拟南芥胁迫处理条件
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培养基上点种子:1.种子处理1.1 种子消毒处理在培养基中点样前,必须对种子进行消毒,防止感菌,具体方法为:先将种子倒在干净的纸上,挑去大的杂质,再将种子倒入EP管中,加入1mL70%酒精,振荡10min,将种子放在超净台中吹干。
1.2 点样将消毒处理后的种子,可以利用牙签点到培养基上,每次仅点一粒种子,根据培养皿的大小,确定一个里面能够点多少个种子,每个90mm培养皿上大约种30粒种子,防止植株长大后影响根与子叶的发育。
1.3 春化种子点样完毕后,将培养基密封,置于4℃冰箱里放置72h后,放回温室。
土培法:1.种种子前,要将营养土用自来水混匀后,121℃灭菌30min,待土冷却后,装入种植拟南芥的方盒中,再将方盒放入红色托盘中。
2.将要点的种子平铺在称量纸上,用牙签蘸取一粒种子点在营养土上,每点一个小盒时都用牙签做标记,以免遗种某个盒子。
(每个小盒子种5粒种子,每个大方盒子种9粒种子)3.将点了拟南芥种子的托盘置于22℃温室,并用一个干净的托盘盖在上面,大约两天后就可以打开上面的托盘,待植物长出4片叶子时,可以根据自己的实验需求对植物的幼苗进行取舍。
4.植株生长条件的控制幼苗移植后将花盆置于温室内,保证温室温度恒定在22℃,空气湿度70—80%,光照强度100—150μmol/m2/s,每天浇两次纯净水,上午9点左右一次,下午5点左右一次;一周浇一次营养液(1平匙溶于1L水中),营养液要灌在盆底。
浇水注意事项:1)水不可以浇的过多或过少,用手捏起一些土能挤出水来说明就有点太湿;2)水要浇均匀,托盘四个角的方向如果喷壶喷不到,可以用挤瓶均匀地喷一些水;3)用喷壶浇水时,喷壶的水柱不可以太大,以免把植物连根拔起;4)当植株出现花芽时,一定要保证水分的供应,促进果实的发育。
当植株结有豆荚时,可以适当的减少供水量,每两三天浇一次水便可,以利于种子的成熟。
开花后的植物不能再用喷壶浇水,要从盆底灌水,但不可以一次性灌太多水;5)在盆底灌水后,待植物吸收完水后,可以将盆底多余的水分倒出来;6)拟南芥受到胁迫判断标准:叶柄发紫,叶片发黄,开花期提前等;7)如果做生理实验,植物一旦受到胁迫,需要把植物丢弃,重新种植,以免实验数据不准确。
微管结合蛋白WDL5参与乙烯调控拟南芥响应盐胁迫的分子机理盐胁迫是农作物生长和发育过程中的一种常见环境压力,对作物产量和品质具有负面影响。
拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物,被广泛用于研究植物对盐胁迫的响应机制。
最近的研究发现,微管结合蛋白WDL5在拟南芥对盐胁迫的响应中发挥着重要作用。
研究表明,WDL5基因在盐胁迫条件下的表达水平显著上调。
进一步的功能研究发现,WDL5过表达株系在盐胁迫下表现出较低的叶片离子渗透性和较高的生长势。
相反,WDL5缺失突变体在盐胁迫下表现出较高的叶片离子渗透性和较低的生长势。
这些结果表明WDL5在拟南芥对盐胁迫的响应中起着正调控作用。
进一步的研究揭示了WDL5与乙烯信号途径的关系。
乙烯是一种重要的植物激素,已知参与调控植物对盐胁迫的响应。
实验证明,WDL5在盐胁迫下促进了乙烯合成相关基因的表达,并增加了乙烯的积累。
此外,WDL5还通过与乙烯信号传导相关基因的调控,增强了拟南芥对盐胁迫的耐受性。
进一步的分子机理研究揭示了WDL5与微管的关系。
微管是细胞骨架的重要组成部分,参与调控细胞形态和运输过程。
研究发现,WDL5通过结合微管,调控了细胞骨架的动态重组。
这种动态重组进一步影响了盐胁迫下的细胞形态和运输过程。
此外,WDL5还通过与微管相关蛋白的相互作用,调控了乙烯信号途径的激活。
综上所述,微管结合蛋白WDL5参与了拟南芥对盐胁迫的响应。
WDL5通过促进乙烯的合成和积累,增强了拟南芥对盐胁迫的耐受性。
此外,WDL5还通过调控微管的动态重组和与微管相关蛋白的相互作用,进一步调控了乙烯信号途径的激活。
这些研究结果为深入理解植物对盐胁迫的响应机制提供了新的线索,并为进一步提高作物抗盐性提供了潜在的目标基因。
低温胁迫下盐芥和拟南芥蜡质组成及相关基因的表达差异唐帅;陈悦;陈宁美;松布尔巴图;何俊卿;周宜君;徐小静【摘要】为揭示盐芥和拟南芥表皮蜡质中响应低温胁迫的关键化学组分及关键代谢基因表达的变化,以盐芥和拟南芥为材料,通过化学分析和荧光定量PCR技术,比较和研究了4℃低温胁迫处理下2种植物表皮蜡质的组成及蜡质代谢相关基因的表达差异.结果表明,与对照(22℃)相比,在4℃胁迫条件下,盐芥和拟南芥叶片表皮总蜡质含量以及蜡质各组成成分的含量均增加.经低温胁迫处理后,2种植物中组成蜡质的优势组分均未发生变化,表现为烷烃含量最多、初级醇含量次之、脂肪酸含量位居第3.对所选取的28个蜡质代谢相关基因的表达量进行分析,结果显示,盐芥中有23个基因上调,拟南芥中有13个基因上调,暗示盐芥和拟南芥中表皮蜡质代谢基因对低温的响应不同.【期刊名称】《河南农业科学》【年(卷),期】2018(047)011【总页数】8页(P37-44)【关键词】盐芥;拟南芥;低温;蜡质;基因表达【作者】唐帅;陈悦;陈宁美;松布尔巴图;何俊卿;周宜君;徐小静【作者单位】中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081;中央民族大学生命与环境科学学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】Q344+.13暴露在空气中的植物组织表面覆盖了一层脂类物质,这些脂类物质统称为蜡质。
此外,蜡质还包括花粉粒、植物地下部分的木栓质基质、愈伤组织以及种皮中的脂类[1]。
典型植物的蜡质主要由一系列伯醇、醛、烷烃、脂肪酸、酮和酯类的同系物组成,有时也会含有环状化合物,如三萜类化合物和甾醇[2]。
植物表皮蜡质在植物各组织的表皮细胞中合成,然后被分泌到表皮细胞外,形成柱状、棒状、管状、垂直板状、树枝状、伞状等多种形态的蜡质晶体[3]。
NCA1在拟南芥感受钠盐胁迫过程中功能的研究NCA1在拟南芥感受钠盐胁迫过程中功能的研究摘要:拟南芥作为模式植物,在环境逆境中具有较强的抵抗能力。
然而,钠盐胁迫对拟南芥的生长和发育产生了负面影响。
本研究旨在探究拟南芥中NCA1基因在感受钠盐胁迫过程中所发挥的功能。
通过一系列分子生物学实验以及生理指标测定,研究结果表明NCA1在拟南芥对钠盐胁迫做出的生理调节反应中发挥着重要作用。
引言:钠盐胁迫是土壤盐碱化的主要原因之一。
过量的钠盐会干扰植物的正常生长和发育,降低光合作用效率,导致叶片枯萎和植株死亡。
拟南芥作为一种模式植物,能够在一定程度上抵御钠盐胁迫。
先前的研究发现NCA1基因可能在这一过程中发挥重要作用。
本研究旨在进一步探究NCA1在拟南芥对钠盐胁迫的响应中的作用机制。
材料与方法:本实验使用野生型拟南芥作为研究对象,分为两组,分别为钠盐胁迫组和对照组。
通过PCR技术扩增得到NCA1基因的全长cDNA片段,并进行测序验证。
随后,将该片段克隆至植物表达载体中,并通过农杆菌介导法将其转化至拟南芥中。
转基因拟南芥经过筛选和鉴定后,选取具有高表达水平的转基因株系进行实验。
钠盐胁迫组和对照组的拟南芥苗分别置于含有一定浓度钠盐的营养液中,并在恒定的光照与温度条件下培养。
实验过程中,记录钠盐胁迫组拟南芥的生长状况,并通过相关指标的测定来评估钠盐胁迫对拟南芥的影响。
结果与讨论:经过PCR扩增和测序验证,确认获得了NCA1基因的全长cDNA 片段。
将该片段克隆至植物表达载体,并通过农杆菌介导法将其转化至拟南芥中,成功获得NCA1转基因拟南芥株系。
在钠盐胁迫下,对照组植株的生长明显受到抑制,而转基因株系的生长状况相对较好。
通过测定生理指标发现,钠盐胁迫组的叶片相对水分含量显著下降,而NCA1转基因株系的叶片相对水分含量下降幅度较小。
此外,钠盐胁迫组的丙二醛(MDA)含量显著增加,而NCA1转基因株系的MDA含量增加幅度较小。
培养基上点种子:1.种子处理1.1 种子消毒处理在培养基中点样前,必须对种子进行消毒,防止感菌,具体方法为:先将种子倒在干净的纸上,挑去大的杂质,再将种子倒入EP管中,加入1mL70%酒精,振荡10min,将种子放在超净台中吹干。
1.2 点样将消毒处理后的种子,可以利用牙签点到培养基上,每次仅点一粒种子,根据培养皿的大小,确定一个里面能够点多少个种子,每个90mm培养皿上大约种30粒种子,防止植株长大后影响根与子叶的发育。
1.3 春化种子点样完毕后,将培养基密封,置于4℃冰箱里放置72h后,放回温室。
土培法:1.种种子前,要将营养土用自来水混匀后,121℃灭菌30min,待土冷却后,装入种植拟南芥的方盒中,再将方盒放入红色托盘中。
2.将要点的种子平铺在称量纸上,用牙签蘸取一粒种子点在营养土上,每点一个小盒时都用牙签做标记,以免遗种某个盒子。
(每个小盒子种5粒种子,每个大方盒子种9粒种子)3.将点了拟南芥种子的托盘置于22℃温室,并用一个干净的托盘盖在上面,大约两天后就可以打开上面的托盘,待植物长出4片叶子时,可以根据自己的实验需求对植物的幼苗进行取舍。
4.植株生长条件的控制幼苗移植后将花盆置于温室内,保证温室温度恒定在22℃,空气湿度70—80%,光照强度100—150μmol/m2/s,每天浇两次纯净水,上午9点左右一次,下午5点左右一次;一周浇一次营养液(1平匙溶于1L水中),营养液要灌在盆底。
浇水注意事项:1)水不可以浇的过多或过少,用手捏起一些土能挤出水来说明就有点太湿;2)水要浇均匀,托盘四个角的方向如果喷壶喷不到,可以用挤瓶均匀地喷一些水;3)用喷壶浇水时,喷壶的水柱不可以太大,以免把植物连根拔起;4)当植株出现花芽时,一定要保证水分的供应,促进果实的发育。
当植株结有豆荚时,可以适当的减少供水量,每两三天浇一次水便可,以利于种子的成熟。
开花后的植物不能再用喷壶浇水,要从盆底灌水,但不可以一次性灌太多水;5)在盆底灌水后,待植物吸收完水后,可以将盆底多余的水分倒出来;6)拟南芥受到胁迫判断标准:叶柄发紫,叶片发黄,开花期提前等;7)如果做生理实验,植物一旦受到胁迫,需要把植物丢弃,重新种植,以免实验数据不准确。
拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制研究拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制研究植物在生长过程中常常面临干旱胁迫的挑战,而拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为一种常用的模式植物,被广泛应用于植物逆境适应性机制的研究。
其中,拟南芥CHR16基因在干旱胁迫中起着重要的调控作用。
本文将探讨拟南芥CHR16响应干旱胁迫的机制。
拟南芥CHR16基因位于植物染色体的16号位点上,编码一个蛋白质。
研究表明,在干旱胁迫下,CHR16基因的表达水平显著增加。
为了探究该基因在干旱胁迫中的功能及调控机制,许多研究组聚焦于CHR16基因的转录调控。
研究表明,干旱胁迫诱导了许多转录因子的表达,其中一些转录因子被认为是CHR16基因的调控因子。
进一步的分析发现,这些调控因子能够结合到CHR16基因的启动子区域,从而激活其转录。
此外,还有研究揭示了一些微小RNA的参与。
这些微小RNA通过与CHR16基因的mRNA结合,调控了其转录水平。
这些研究结果表明,CHR16基因的转录调控在拟南芥干旱胁迫响应中起着关键作用。
除了转录调控外,拟南芥CHR16基因的翻译调控也受到很多研究者的关注。
研究发现,在干旱胁迫下,CHR16基因的翻译水平也有所变化。
进一步的研究发现,一些RNA结合蛋白与CHR16基因的mRNA结合,从而影响其翻译水平。
此外,还有研究发现,一些翻译调控因子能够与CHR16基因的编码蛋白相互作用,进而调控其活性。
这些研究结果表明,CHR16基因的翻译调控也在拟南芥干旱胁迫响应中发挥重要作用。
除了转录和翻译调控外,拟南芥CHR16基因在干旱胁迫响应中还受到其他生物化学途径的调控。
其中,激素信号和信号转导通路发挥了重要作用。
研究表明,干旱胁迫能够激活一些植物激素的合成和信号传递。
这些激素通过转录和翻译调控,影响CHR16基因的表达和活性,进而调控干旱胁迫下的植物生理过程。
此外,一些信号转导通路如丙二酸、钙信号通路等也参与了CHR16基因的调控。
拟南芥rd29A启动子在不同胁迫下GUS活性分析
拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种常用的模式植物,广泛用于研究植物的生长发育和胁迫响应机制。
拟南芥rd29A启动子是一个重要的胁迫响应启动子,在胁迫条件下可以激活rd29A基因的转录,进而产生rd29A蛋白来应对植物的胁迫。
为了研究rd29A启动子在不同胁迫下的响应情况,我们进行了GUS活性分析。
GUS活性分析是通过测量GUS基因编码的β-葡萄糖苷酶(β-glucuronidase)的活性来反映启动子的转录水平。
本文将详细介绍我们的实验设计和结果分析。
我们构建了一个含有rd29A启动子和GUS基因的表达载体。
然后,将该载体转化到拟南芥中,得到转基因植株。
接下来,我们将转基因植株经过不同的胁迫处理,包括高盐、干旱、低温和激素处理。
在高盐胁迫下,我们观察到rd29A启动子的GUS活性显著增加。
这表明rd29A启动子在高盐条件下能够被激活,从而产生更多的rd29A蛋白来应对盐胁迫。
我们进行了激素处理实验,包括ABA(脱落酸)和SA(水杨酸)。
结果显示,rd29A 启动子在ABA和SA处理下的GUS活性均显著增加,说明rd29A在激素信号通路中的调控作用。
我们通过GUS活性分析研究了拟南芥rd29A启动子在不同胁迫下的响应情况。
实验结果表明,rd29A启动子在高盐、干旱、低温和激素处理下均能被激活,从而进一步证实了该启动子在植物胁迫响应中的重要性。
这为进一步探究rd29A启动子的调控机制和应对胁迫的分子机制提供了重要线索。
植物拟南芥重金属胁迫响应机制研究植物作为一类具有生命的生物体,同样需要各种元素来进行生长发育。
但是植物的生长环境往往千差万别,有些土壤中存在很多重金属元素,这种状况对植物的生长十分不利。
然而,植物自身有着抵御重金属胁迫的机制,其中最为显著的便是拟南芥(即小芥子)这个模式植物。
下面,我将主要讲述拟南芥在重金属胁迫下的响应机制。
拟南芥在被镉、铜、锌、镍、铅等重金属元素胁迫时,可以调控一些基因来进行生理反应,以达到降低重金属胁迫的状态。
最初,研究人员曾发现,在重金属胁迫下,拟南芥的根部会出现伸长不良、容易死亡等现象。
后来,进一步的实验表明,重金属胁迫会导致植物体内铁离子浓度降低,进而影响植物维持正常的代谢活动。
但是,随着研究的深入,越来越多的基因被发现在重金属胁迫下得到了调控。
一些研究已证实,拟南芥可以发挥自身的系统性天然抗性机制来对抗重金属胁迫。
其中,一些簇毛菜糖活性的基因和一些丝氨酸激酶检查点几乎覆盖了整个植物体内细胞质和叶绿体。
这样,植物可以快速地感知、延迟和防御来自外部的威胁。
此外,拟南芥中的许多基因也会参与到重金属胁迫下的调控中。
例如,CTX1、MTP11、HMA4等细胞膜上的电中性离子转运蛋白均被证实与重金属离子的运输和分配有关。
此外,一些NAC转录因子如ANAC019、ANAC055和ANAC072也可以参与重金属胁迫下细胞信号转导、电离调节和抗氧化性等细胞生理过程的调节机制。
除了上述基因调控的重金属胁迫响应机制外,拟南芥还可以积极地排除体内的重金属离子。
这一过程的关键在于一类称为金属螯合剂的低分子量化合物,它们可以在体内中继失去活性的金属离子、转运和调节内源铁等各种功能。
拟南芥中的主要金属螯合剂为谷胱甘肽(GSH),它可以与重金属离子形成螯合物,从而降低重金属胁迫的危害性。
总之,拟南芥的重金属胁迫响应机制是一个由许多基因共同参与的复杂过程。
在重金属胁迫下,植物可以有效地调节基因表达、控制细胞代谢活动,从而降低重金属离子的危害性。
DOI:10.16605/ki.1007-7847.2022.02.0121拟南芥Hsp 20基因家族的特征及其在干旱和盐胁迫下的表达分析黄思沛,黄德娅,付连郭,秦余,唐婕,吕思慧,廖海*,周嘉裕*(西南交通大学生命科学与工程学院,中国四川成都610031)摘要:热激蛋白20(heat shock protein 20,Hsp20)是植物响应非生物胁迫时广泛合成的一类功能蛋白质,参与植物的抗逆过程。
借助拟南芥基因组数据库,利用生物信息学方法分析Hsp 20基因家族。
HMMER 搜索和蛋白质的理化性质分析表明,拟南芥至少含有30个Hsp 20基因,其编码蛋白的分子质量为14.6~41.4kD,且均含有α-晶状体蛋白结构域。
系统发育分析表明,在30个拟南芥Hsp20成员中,22个归属于12个不同的亚家族,其余8个归于未知分类,可能为Hsp20类蛋白质(Hsp20-like)。
共线性分析表明,片段复制与串联复制是Hsp 20成员的主要扩增事件,大部分Hsp 20不含或只含1个内含子。
MEME 分析结果表明,基序1、2、9是Hsp20共有的保守基序。
转录组分析提示,15个Hsp 20的表达水平在干旱和(或)盐胁迫后出现了上调,该结果得到了qRT-PCR 实验的验证。
以上结果为人们进一步探究Hsp 20基因的生物学功能提供了理论依据。
关键词:拟南芥;热激蛋白20(Hsp20);基因家族;生物信息学分析;非生物胁迫;表达分析中图分类号:Q943.2,Q945.78文献标志码:A文章编号:1007-7847(2023)02-0162-08Characterization of Arabidopsis thaliana Hsp 20Gene Family and Its Expression Analysis Under Drought and Salt StressHUANG Sipei,HUANG Deya,FU Lianguo,QIN Yu,TANG Jie,L ÜSihui,LIAO Hai *,ZHOU Jiayu *(School of Life Science and Engineering ,Southwest Jiaotong University ,Chengdu 610031,Sichuan ,China )Abstract:Heat shock protein 20(Hsp20)family contains a kind of functional proteins that are widely syn-thesized in plants in response to abiotic stresses.Herein,the Hsp 20gene family was analyzed by bioinfor-matics using Arabidopsis thaliana genome database.HMMER search and protein physicochemical property analysis showed that there are at least 30Hsp 20genes in A.thaliana ,encoding 14.6~41.4kD molecular weight proteins,all of which contain an α-crystallin domain (ACD).Phylogenetic analysis showed that 22of the 30A.thaliana Hsp20members belong to 12different subfamilies,and the remaining 8belong to un-known taxa,which may be Hsp20-like proteins.Collinearity analysis showed that fragment replication and tandem replication are the main amplification events of Hsp 20members,and most Hsp 20members contain no or only one intron.Analysis using MEME showed that motifs 1,2,and 9are common conserved motifs in Hsp20family.Transcriptome analysis indicated that the expression levels of 15Hsp 20genes were up-regu-lated after drought and (or)salt stress,which was verified by qRT-PCR assay.These results provide theoreti-cal basis for further investigation of the biological functions of Hsp 20genes.收稿日期:2022-02-28;修回日期:2022-07-01;网络首发日期:2023-03-28基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(31500276);四川省中医药管理局项目(2020JC0128,2021MS116);西南交通大学医工结合项目(2682021ZTPY017);西南交通大学个性化实验(GX2022160170)作者简介:黄思沛(1998—),男,陕西汉中人,硕士研究生;*通信作者:廖海(1974—),男,四川遂宁人,博士,副教授,主要从事生物化学和分子生物学研究,E-mail:********************;周嘉裕(1976—),女,四川宜宾人,博士,副教授,主要从事植物学和分子生物学研究,E-mail:******************** 。
拟南芥植物反应抗旱逆境真菌感染冷却处理拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种广泛应用于植物研究领域的模式植物。
它具有短的生命周期、小型体型以及易于种植和管理的特点。
因此,拟南芥被广泛用于研究各种植物逆境响应,包括抗旱、真菌感染等。
本文将针对拟南芥植物在抗旱逆境和真菌感染方面的冷却处理进行综述。
抗旱逆境是植物生长发育过程中的一种重要逆境。
干旱会引起植物水分胁迫,导致细胞脱水和生理代谢的紊乱。
拟南芥作为一种适应于各种环境的植物,其适应干旱的机制引起了科研人员广泛的兴趣。
研究表明,拟南芥在干旱逆境中通过启动一系列信号转导途径和调控基因表达来实现抗旱适应。
其中,与调节植物顶端生长相关的蛋白质DREB(dehydration-responsive element-binding protein)在抗旱逆境中起着关键作用。
DREB通常通过结合抗旱反应相关的启动子元件,如DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat)来调节抗旱基因的表达。
除此之外,一些拟南芥植物激素和信号分子也参与了抗旱逆境下的调节,如脱落酸、脱落酸反应基因及MYB转录因子等。
在面临真菌感染逆境时,拟南芥植物也会采取一系列防御机制来抵抗真菌感染。
拟南芥通过产生抗菌蛋白和调节关键防御基因表达来对抗真菌的侵袭。
例如,拟南芥可产生一种名为PR蛋白(pathogenesis-related proteins)的抗菌蛋白。
这些抗菌蛋白可以直接杀死真菌,或通过增强植物自身防御系统来抗击真菌感染。
此外,一些与拟南芥植物免疫反应相关的信号分子也在对抗真菌感染中发挥重要作用。
其中,植物激素茉莉酸和乙烯增加了拟南芥植物对抗真菌感染的抵抗力。
茉莉酸通过激活一系列抗真菌基因的表达来增强植物抗真菌能力,而乙烯则参与了拟南芥植物对真菌感染的信号传导过程。
冷却处理是一种常用的实验手段,用于模拟植物在低温环境中的逆境响应。
常见拟南芥胁迫条件处理方法:
盐胁迫处理方法:将野生型和转基因植株移入营养土中,放在培养箱中培养,每隔2天用1/8Hongland营养液浇灌,生长4周后,用含50mmol.LNaCl的1/8Hongland营养液浇灌,每隔一天以50mmol.L的浓度递增,最后到达终浓度0,50,100,150,200mmol.L,保持终浓度7天后,测定相关指标。
每个指标至少6个重复。
干旱胁迫处理:将野生型与转基因植株分别种植在营养土中,用1/8Hongland营养液浇灌至田间最大持水量培养4周。
然后停止浇水,使土自然变干,直到7天后所有植株出现萎蔫,在第8天再回复浇水至田间最大持水量。
胁迫期间,每隔1天测定相关指标,每隔指标至少6个重复。
通常测定指标包括:地上部分干重,钠钾钙含量,叶片相对含水量,叶片质膜透性(相对导电率),MDA(采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量),净光合速率。
PEG胁迫处理:PEG抑制主根生长:在40%PEG处理下Col-0和Ws主根的生长完全被抑制,并且Col-0有25%的主根根尖发生死亡;当PEG浓度达到50%时,Col-0全部主根根尖都已死亡,Ws的的幼苗主根根尖有86%发生死亡。
Ws对PEG抑制主根生长及引起死亡发生的作用的抗性要强于Col。
对50%PEG处理的Col-0的幼苗主根根尖死亡情况的分析可知,死亡的高峰期在第二天,有70%的主根根尖发生了死亡。
经过TUNEL和DNA ladder检测发现这种死亡是PCD,在1.5天PCD的发生的反应最强烈。
在PEG胁迫后恢复时,也可诱导主根根尖产生PCD,且表现得比接受干旱胁迫敏感。
在40%PEG处理时其死亡率仅为25%,而恢复后其死亡率增加到87%;将50%PEG处理1天还未死亡幼苗进行恢复,8小时后主根根尖全部发生死亡。
侧生根产生的位置与开始受胁迫浓度有关,浓度越高其离根尖最近的侧根发生位置越远离根尖。
经过40%PEG处理的幼苗在恢复时,离根尖最近的侧根发生的位置有82%集中于0-1/2(侧根到根尖的距离/主根长),其余的幼苗离根尖最近侧根发生位置介于1/2-3/4之间。
而将50%PEG处理的幼苗在恢复时,离根尖最近的侧根发生的位置集中于3/4-1,剩下的发生位置介于1/2-3/4之间。
长时间的干旱对拟南芥的恢复不利:50%PEG处理Col-0幼苗的时间长于15天后,在恢复时植株将会死亡,但是在50%PEG处理60天时幼苗仍然没有死亡。
拟南芥PEG胁迫处理:以拟南芥ATHK1基因T-DNA插入所产生的缺失突变体和野生型WS(Wassilewskija)生态型为材料,分析了它们在生理和基因表达方面的差异。
结果表明突变体的离体叶片失水率明显大于野生型;在30%PEG-6000胁迫后,野生型和ATHK1突变体的细胞膜离子外渗率比胁迫前分别增加了50%和80%。
PEG胁迫48h时突变体的萎蔫程度明显大于野生型WS。
以上结果说明ATHK1突变体的抗渗透胁迫能力低于野生型,即ATHK1基因参与了拟南芥适应逆境的调节反应(ATHK1基因调节拟南芥渗透胁迫信号转导过程)
PEG胁迫处理:种子萌发期筛时用滤纸,按培养皿直径裁剪,滤纸直径比其略小,每皿放2张;苗期筛选用纱布,用大培养皿( 培养皿底直径1 2 C m) ,将纱布按照培养皿底裁剪,比其直径略小裁剪好的滤纸和纱布平铺到培养皿中,连同镊子、小量筒一起用高温蒸气灭菌( 1 2 1 ℃,3 O 分钟) ,。
P E G为P E G一8 0 0 0( 日本进口分装,北京鼎国公司出品) ,
其浓度根据不同筛选时期进行选择。
实验的种子用50%漂白水表面消毒5min ,再用无菌水漂洗4-5次。
萌发期筛选时,种子直接播种到滤纸上;苗期筛选则将种子直接播种到铺有纱布的MS( S i g ma ) 培养基( Ms + 2 %蔗糖+1%琼脂,p H 5.7 0 ) 上。
播种后于暗下以4 ℃低温处理4 8 h,放入培养室[ ( 2 l 士2 ) ℃,日光灯光强5 0 l a E .m- 2 .s ,1 4 h光照/1 0 h黑暗,相对湿度70%]中培养。
种子萌发期条件的确定在超净台上,将经过高温消毒后的0 %、5%、l0%、15%、2 0%、2 5%PEG水溶液,用量筒各取7 mL充分浸润2层滤纸,再将经消毒过的拟南芥种子点播在滤纸上,封口,于暗中以4℃低温处理2d ,然后放到培养室生长5d,观察萌发及其他表型,统计相关数据。
苗期条件的确定将消毒后尚未凝固的MS培养液24mL直接倒入铺有纱布的培养皿中,凝固后播种。
于低温下放置2d ,再放入培养室生长7d,用镊子轻轻夹起纱布一侧,将l2 mL 0%,10%、20%、30%的P E G溶液沿培养皿边缘缓缓倒入培养皿中,放下纱布并转动培养皿,以使PEG溶液均匀分布,封口后放入培养室中,每天观察,确定这一时期用于突变体筛选的指标。
平皿中鉴定
结果:拟南芥Col播种在经水浸润的滤纸上,4d后萌发率为100%,随着PEG浓度的升高,萌发率逐渐降低。
PEG的浓度为20%时,萌发率降至7.3%:PEG浓度升高到25%时
萌发率为零。
可见,PEG对Col种子萌发的抑制对剂量是依赖的。
因此,我们遂以25%的PEG下种子以是否萌发为指标,进行筛选( 图l 和2 )
经PEG处理5d的拟南芥幼苗主根伸长受抑制,,拟南芥幼苗主根的伸长生长在5%PEG溶液中极显著地被抑制,10%以上P E G中主根伸长生长则完全受抑制。
据此,我们即以在此种浓度下主根是否伸长为筛选指标,并筛选到一部分在5%PEG下主根明显能生长的拟南芥突变体.将拟南芥生态型Co1种子播种到铺有纱布的培养皿中,在正常的MS培养基上生长7 d后施加不同浓度的P E G溶液,定时观察拟南芥苗的存活率,确定选用的浓度和时间。
结果,在30%PEG中处理4d后的拟南芥生态型Col苗变白,萎蔫,其存活率为0。
据此,我们即用30%PEG作为筛选浓度.
土中鉴定:将种子表面消毒后播种在MS培养基上,置于4°冰箱中避光春化4d后转入光照培养,光照强度为1 6 0umol photons m-2s-1,光周期为16 /8h (昼/夜) ,培养温度为23°,湿度为
60%。
将MS培养基中见光生长1周后的幼苗,转移至营养土和蛭石按体积1:1混合的介质中培养,培养15d后将其进行渗透胁迫处理。
对照条件为Hoagland营养液浇灌的基质培养,渗透胁迫条件为含有5%,10%和15% PEG的营养液浇灌的基质培养,处理15d时,取其莲座叶为实验材料。