFLP分子标记检测到的多态性条带占总扩增条带的57.46%。 根据桂花品种的主要性状特征, 利用数值分类法对其进行分类, 并用UPGMA法对AFLP结果进行聚类分析, 结果均显示桂林地区的桂花品种存在明显的区域性, 花色可以作为重要的分类标准, 同时对桂花品种的分类系统进行了探讨。

拟南芥属(Arabidopsis (L.) Heynhold)拥有现代分子生物学研究的模式植物拟南芥(A. thaliana (L.) Heynhold), 但其属的系统位置及与近缘属关系争议较大。根据对拟南芥属及其相关属种的种皮微形态观察, 结合测定分析各属种叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列, 结果表明, 拟南芥属的近缘属种包括荠属(Capsella Medic.)、亚麻荠属(Camelina (L.)Crantz)、须弥芥属(Crucihimalaya Al-Shehbaz et al.)、无苞芥属(Olimarabidopsis Al-Shehbaz et al.)、旗杆芥属(Turritis L.)、南芥属(Arabis L.)和糖芥属(Erysimum Kitagawa)。

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。

将八氢番茄红素合成酶基因(PSY)重组于植物双元表达载体pBin438, 得到重组质粒pBin438-PSY。用冻融法将其导入农杆菌EHA101中, 采用叶盘法转化人参愈伤组织, 对所获得的抗性细胞系进行PCR和Southern检测, 并对表达产物进行 了薄层层析(TLC)、光谱分析、高效液相色谱(HPLC)检测及含量测定。结果表明PSY基因已成功导入人参愈伤组织细胞基因组, 并已得到高效表达, 表达产物b-胡萝卜素含量为143 ug.g-1人参细胞干重。本研究利用转基因方法在人参愈伤组织细胞中成功地表达了八氢番茄红素合成酶基因, 为进一步提高人参的营养价值奠定了基础。

对无胶筛分毛细管电泳体系的筛分介质浓度、缓冲体系的离子强度、分离电压、进样量及温度等条件进行了优化, 最终确定最佳分离条件为7.5% Dextran, 7.5%丙三醇, 0.15 mol.L-1 TB, 0.1% SDS, 分离电压23.5 kV, 进样量1.5 ps i×90秒, 温度25°C。应用此方法对金冠×红玉苹果杂种后代韧皮部蛋白质进行测定, 得到了多个与阶段转变相关的蛋白质, 在韧皮部50节上, 有分子量为5.0 kDa的特异蛋白质出现, 分子量为24.5 kDa的蛋白质含量在阶段转变过程中明显升高。

以油樟(Cinnamomum longepaniculatum)叶片为外植体在附加6-BA和NAA不同激素浓度组合的MS培养基上筛选质地疏松、生长旺盛的愈伤组织, 分别接种在MS、B5、WPM三种液体培养基中进行细胞悬浮培养, 并检测诱导产生的次生代谢产物。结果表明: 2 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1 NAA能诱导质地疏松、生长旺盛的愈伤组织, B5基本培养基中细胞长势最好; 愈伤组织在B5+2 mg.L-1 6-BA+ 0.5 mg.L-1 NAA中悬浮培养, 继代2次后形成均一的单细胞; 从油樟悬浮培养物中检测出50%以上的成分是苯甲醇。

蛋白质组学是通过对全套蛋白质动态的研究, 来阐明生物体、组织、细胞和亚细胞全部蛋白质的表达模式及功能模式。大量可用的核苷酸序列信息和灵敏高速的质谱鉴定技术, 使得蛋白质组学方法为分析模式植物和农作物的复杂功能开辟了新的途径。目前, 种子蛋白质组研究主要集中在两个方面: 一方面是鉴定尽可能多的蛋白, 以创建种子特定生命时期的蛋白质组参照图谱; 另一方面主要集中在差异蛋白质组, 通过比较分析不同蛋白质组, 以探明关键功能蛋白。该文综述了近年来种子蛋白质组的研究进展, 内容包括种子发育过程中蛋白质组的变化, 与种子休眠/萌发相关的蛋白质组、翻译后修饰蛋白质组、细胞与亚细胞差异蛋白质组以及环境因子对种子蛋白质组的影响; 并对种子蛋白质组研究的热点问题进行了展望。

SUMO化修饰是细胞内蛋白质功能调节的重要方式之一。植物中的SUMO化修饰途径由SUMO分子和SUMO化酶系组成。SUMO化修饰是一个可逆的动态过程。SUMO前体蛋白在SUMO特异性蛋白酶的作用下成熟, 随后通过SUMO活化酶、SUMO结合酶和SUMO连接酶将靶蛋白SUMO化, 最后SUMO特异性蛋白酶将SUMO与靶蛋白分离, 重新进入SUMO化循环。初步研究表明, 植物SUMO化修饰参与植物花期调控、激素信号转导、抗病防御以及逆境应答等生理过程。

细胞程序性死亡对于植物的正常生长发育及病理过程具有十分重要的生物学意义。现有的实验证据表明, 细胞程序性死亡在动物和植物中有许多相似之处, 但也各有特点。在植物中, VPEs、metacaspases和saspases 等酶类在细胞程序 性死亡过程中发挥了关键性作用。该文详细比较了动、植物细胞程序性死亡的差异, 并阐述了VPEs 、metacas pases 和saspases三种类caspases蛋白酶在植物程序性细胞死亡中所起的作用。

植物营养贮存蛋白(vegetative storage proteins )是广泛存在于植物营养组织且含量丰富的蛋白, 最初是作为植物氮源的临时贮存形式而被人们认识。然而, 不同植物中的营养贮存蛋白的生化来源和生物学特性并不相同, 并且除了营养贮存功能外, 更重要的是这类蛋白在植物防御中也承担着多种多样的重要角色, 或具有抗虫活性, 或能够抑制病原细菌和病原真菌的生长, 或参与植物防御过程中的信号转导等。对植物营养贮存蛋白在植物防御中作用机制的深入研究将使这类蛋白在新型生物农药的开发和植物抗病基因工程中具有广阔的应用前景。