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基本信息
- 項目名稱：
- 潮霉素對擬南芥生長的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 根是植物的重要器官之一，它的生長對植物生長有重要影響，同時我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素對植物根的生長有很大影響。本作品以擬南芥為材料，通過探討不同濃度潮霉素對植物幼苗根的影響，不但為潮霉素對植物幼苗生長發(fā)育的影響提供重要的理論參考，同時也為潮霉素在植物遺傳轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 自從80年代以來，植物基因工程在很多領(lǐng)域取得了成功，標(biāo)記基因和選擇介質(zhì)在其中起了重要作用，尤其潮霉素在植物轉(zhuǎn)基因工程方面應(yīng)用特別普遍。潮霉素是一種氨基糖苷類抗生素，通過競爭葉綠體和線粒體中的核糖體與延長因子EF-2的結(jié)合位點，破壞各種細(xì)胞中核糖體的功能，從而抑制蛋白的合成，使敏感組織褐化死亡。因此，潮霉素通過干擾蛋白質(zhì)合成以抑制植物的生長，可以幫助篩選轉(zhuǎn)化外源基因的細(xì)胞、組織和再生植株，是一種廣泛用于植物基因工程的抗生素。 擬南芥是典型的十字花科植物，具有基因組簡單、突變體眾多、生長發(fā)育指標(biāo)資料全面等特點。因此，擬南芥可以使我們快速和有效地檢測假說，而且在擬南芥中建立的參考系統(tǒng)能夠推進研究并快速對經(jīng)濟作物進行改良。本試驗就擬南芥幼苗對潮霉素的敏感性，潮霉素對擬南芥幼苗葉、根生長方面的影響進行了研究，以期揭示潮霉素與植物葉生長發(fā)育的關(guān)系。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 擬南芥作為生物學(xué)研究領(lǐng)域的模式植物，不但可以快速和有效地檢測假說，而且在擬南芥中建立的參考系統(tǒng)能夠推進研究并快速對經(jīng)濟作物進行改良。本作品以擬南芥為材料，研究了擬南芥幼苗對潮霉素的敏感性，潮霉素對擬南芥幼苗葉、根生長方面的影響進行了研究，以期揭示潮霉素與植物葉生長發(fā)育的關(guān)系。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本作品研究目標(biāo)明確，研究方法、內(nèi)容科學(xué)，研究成果具有創(chuàng)新性和先進性，已發(fā)表多篇核心文章。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品涉及了植物遺傳轉(zhuǎn)化和生長發(fā)育兩個領(lǐng)域，其研究成果不但為植物遺傳轉(zhuǎn)化研究中抗性篩選基因的選擇提供了實驗支撐，也為分析、探討潮霉素對植物生長發(fā)育的影響提供了理論資料，所以具有很好的理論研究意義和實際應(yīng)用價值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了研究擬南芥幼苗對潮霉素的敏感性及潮霉素對擬南芥幼苗生長的影響，本文將擬南芥種子播種于含不同濃度潮霉素的MS培養(yǎng)基上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，潮霉素對擬南芥幼苗子葉和真葉的生長和發(fā)育有明顯影響。與在MS培養(yǎng)基上生長的擬南芥幼苗相比，生長于含潮霉素的MS培養(yǎng)基上的擬南芥幼苗的子葉比較小，沒有形成真葉，培養(yǎng)20d時，幼苗子葉褐化，甚至脫落。另外，潮霉素也嚴(yán)重影響了擬南芥幼苗主根和側(cè)根的生長、發(fā)育，與對照相比，潮霉素處理的擬南芥幼苗主根比較短，且沒有形成側(cè)根。因此，推測潮霉素可能通過影響蛋白質(zhì)的合成，從而影響擬南芥幼苗的生長。
獲獎情況
- 1. 段志強, 段紅英, 何云龍. 潮霉素對擬南芥幼苗生長的影響. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38(8) : 81-83 2. 何云龍, 段紅英, 段志強. 卡那霉素對擬南芥幼苗生長的影響. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38 (3) : 12-14
鑒定結(jié)果
- 情況屬實
參考文獻(xiàn)
- [1] 程志強, 陳旭君, 郭澤建, 等. 轉(zhuǎn)基因植物中抗生素抗性基因的安全性評價. 生命科學(xué), 2002, 14(1): 14-16. [2] Robinson D. The responses of plants to nonuniform supplies of nutrients [J]. New Phytol., 1994, 127: 635-674. [3] Gritz L, Davies J. Plasmid-encoded hygromycin B resistance: the sequence of hygromycin B phosphotransferase gene and its expression in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae [J]. Gene, 1983, 25(2-3): 179-188. [4] Santerre R F, Allen N E, Hobbs J N, et al. Expression of prokaryotic genes for hygromycin B and G418 resistance as dominant-selection markers in mouse L cells [J]. Gene, 1984, 30(1-3): 147-156. [5] Cullen D, Leong S A, Wilson L J, et al. Transformation of Aspergillus nidulans with the hygromycin-resistance gene, hph [J]. Gene, 1987, 57(1): 21-26. [6] 楊世杰.植物生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社, 2000:92-115 [7] Nasholm T, Persson J. Plant acquisition of organic nitrogen in boreal forests [J]. Physiol. Plant., 2001, 4: 419-426.
同類課題研究水平概述
- 植物生長發(fā)育的研究將使人類能夠了解植物如何從種子形成、萌發(fā)、生長到開花結(jié)實以及如何應(yīng)對壞境脅迫，從而實現(xiàn)對農(nóng)作物的分子設(shè)計和培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆的超級新品種。在影響植物生長發(fā)育過程的諸多要素中，植物光合作用的影響是最重要的要素之一。 眾所周知，葉是綠色植物進行光合作用的主要器官，光合作用不僅為綠色植物提供了營養(yǎng)，釋放出的氧氣也成為地球上一切生命存在、繁榮和發(fā)展的取之不盡的源泉。此外，葉還具有蒸騰、吸收、分泌等多種功能。而根也是植物的重要器官之一，具有支持與固著、吸收、輸導(dǎo)與貯藏、合成及分泌等功能。植物的主根由胚根發(fā)育而成，其開始初生生長后不久，陸續(xù)向頂端方向依次產(chǎn)生一些一級側(cè)根及分枝，帶動整個根系向土壤縱深處發(fā)展，擴大了植物的吸收范圍和面積，很明顯根發(fā)育的好壞直接影響植物體的生長狀況，植物根系越發(fā)達(dá)越有利于其生長。但是，植物葉、根等器官的發(fā)生、生長與生長環(huán)境密切相關(guān)。 潮霉素是一種氨基糖苷類抗生素，通過競爭葉綠體和線粒體中的核糖體與延長因子EF-2的結(jié)合位點，破壞各種細(xì)胞中核糖體的功能，從而抑制蛋白的合成，使敏感組織褐化死亡。因而，在潮霉素作用下，植物的根、葉可能會呈現(xiàn)一定的癥狀，所以潮霉素在植物遺傳轉(zhuǎn)化過程中應(yīng)用的較廣泛，能夠幫助篩選轉(zhuǎn)化外源基因的細(xì)胞、組織和再生植株。但是，由于植物種類、品種以及外植體類型不同，不同濃度的潮霉素對植物生長發(fā)育的影響程度可能不同。 擬南芥作為生物學(xué)研究領(lǐng)域的模式植物，不但可以快速和有效地檢測假說，而且能夠在擬南芥建立參考系統(tǒng)加快研究的進度，并快速對經(jīng)濟作物進行改良。因此，本作品以擬南芥為材料，研究了不同濃度的潮霉素對擬南芥幼苗葉和根生長、發(fā)育的影響，并分析其抑制作用是否具有可逆性，旨在探索潮霉素對植物幼苗生長、發(fā)育的影響及其作用機理，為植物生長發(fā)育和遺傳轉(zhuǎn)化研究提供理論資料。
