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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 潮霉素對(duì)擬南芥生長(zhǎng)的影響
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 根是植物的重要器官之一，它的生長(zhǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)有重要影響，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素對(duì)植物根的生長(zhǎng)有很大影響。本作品以擬南芥為材料，通過(guò)探討不同濃度潮霉素對(duì)植物幼苗根的影響，不但為潮霉素對(duì)植物幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響提供重要的理論參考，同時(shí)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(lái)，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(lèi)抗生素，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)葉綠體和線(xiàn)粒體中的核糖體與延長(zhǎng)因子EF-2的結(jié)合位點(diǎn)，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(guò)干擾蛋白質(zhì)合成以抑制植物的生長(zhǎng)，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(jiǎn)單、突變體眾多、生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)資料全面等特點(diǎn)。因此，擬南芥可以使我們快速和有效地檢測(cè)假說(shuō)，而且在擬南芥中建立的參考系統(tǒng)能夠推進(jìn)研究并快速對(duì)經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行改良。本試驗(yàn)就擬南芥幼苗對(duì)潮霉素的敏感性，潮霉素對(duì)擬南芥幼苗葉、根生長(zhǎng)方面的影響進(jìn)行了研究，以期揭示潮霉素與植物葉生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)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(cè)假說(shuō)，而且在擬南芥中建立的參考系統(tǒng)能夠推進(jìn)研究并快速對(duì)經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行改良。本作品以擬南芥為材料，研究了擬南芥幼苗對(duì)潮霉素的敏感性，潮霉素對(duì)擬南芥幼苗葉、根生長(zhǎng)方面的影響進(jìn)行了研究，以期揭示潮霉素與植物葉生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)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(jìn)性，已發(fā)表多篇核心文章。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本作品涉及了植物遺傳轉(zhuǎn)化和生長(zhǎng)發(fā)育兩個(gè)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(shí)驗(yàn)支撐，也為分析、探討潮霉素對(duì)植物生長(zhǎng)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了研究擬南芥幼苗對(duì)潮霉素的敏感性及潮霉素對(duì)擬南芥幼苗生長(zhǎng)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(duì)擬南芥幼苗子葉和真葉的生長(zhǎng)和發(fā)育有明顯影響。與在MS培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的擬南芥幼苗相比，生長(zhǎng)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(méi)有形成真葉，培養(yǎng)20d時(shí)，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(zhǎng)、發(fā)育，與對(duì)照相比，潮霉素處理的擬南芥幼苗主根比較短，且沒(méi)有形成側(cè)根。因此，推測(cè)潮霉素可能通過(guò)影響蛋白質(zhì)的合成，從而影響擬南芥幼苗的生長(zhǎng)。
獲獎(jiǎng)情況
- 1. 段志強(qiáng), 段紅英, 何云龍. 潮霉素對(duì)擬南芥幼苗生長(zhǎng)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(qiáng). 卡那霉素對(duì)擬南芥幼苗生長(zhǎng)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(shí)
參考文獻(xiàn)
- [1] 程志強(qiáng), 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(píng)價(jià). 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(lèi)課題研究水平概述
- 植物生長(zhǎng)發(fā)育的研究將使人類(lèi)能夠了解植物如何從種子形成、萌發(fā)、生長(zhǎng)到開(kāi)花結(jié)實(shí)以及如何應(yīng)對(duì)壞境脅迫，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的分子設(shè)計(jì)和培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆的超級(jí)新品種。在影響植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(jìn)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(yíng)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(kāi)始初生生長(zhǎng)后不久，陸續(xù)向頂端方向依次產(chǎn)生一些一級(jí)側(cè)根及分枝，帶動(dòng)整個(gè)根系向土壤縱深處發(fā)展，擴(kuò)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(zhǎng)狀況，植物根系越發(fā)達(dá)越有利于其生長(zhǎng)。但是，植物葉、根等器官的發(fā)生、生長(zhǎng)與生長(zhǎng)環(huán)境密切相關(guān)。 潮霉素是一種氨基糖苷類(lèi)抗生素，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)葉綠體和線(xiàn)粒體中的核糖體與延長(zhǎng)因子EF-2的結(jié)合位點(diǎn)，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(huì)呈現(xiàn)一定的癥狀，所以潮霉素在植物遺傳轉(zhuǎn)化過(guò)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(lèi)、品種以及外植體類(lèi)型不同，不同濃度的潮霉素對(duì)植物生長(zhǎng)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(cè)假說(shuō)，而且能夠在擬南芥建立參考系統(tǒng)加快研究的進(jìn)度，并快速對(duì)經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)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(duì)擬南芥幼苗葉和根生長(zhǎng)、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(duì)植物幼苗生長(zhǎng)、發(fā)育的影響及其作用機(jī)理，為植物生長(zhǎng)發(fā)育和遺傳轉(zhuǎn)化研究提供理論資料。
