23 resultados para Brassica oleraceae
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作者用扫描电镜、透射电镜和组织化学方法研究了甘蓝型油菜(Brassica napus L.)花粉和柱头的发育及相互作用,得到了如下结果: 一.甘蓝型油菜具有典型的同型孢子体自交不亲和性(Homomorphic and sporophytic self-incompatibility)。自花授粉后,部分花粉粘住在乳突细胞表面,随后萌发出花粉管,花粉管生长受阻于乳突细胞,花粉管表现出各种异常形态,缠绕卷曲(Coiled pattern),顶端膨大成基足状(pad-Like swelling),花粉管二叉分枝(dichotomous branching Pollen tubes),花粉管相互连接(connections of pollen tubes),有的花粉粒还形成两个花粉管。 二.不同时期的乳突细胞的扫描电镜观察表明: 开花前6—7天 乳突细胞壁内陷,柱头中央有一沟槽; 开花前4—5天 乳突细胞被有孔的块状物覆盖; 开花前2—3天 覆盖物消失,壁表面只剩下波状纹或小凹; 开花前l - 2天 乳突细胞充分吸水膨胀,呈指状,排列疏松,细胞壁上有一些小颗粒。此时的乳突细胞已发育成熟。 三.不亲和授粉时,花粉和乳突细胞均有强烈的胼胝质荧光。 四.乳突细胞的组织化学特点:缺乏淀粉积累,细胞壁和细胞质中有过氧化物酶活性。 五.乳突细胞的超微结构特点:细胞壁分为三层,蜡质层、角质层和纤维素层。粗面内质网成群分布在细胞壁附近,并以及泡形式向细胞壁分泌物质。缺乏质体,细胞核位于乳突细胞基部,细胞中央为大液泡占据。 六.花粉的超微结构发育特点:单核花粉已发育出内壁和外壁,外壁内层不明显。细胞核位于中央。细胞质浓厚,缺乏层膜结构而积累大量淀粉粒的质体存在于细胞质中。其他细胞器不发达。两细胞花粉时期,花粉壁接受乌氏体转运的孢粉素和含油体转运的脂类物质。生殖细胞没有壁,悬浮在营养细胞的细胞质中。细胞核大,细胞质稀薄,只有一些嵴不明显的线粒体。营养细胞的核显著,细胞质浓厚,线粒体发达,质体内部的淀粉消失,转变成嗜饿小体。内质网短而粗,遍布于细胞质中,高尔基体缺乏。 七.绒毡层积极参与了花粉外壁的建成。首先,它通过分泌作用把物质(可能是蛋白质)转移到单核花粉的腔隙中或在它后期滚解后,由分布在二细胞花粉间的粗面内质网合成蛋白质,转移到花粉壁内。其次,绒毡层细胞的质体层膜形成许多造油小体,至二胞花粉时,造油小体进入壁的柱状层,参与花粉鞘形成。第三,绒毡层细胞形成许多乌氏体,花粉发育后期,乌氏体与花粉外壁接触,将孢粉素转移到花粉外壁上。
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褪黑激素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺)是一种广泛存在于生物体内的吲哚类活性分子。本文以野芥菜(Brassica juncea)为例,初步研究了外源褪黑激素对植物生长生殖的影响。我们选取了发芽2天和发芽4天的野芥菜幼苗,用不同浓度的褪黑激素对其处理24小时,然后测量根的伸长量。结果表明,对于发芽2天的野芥菜,0.1 µM的外源褪黑激素能够显著提高野芥菜幼苗根的生长,而100 µM的外源褪黑激素处理则能够显著抑制根的生长;对于发芽4天的野芥菜,低浓度的外源褪黑激素处理对根生长的影响不明显,而高浓度的褪黑激素处理(如100 µM)能够显著抑制根的伸长。结果表明发芽晚期的野芥菜幼苗的根可能对褪黑激素的处理不敏感。由于褪黑激素对植物的生理作用类似于生长素的作用,因此选用了发芽2天的野芥菜幼苗为植物材料,用外源褪黑激素处理其根24小时后,通过间接酶联免疫吸附测定(ci-ELISA)的方法测定了内源吲哚乙酸(IAA)含量的变化。结果表明低浓度的褪黑激素处理时,内源IAA的含量增高,而在高浓度的褪黑激素处理时,内源IAA含量的变化不大。 关于褪黑激素对野芥菜生殖的影响,我们在花蕾期用褪黑激素涂抹野芥菜的花蕾,并在开花授粉后用褪黑激素涂抹柱头,然后在结实时测量果荚长度,种子千粒重,平均每荚种子数,发芽率等指标。结果表明:对于在花蕾期用褪黑激素处理的植株来说,褪黑激素处理对其的果荚长度,千粒重,平均每荚种子数都没有显著的影响。对于开花后用褪黑激素处理授粉后的柱头,1 µM的褪黑激素处理过的主枝具有较长的果荚长度,而褪黑激素处理对千粒重,平均每荚种子数,发芽率,发芽势和发芽指数均没有显著的影响。在花粉萌发实验中,外源褪黑激素的处理浓度和时间均对花粉萌发有一定的影响,表现为随时间的增加,花粉萌发数目增加,在4 h时,低浓度的褪黑激素处理(10 µM)下花粉的萌发较多。
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Microcystins are naturally occurring hepatotoxic cyclic heptapeptides produced by some toxic freshwater cyanobacterial species. In this study, crude extract of toxic cyanobacterial blooms from Dianchi Lake in southwestern China was used to determine the effects of microcystins on rape (Brassica napus L.) and rice (Oryza sativa L.). Experiments were carried out on a range of doses of the extract (equivalent to 0, 0.024, 0.12, 0.6 and 3 mug MC-LR/ml). Investigations showed that exposure to microcystins inhibited the growth and development of both rice and rape seedlings, however, microcystins had more powerful inhibition effect on rape than rice in germination percentage of seeds and seedling height. Microcystins significantly inhibited the elongation of primary roots of rape and rice seedlings. Determination of the activities of peroxidase and superoxide dismutase demonstrated that microcystin stress was manifested as an oxidative stress. Using ELISA, microcystins were examined from the extract of exposed rape and rice seedlings, indicating that consumption of edible plants exposed to microcystins via irrigation route may have health risks. Significantly different levels of recovered microcystins between exposed rice and rape seedlings Suggested that there might be different tolerant mechanisms toward microcystins. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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通过对甘蓝进行品种差异、亚细胞分析、根际分泌物提取污染土壤中的铊、营养元素添加以及野外甘蓝样品采集分析,结合地球化学理论。分析了甘蓝对铊吸收富集的机理,并得出以下几点结论: (1) 甘蓝叶、根及茎对铊的吸收存在着明显差异,表明在面临土壤铊胁迫时,叶是铊的主要储存部位,而根和茎主要起到了转运作用。甘蓝中铊含量的升高导致了对钙和镁吸收能力的提高。不同品种甘蓝之间的吸收能力差别不大,通过选择种植对铊吸收能力小的甘蓝来控制铊的食物链危害是不可行的。此外,还应该避免在高铊土壤地区种植甘蓝。 (2) 高达92%的铊存在于甘蓝叶细胞液组分中,表明细胞液组分是铊在甘蓝叶细胞中的一个重要储存部位。但是在不同品种甘蓝叶中,铊的亚细胞分布形态没有显著差异,在甘蓝面对铊胁迫时,其叶细胞器组分中铊含量始终维持很低的含量。甘蓝对铊的解毒机制很可能就是通过在细胞内的区隔化作用(compartmentalization),把进入体内的铊结合到细胞液组分以及细胞壁上,从而减少了铊对重要细胞器官的损伤。铊在甘蓝叶各亚细胞组分中的分配与常量元素存在一定的关系。在甘蓝叶细胞内,Tl+往细胞液组分中的传输很有可能是通过Na+/K+/2Cl–联合传输机制、Ca2+活化的钾离子通道以及一些需Mg2+或Mn2+的K+活化酶完成的。需要Mn2+参与的K+活化酶可能对于铊往细胞器中的转移起到了主导作用。在细胞壁中,很可能Ca2+活化的K+通道或者是某些特定的需要Mn2+的K+活化酶对铊的迁移或固定起了影响作用。 (3) 随着氮、磷、钾营养元素的加入,甘蓝地上部的生物量有一定程度的上升。影响主次因素依次均为氮>磷>钾。随着氮、磷、钾营养元素的加入,甘蓝地上部和地下部的铊含量并没有上升,而是有一定程度的下降。甘蓝地上部中铊含量的影响主次因素依次为磷>氮>钾,甘蓝地下部中铊含量的影响主次因素依次为氮>磷>钾。氮、磷、钾营养元素的加入都提高了甘蓝对铊的吸收量。甘蓝对铊吸收量的影响主次因素依次均为氮>磷>钾。因此我们认为,氮,磷,钾的加入显著提高了甘蓝生物量和铊的吸收量,但是随之而来的生物稀释效应,导致了甘蓝地上部和地下部含量的降低。运用铊累积量来判断营养元素对甘蓝吸收铊的影响更为客观和可靠。 (4) 通过对比蒸馏水和根际分泌物提取液对污染土壤中铊的提取能力,发现甘蓝根际分泌物提取液(root exudates)对污染土壤中的铊具有明显的活化作用。提取液的pH和土壤铊的提取率存在一定的正相关(R2=0.1659),也就是说提取液的pH与其对污染土壤中铊的提取能力成正比。但是甘蓝体内各部分铊含量与其根际分泌物提取液对土壤铊的提取率没有任何关系,表明大量的植物非必需元素铊进入甘蓝后,并没有对其根际分泌物的产生任何影响。土壤pH越高,生长的甘蓝的根际分泌物提取液对土壤提取率就越高,甘蓝分泌物提取液对铊的提取率升高可以补偿由于土壤pH升高而造成的水溶态存在的铊减少。 (5) 铊在甘蓝叶片和叶柄中的分布状况为老叶叶片>新叶叶片>老叶叶柄>新叶叶柄,表明叶柄也是运输铊的一个重要器官。但是叶柄对铊的转运能力并没有茎那么强烈,而叶片才是甘蓝中最主要的铊储存部位。铊在根、茎、老叶和新叶中亚细胞的分布均为细胞液>>细胞壁>细胞器,这和前期室内温室培养甘蓝叶片中的分布结果是一致的。根据植物采矿经济理论的计算结果,很显然甘蓝可以成为土壤铊污染的植物修复和采矿的备选对象。
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从4-5天龄青花菜(Brassica oleracea var.italica)下胚轴游离原生质体,经纯化后培养在简化的KMsP培养基上,原生质体分裂形成了细胞团;同时,对影响外源DNA导入子叶和下胚轴原生质体后瞬间表达强度的若干因素作了较详细的研究,这些因素包括转化介质中二价阳离子的种类和浓度、PEG溶液的浓度以及PEG溶液的pH值, 为进一步进行原生质体水平上的细胞遗传转化创造了条件。 以青花菜(Brassica oleracea var.italica)子叶和下胚轴为外植体材料,进行了根癌农杆菌介导的遗传转化研究。在建立了子叶和下胚轴外植体组织培养的高频率植株再生系统的基础上,用携带有双元载体质粒的根癌农杆菌(Asrobacterium,tumefaciens)A208sE感染青花菜子叶和下胚轴,对根癌农杆菌的感染过程以及影响抗性芽分化频率的诸多因素作了详细研究,再生了具有卡那霉素抗性的完整转化植株。Dot Blot分析表明NPTⅡ酶活性的存在;以pROA93经EcoRI /HindⅢ酶切产生的gus基因片段(约2.6Kb)为探针进行Southern Blot分子杂交,结果表明gus基因已整合到植物细胞基因组中,并且得到了表达。
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本文应用RAPD分标记技术对我国重要的油料作物“杂油59”杂种种子的Fl代杂种的纯度进了技术鉴定,并完善了这一技术,摸索出这一适合于目前生产应用的实用方法,填补了这一技术在油菜作物应用上的空白。用RFLP技术对我国重要的雄性不育材料“陕2A”细胞质进行了分子水平的鉴定,为证明“陕2A”是一类新型的雄性不育材料提供了重要的实验证据。 对甘蓝型油菜采用DNA快速提取法、酚仿法和CTAB法应用于不同的分子标记分析,实验结果显示: CTAB法适用于样品量大,纯度要术高的RFLP技术,酚仿法适用于引物筛选、DNA模板用量大的PCR反应,而快速提取法特别适合于生产上对种子纯度检测,是生产上推广前景很好的实用技术。 对甘蓝型油菜RAPD技术应用当中PCR体系的建立进行了探讨。实验结果显示:热启动对PCR结果的影响至关重要。而Mg++浓度、dNTP浓度、模板浓度、Tag酶用量对反应结果有不同程度的影响。经过反复实验:当PCR各组分按Mg++,2mM;dNTP,200uM;模板浓度,50ng - lOOng时,PCR的结果最好。PCR反应条件经反复实验后确定为:第一个循环:(热启动)94℃,Imin20sec.OoC 2min循环一次;第二个循环:(解链)94℃ 50sec,(退火)40℃ Imin30sec;(延伸)72℃lmin;循环40次。第三个循环:72℃lOmin,循环1次。反应总体积为20ul时最为适用。 用40个lOmer的RAPD随机引物对“杂油59”的2个亲本“垦C8”和“陕3A” 进行RAPD分析,共出现290条带,分布于3530-220bp之间。引物opA-06、opK-03、opK-13、opj-12出现阳性扩增。经重复实验后确定: opK-03的PCR结果重复性最好,该引物序列为:CCAGCTTAGG。用它对两个亲本进行RAPD分析,PCR结果共出现9条带,其中510bp、260bp为二条特征带。在Fl代中这两条特征带重现性很好。用50个商品用种萌发的F1单株进行验证,检测结果为3个个体没有出现510bp的特征带,4个个体没有出现260bp的特征带,有5个个体出现了其它带,纯度为78%,与生产用种的纯度相符。 通过对“杂优59”不同生育时期及不同取样部位作酯酶同工酶电泳方法与RAPD方法相比较,结果显示:RAPD方法可以弥补同工酶方法的缺限。由于它是基于基因水平的分析技术,可以不受环境条件、发育时期、取材部位等客观条件的限制,并具有取样量小、易操作、费用低、灵敏度高、可以检测出亲缘关系相当近的种闾或种内的材料,具有独到的优点。是值得今后在生产上推广的新技术。 用6个雄性不育材料线粒体的特异探针:ALXR 18(线粒体ATPaseα亚基);COB 640(脱辅基细胞色素-b);COX -I(细胞色素氧化酶亚基-I);COX -Ⅱ(细胞色素氧化酶亚基-II;PDC - 12(胡萝卜线粒体随机片断);C2(玉米线粒随机片断),对“陕2A”,Hybrides Polima,Ogura NSL 94/96, Ogura MLCH036, Ogura NSL, Polima, Fu27,Fu38, Anand等9个材料进行RFLP分析,结果显示:用限制性内切酶EcoR I消化后的DNA与探针COB 640杂交,“陕2A”材料在4.5 kb处缺失,与ALXR 18探针杂交,在4.4 kb、4.2 kb处也明显缺失,证明“陕2A”显然不同与其它不育材料。用ALXR l8为探针,与用内切酶Nc01的酶切片断作Sourthern杂交,在RFLP谱带上6.1 kb、2.4 kb、2.5 kb处明显缺带,进一步为“陕2A”是一种新型的甘蓝型油莱雄性不育系提供了证据。
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聚-β-羟基链烷酸(PHA)是许多微生物作为碳源、能源的一类贮藏性聚酯,具有广泛的应用价值。该聚酯可被微生物完全降解且有与塑料相似的性质,因而研究并提高PHA在植物中的合成为解决环境污染提供了新的解决途径。 聚-β-羟基于酸酯(PHB)是研究的最早、研究的最清楚的一种PHA。用聚合酶链式反应扩增并克隆了真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)中合成PHB的一个关键酶——3-酮硫裂解酶基因phbA。DNA序列分析表明所克隆的基因与国外报道序列同源性很高,只有一个碱基对的区别。为了检测该基因的功能及导肽的定位效率,构建了带有导肽基因的组成型表达载体,由根癌农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum cv. Wisconsin 38)得到转基因植株。蛋白质电泳结果表明导肽可以将外源蛋白定位于质体,phbA基因能翻译成相应大小的蛋白。酶活性分析证实了转基因烟草中phbA编码的3-酮硫裂解酶可以催化乙酰-CoA合成乙酰乙酰-CoA。 将携有导肽序列的phbC(编码PHB合酶)和phbB(编码乙酰乙酰-CoA还原酶)连入pBIB-HYG得到组成型表达载体pZCB,用冻融法转入根癌农杆菌,介导转化烟草。烟草为已获得的具有卡那霉素抗性整合并表达phbA的转基因烟草。通过二次转化将携有潮霉素抗性的phbB基因和phbC基因导入已整合phbA的烟草,各基因均由质体导肽控制,最后得到整合PHB合成的三个酶基因的转基因烟草。转基因烟草经PCR、PCR-Southern检测,初步确定整合phbB和phbC烟草植株。以气相色谱初步分析,转基因烟草中PHB的含量可达鲜重的0.233%。 结果表明phbB和phbC基因可以在真核表达系统中编码相应的蛋白。通过色素分析、荧光动力学等手段分析了PHB在叶绿体中的累积对其功能的影响。 为了提高底物乙酰-CoA的供应能力及减少惰性聚酯对植物体的伤害,分离了种子特异性启动子和质体导肽序列,利用忆经克隆的合成PHB的三个关键酶基因,通过一系列DNA重组,分别构建了含有种子特异性启动子的嵌合phbC、phbB的二价表达载体pSCB及嵌合phbC、phbA、phbB的三价表达载体pSCAB,并由导肽将基因表达产物定位于质体。经根癌农杆菌介导转化油菜(Brassica napus L.) H165,获得转基因油菜植株,并进行了PCR、Southern blot及RT-PCR-DNA杂交等分检测。结果表明,三基因已经分别整合到相应的转基因油菜中,并已在转录水平表达。同时转化了油菜不育系、恢复系和保持系,获得批量转化株,并移入温室栽培。
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本研究是以植物起源于海洋的系统进化理论和植物细胞的全能性理论为依据的。 对芹菜(Apium graveolensL.)、油菜(B. rapa, chinese group)、叶用甜菜(Beta vulgaris(L.)Koch, Cicla group)、甘蓝(B. oleraceae, acephala group)、豆瓣菜(A'asturtiumofficinale R.Br*.)、番杏(Tetragonla expansa Ait.)、菠菜(Spinacia oleracea L.)等蔬菜种类进行大规模种质资源筛选和鉴定, 从芹菜、油菜、叶用甜菜等植物中筛选出20多种能够耐受l%NaCI或1/3海水盐度的蔬菜品系。在耐盐蔬菜品种资源筛选的基础上,为了证明用生物技术提高盐敏感蔬菜耐盐性的可行性,本研究以植物体外培养细胞体系为操作平台,对盐敏感的蔬菜一一豆瓣菜进行了生物技术改造。一方面,筛选豆瓣菜的耐盐细胞变异体并使得耐盐细胞再生植株,获得了耐1/3海水的豆瓣菜变异体;另一方面,通过将盐生植物山菠菜(Atriplex hortensisL)的耐盐相关基因,甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入豆瓣菜,使得BADH基因在豆瓣菜中过量表达和积累甜菜碱,提高了豆瓣菜的渗透调节能力,从而提高了豆瓣菜的耐盐性。同时,本研究还将所获得的多种抗盐、耐海水蔬菜材料以海水无土栽培的方式进行生产和应用, 取得了很好的效果。 本文的结果证明了在陆地淡水栽培的蔬菜和野生蔬菜资源中,存在着部分耐盐性较强的蔬菜种质;通过生物技术改造能够提高盐敏感蔬菜的耐盐性,并获得抗盐、耐海水的蔬菜新品系。对这些抗盐、耐海水蔬菜材料进行1/3海水无土栽培应用的成功结果表明,某些陆地蔬菜具有重新适应海洋生境的潜能。
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聚 3 一控基丁酸酯 (Poly – 3 - hydroxybutyrate,PHB) 及其它类型的聚 3-泾基链烷酸醋同属于聚酯类物质 , 是自然界中多种细菌的碳源及能源储备物。这种聚酯的物理化学特性与传统塑料相似 , 并具有生物可降解性 , 如能取代化学合成塑料将减少环境中的塑料废弃物 , 从源头治理 " 白色污染 " 问题。微生物发酵法生产的 PHB 价格过高 , 无法在市场上与化学合成塑料竞争。随着分子生物学的发展 , 人们逐渐将视线转向植物生物反应器。转基因植物能够利用二氧化碳为碳源、太阳能为能源合成目的产物 , 大大降低生产成本 , 为生产具有市场 竞争力的新型生物可降解塑料提供可行途径。在此领域虽然己取得一定进展 , 但远未达到商业化生产水平。大规模商业化生产要求转基因植物能够在确保环 境安全性的前提下高效、稳定地生产 PHB 。本文尝试改善植物中 PHB 的生产体系 ,为环保型塑料早日进入市场作出努力。 1. 由于表达框架中多次使用同一启动子会导致基因沉默 , 本文克隆了另一 种子特异性启动子 nap300, 以替换重复使用的7S启动子,减轻“共抑制”。将 nap300 与 GUS 基因相连进行功能鉴定。荧光检测和组织化学染色的结果都证明此仅 30Obp 的 DNA 序列足以调控基因进行种子特异性表达。尽管 B 盒作为 高度保守区在种子特异性表达中起重要作用 , 位于此处的两个碱基替代型突变 并未使 nap300 的活性明显降低 , 对启动子的时空表达模式也无明显影响。将 nap300 、 7S 分别与 phbA 基因 ( 编码 3-酮硫裂解酶) 相连 , 在相似表达环境中 对二者功能进行比较 , 发现两个启动子表达模式基本相同并在同一时期达到活 性高峰 , 因此 nap300 可用于改善 PHB 合成基因在植物体内的表达调控。通过 对种子特异性启动子的比较可加深对其表达模式的了解 , 为植物基因工程中的 精细调控提供依据。 2. 叶绿体基因工程是随着植物遗传转化技术发展刚刚兴起的生物技术 , 具 有超量表达外源基因 , 为原核基因提供适宜表达环境 , 消除 “位置效应”和基因沉默 , 环境安全性好等优点 , 较更适合用于植物生物反应器方面的研究。本研究在国内率先探讨将叶绿体转化技术引入植物生产生物可降解塑料这一领域 的可行性 ( 国外仅有日本一例 ), 构建了叶绿体转化及表达载体 pTRV-PHB, 通过基因枪法将 PHB 合成相关基因导入烟草叶绿体基因组。转基因烟草顺利达到同质化,其形态和生长发育均无异常。 Northern 点杂交检测表明与 PHB 合成相关的三个基因均能在转录水平表达 , 未出现核转化中经常发生的“基因沉默”现象。通过 RT-PCR 进一步检测表明叶绿体型转基因烟草中目的基因的表达水平明显比核转化植株中相应基因的表达水平高。气相色谱分析确证转基因植株具有合成 PHB 的能力。这些都表明叶绿体转化适合用于转基因植物生产 PHB的研究。虽然叶绿体型转基因烟草中产物含量偏低 , 并未达到预期结果 , 但经进一步改进与完善 , 终将会成功地用于生产高附加值产品的植物基因工程中。 3. 为初步探讨叶绿体转化中在同源重组反应介导下整合外源基因的机理 , 从油菜叶绿体基因组中分离两段序列作为同源片段 , 基因枪法转化烟草 , 结果显示即使供体所含同源片段与受体叶绿体基因组相应区域差异高达 10%, 转化效率也无降低。这一现象的发现有助于促进“通用载体” 的改进 , 扩展叶绿体转化受体范围乃至达到商业化应用水平。 4. 成功地通过二次转化获得整合并表达多基因的转基因烟草 , 缩短了研究周期 , 对相关转基因植物的研究有一定参考价值。本文还优化了油菜转化体系 , 使转基因油菜同时整合三个 PHB 合成相关基因的效率由 7.69% 增加至 16.0% 。 田间试验与产物分析正在进行中。