水稻高温、干旱响应基因OsHdr5的克隆与表达谱分析

低温、高温、干旱等非生物逆境通常会严重影响到水稻的生长及产量.为深入了解水稻逆境反应的分子机理和挖掘耐逆相关基因,本文采用Affymetrix水稻表达芯片对水稻多逆境下的全基因组表达谱进行分析,并筛选出众多表达特异基因.OsHdr5是其中一个在多个生长发育时期与组织器官中受高温、干旱诱导均显著上调的基因,用实时定量PCR方法(real-time PCR)对其表达水平进一步分析,两组结果基本吻合.用PCR方法扩增获得长为743bp的全长基因序列,其ORF区编码167个氨基酸残基,组成的肽链含有磷酸化激酶位点,形成的二级结构包含一个由6个α螺旋和2个β折叠组成的跨膜结构域,进一步分析推测其可能是叶绿体膜上与细胞跨膜信号传递相关的功能蛋白.     

一个水稻显性短根突变体的遗传分析和基因定位

研究所用的水稻短根突变材料ksr3是从甲基磺酸乙酯诱变的籼稻品种Kasalath突变体库中筛选获得。该突变体在苗期表现为主根、侧根和不定根明显变短且扭曲,根毛异常浓密,长度明显增加,成熟期植株明显矮化。遗传分析表明该短根突变性状受一对显性基因控制。用突变体ksr3和Nipponbare杂交构建的F2群体进行基因定位,将该基因定位于第7染色体上,与STS标记S3569和S5817连锁,在2个标记间发展4个新的STS标记,最终将KSR3定位在S3702和S4046之间的312 kb范围内。     

植被护坡中植物根系的阻裂增强机理研究

本文从复合材料的角度对植物根系的加固机理进行了分析,将含根系的岩土体看成一特殊的复合材料,其中岩土体为基体相材料,根系为增强相材料,根系犹如纤维,将对根土复合体起到阻裂增强作用.并运用能量原理对根系的阻裂增强作用进行了分析研究,得出根土复合体中某点的抗剪强度增量的计算公式及该点处根系的抗拔力和最大拔出长度的计算公式,得出某点抗剪强度增量主要与该点处根的面积比、面密度、长径比、抗拉强度、根士间的黏聚力及摩擦系数有关,及如果根系深入某点以下锚同段长度大于该点处的最大拔出长度,根系将被拉断的结论.     

属间远缘杂交水稻耐旱性生理特性的比较研究

采用在ＹＯＳＨＩＤＡ水稻专用培养营养液中添加一定量的ＰＥＧ ６０００的方法，比较研究了模拟干旱胁迫条件下属间远缘杂交新型水稻品种“远诱１号”（Ｙ）及其水稻亲本“圭６３０”（Ｇ）、高梁亲本“桃长红”（Ｔ）以及生产推广杂交组合“汕优６３”（Ｓ）等试验材料某些生态生理特性的差异。研究结果表明，在－１．０ＭＰａ的高渗胁迫下，Ｙ、Ｇ、Ｔ的萌发系数均有不同程度的下降，正常培养条件下的萌发系数ＧＣ分别为３６．９     

池杉—水稻系统中不同行向池杉遮荫效应及其对水稻的影响

本文通过对池杉－水稻系统中东西向和南北向池杉林带遮荫的范围，遮光的强弱，以及林带影响下水稻的生量、产量和米质进行了对比的研究，结果表明，南北向林带对水稻的产量和米质基本上没有影响，东西向有影响。     

水稻幼苗超氧物歧化酶研究

本文研究了水稻幼苗不同器官超氧物歧化酶（ＳＯＤ）及水稻在感病后ＳＯＤ活性的变化。结果表明水稻叶、茎、根具有相同的ＳＯＤ同工酶谱带，只是酶活性有差异。在接种不同病原菌后，水稻叶片ＳＯＤ活性均明显提高。     

水稻根谷氨酰胺合成酶同工酶某些性质研究

对水稻根两种不同形式的谷氨酰胺合成酶（ＧＳｒａ和ＧＳｒｂ）进行了动力学性质研究．ＧＳｒａ对热比较稳定，而ＧＳｒｂ比较敏感；ＧＳｒａ的最适温度为５５℃，ＧＳｒｂ为４３℃．ＧＳｒａ和ＧＳｒｂ的最适ｐＨ都为７．５．ＧＳｒａ对Ｌ－谷氨酸、羟胺和ＡＴＰ的表观Ｋｍ分别为４．１６、０．６０和０．３４，而ＧＳｒｂ分别为１５．７３、０．６０和０．５８．ＭＳＯ对两者均表现为竞争性抑制作用     

水稻三系及其杂种F1的核组蛋白研究

本文提取了杂交水稻COryza Sativa L.)的三系及其F,代的组蛋白，采用聚丙烯酞胺凝胶电泳及SDS-聚丙烯酞胺凝胶电泳进行分析，并与小牛胸腺组蛋白进行了比较.水稻和小牛胸腺的H,,H‘在两种凝胶电泳中都显示了相同的泳动率.水稻H:. , H:、比小牛胸腺中的相应组份在两种凝胶电泳中皆显示较低的泳动率，具较大的分子量.在我们的研究范围中，H,表现出种的特异性，而且杂种F:的H,含量高于亲本，这提供了一种从分子遗传学角度来研究杂种优势的可能性.     

水稻液泡膜H~＋－ATPase的分离纯化及生化性质研究

用差速离心和密度梯度离心的方法，分离水稻液泡膜微囊，测定膜微囊ＡＴＰａｓｅ活性．用５％的ＴｒｉｔｏｎＸ－１００溶膜后的上清液，经ＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－６Ｂ柱层析纯化，得到ＡＴＰａｓｅ复合物．生化性质研究结果表明，纯化前后基本相似．酶活性需要Ｍｇ２＋，受Ｃｌ－激活，对叠氮化钠、钒酸盐和寡霉素不敏感，受硝酸盐、ＤＣＣＤ（质子通道抑制剂）抑制，泵质子产生的膜电位△可被质子通道的离子载体ＣＣＣＰ破坏．     

褶纹冠蚌硫氧还蛋白基因克隆及空间结构分析

运用RACE-PCR方法从褶纹冠蚌血细胞中克隆出硫氧还蛋白(Trx)的cDNA。结果表明褶纹冠蚌TrxcDNA序列全长为1 169bp,其中5′非编码区(UTR)长11bp,3′非编码区长840bp,含有PolyA尾和典型的腺苷酸信号序列AATAAA,开放阅读框长度为318bp,编码105个氨基酸。预测蛋白质分子量为11.6kDa,等电点为5.38,未发现有信号肽。氨基酸序列中含有1个Thioredoxin结构域(T3-K104),区域内包含一个保守的CGPC活化位点。序列同源性比较结果显示褶纹冠蚌Trx与太平洋牡蛎和紫贻贝的氨基酸序列一致性分别为56%、52%。预测的Trx空间结构由5个β折叠和4个α-螺旋组成,α-螺旋包围β折叠形成紧密的球形,这一结构与人的Trx空间结构相似。     

水稻RUBPCase 小亚基基因(rbcS)全长cDNA的克隆和分析

根据国际核酸数据库中不同植物的RuBPCase小亚基基因(rbcS)保守序列设计PCR引物,首先扩增出约350bp的cDNA短片段,以此作为分子杂交探针对构建的水稻cDNA文库进行杂交筛选,同时结合PCR分析确定阳性克隆中cDNA片段的大小,选取插入的cDNA片段最长的阳性克隆进行测序分析验证,从而克隆了水稻中编码RuBPCase小亚基的全长cDNA(GenBank登记号:AY445627).该cDNA片段从第52 bp开始至579 bp含有编码175个氨基酸的开放阅读框(ORF,GenBank登记号:AAR19268.1)和一个终止密码子.AY445627在3'端有一个长264bp的非编码区,而在3'末段有poly(T)17·经Compute pI/Mw软件预测,AAR19268.1的等电点pI和分子量Mw分别为9.03和1 9630.66 Da.通过与国际核酸和蛋白质数据库的blast比较分析,AY445627序列与GenBank登记号D00644.1(水稻rbcS)、U43493.1(大麦rbcS)、AF104250.1(燕麦rbcS)和M37477.1(小麦rbcS)的序列相似性分别为99%(650/655)、84%(436/515)、84%(427/506)和84%(386/456).而AAR19268.1氨基酸序列与GenBank登记号P18566(水稻rbcS)、AAF07947.1(燕麦rbcS)、BAA35162.1(大麦rbcS)和BAB19812.1(小麦rbcS)的氨基酸序列相似性分别为98%(173/175)、84%(143/169)、84%(140/166)和83%(144/173).生物信息学的分析还表明rbcS基因不仅在水稻不同品种基因型之间非常保守,而且在水稻、小麦、大麦和燕麦等禾本科不同物种之间也高度同源.     

外源水杨酸对水稻(Oryza sativa L.)幼苗根的NaCl胁迫缓解效应

为研究25mg／L外源水杨酸对0，50，100mmol／L NaCl处理下水稻幼苗根的胁迫缓解效应，测定了根组织内脯氨酸含量、可溶性糖含量、氨同化关键酶活性等相关指标．结果表明外源水杨酸可使组织内脯氨酸含量显著降低至与正常对照相当水平，而可溶性糖含量升高，说明外源水杨酸存在时可溶性糖作为主要渗透胁迫调节物并对盐胁迫适当缓解，表现在幼苗根谷氨酰胺合成酶及依赖于NADH的谷氨酸脱氢酶的活性上升20％左右、可溶性蛋白质含量的提高，氮同化加强而对盐胁迫有一定的抗性．对50mmol／L NaCl胁迫处理的材料缓解效应较显著．     

一个在水稻胚胎中差异表达基因的分离鉴定

通过筛选水稻开花后48～50h的原胚和120～122h的分化胚的cDNA文库,得到一个在胚胎发育过程中表达有差异的克隆,命名为OsEES,测序结果显示OsEES含有一个预测的亚精氨合成酶结构域,编码一个大小约38×103(pI6.5)的蛋白.同时RNA原位杂交的结果显示开花48～50h的原胚中的信号强度明显大于开花120～122h的分化胚,表明OsEES可能在水稻胚胎发生过程中起到一定的调控作用.     

水稻原生质体细胞学状态与原生质体复壁分裂相关性初探

通过对水稻胚性和非胚性悬浮细胞培养物分别制备的原生质体进行细胞学观察和培养研究,得到如下结果:由酶解制备的胚性原生质体具有较完整的细胞膜、细胞膜上小球状突起较小、细胞质含有丰富的颗粒状内含物,经培养,胚性原生质体多能进行第1次分裂,并能持续分裂,最终分化出再生植株.而由酶解制备的非胚性原生质体的细胞膜上有裂隙产生、细胞膜上小球状突起较大、细胞质中颗粒状内含物较少、具有明显的大液泡,经培养,仅个别原生质体能以"酵母出芽"式进行不均等分裂,随后细胞自行解体.结果表明,由酶解制备的原生质体细胞膜是否完整,膜上突起的大小以及细胞质颗粒状内含物的多少与原生质体能否正常复壁分裂密切相关.     

2-酮戊二酸对水稻根部碳-氮代谢重要酶的活性影响

2-酮戊二酸是碳-氮代谢的重要调控因子，在培养液中添加2-酮戊二酸可以促进水稻幼苗根部碳-氮代谢酶的活性．为了确定2-酮戊二酸是否与这些酶之间存在直接作用（体内实验），取正常培养的水稻幼苗材料，在上述酶的测活体系中分别添加2-酮戊二酸，并进行酶活性测定（体外实验）．实验结果表明：2-酮戊二酸可以促进水稻幼苗根组织提取液中GS，HXK的活性，而对GOGAT，ICDH没有明显的影响．上述结果说明2-酮戊二酸作为一种效应物可能与GS、HXK结合，从而在体内、体外都促进了它们的活性．     

集胞藻PCC6803脂肪酸脱饱和酶基因desD在转基因水稻中的表达

为了提高水稻的耐冷性，从集胞藻PCC6803中克隆酰基脂肪酸脱饱和酶基因desD与植物表达载体pCAMBIA1301连接，构建了重组质粒pCdesD。采用农杆菌介导的水稻愈伤组织转化系统将desD基因成功地导入粳稻中花11号和朝鲜的平壤21号中，获得一批转基因植株。经PCR检测和Southern杂交分析，证明外源基因已导入并整合到水稻的基因组中；分子检测外源基因单拷贝整合的转化体在T1代呈现3：1的分离。Northern杂交结果表明该基因在mRNA水平上获得表达。低温胁迫处理后，对转基因水稻进行脂肪酸成分和光合生理分析，结果表明转基因水稻提高了不饱和脂肪酸含量，光合生理也得到了改善，水稻的耐寒能力明显增强。     

扁穗冰草PLD基因cDNA序列克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR技术和RACE方法克隆得到扁穗冰草(Agropyron cristatum(L.)Gaertn)PLD基因cDNA的全长,并对该cDNA序列、氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、进化树、二级结构、三级结构、无序化特性进行了预测和分析.结果显示:扁穗冰草PLD基因具有2967个核苷酸,含有PLD所特有的HKD基序和C2结构域,属亲水性蛋白,二级结构以无规卷曲为主,蛋白质的三级结构显示两个HKD基序靠近形成具功能的活性位点,蛋白质无序化分析发现无序化区域较少;进化树分析表明与蒙古冰草亲缘关系最近,与草莓亲缘关系最远.为研究扁穗冰草PLD在干旱胁迫信号转导及应答过程的机理奠定基础.     

等渗水分和盐胁迫对水稻幼苗叶片氨同化的影响

在盐（NaCl）胁迫和等渗的聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）6000引起的水分胁迫下，检测了水稻叶片NH4^＋同化酶及其相关参数。结果表明，两种胁迫均对水稻叶片NH4^＋的同化产生了显著的影响。与PEC-6000相比，在等渗条件下，NaCl更显著的抑制了谷氨酰胺合成酶（GS）的活性，造成叶片中NH4^＋的积累水平更高，与盐胁迫一样，NH4^＋的积累同样也诱导了水分胁迫下依赖于NADH的谷氨酸脱氢酶（NADH—GDH）水平的上升，但与盐胁迫相比，上升幅度较小。