植物生长发育中的载体制造技术
刺萼龙葵PDS基因VIGS载体的构建
刺萼龙葵PDS基因VIGS载体的构建王旭;王新果;张朝贤;黄红娟;魏守辉【摘要】病毒诱导的基因沉默(VIGS)是通过插入目的基因片段的重组病毒来抑制植物内源基因表达的遗传技术,主要用于基因的功能分析.茄科植物刺萼龙葵(Solanum rostratum)是一种外来恶性杂草,研究证实,在农杆菌GV3101介导下,刺萼龙葵的八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因能被部分沉默,导致叶片和花朵出现白化表型.半定量RT-PCR检测显示,被侵染叶片和花朵的mRNA显著降解.VIGS沉默体系的建立可适用于研究刺萼龙葵的部分功能基因,有助于深入了解其生长发育调控的分子机制.【期刊名称】《植物保护》【年(卷),期】2016(042)004【总页数】5页(P137-141)【关键词】刺萼龙葵;八氢番茄红素脱氢酶;病毒诱导基因沉默;烟草脆裂病毒【作者】王旭;王新果;张朝贤;黄红娟;魏守辉【作者单位】中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193;中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193;中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193;中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193;中国农业科学院植物保护研究所,北京100193【正文语种】中文【中图分类】S451基因沉默是生物体中特定基因由于种种原因不表达的现象,分为转录水平的基因沉默(transcriptional gene silencing, TGS)和转录后水平的基因沉默(post transcriptional gene silencing, PTGS),TGS发生在DNA水平,与目的基因启动子区域的甲基化有关;PTGS发生在RNA水平,由目的基因mRNA特异性降解引起。
PTGS最早在植物中发现,被称为共抑制(co-suppression)[1-2],后来在真菌和动物中也发现该现象,分别被称为基因消除(quelling)[3]和RNA干扰(RNA interference,RNAi)[4]。
纳米科技在农业领域中的利用方法介绍
纳米科技在农业领域中的利用方法介绍随着科技的不断发展，纳米科技逐渐成为农业领域中的一项重要技术。
纳米科技指的是对物质的精确控制和处理，以及对纳米尺度下的物质性质和现象进行研究的一门科学。
在农业领域，纳米科技的利用可以为种植业和养殖业提供许多创新的解决方案，提高农产品产量和质量，改善农业生产环境，并为可持续发展的农业提供支持。
一、纳米材料用于植物生长促进剂纳米材料在植物生长促进剂方面的应用是目前农业领域中最为常见的纳米技术应用之一。
通过将纳米材料与植物生长物质结合，可以提高植物的抗逆性、养分利用率和产量。
例如，研究人员开发出了一种基于纳米葡聚糖的植物生长剂，该剂可以提高植物的光合作用和生长速度，抑制植物病害的发生。
此外，纳米材料还可以用于制备植物养分吸收剂和农药，帮助植物吸收养分和保护植物免受病虫害的侵害。
二、纳米传感器在农业监测中的应用纳米传感器是一种利用纳米材料制造的微小设备，可以用于检测土壤、水质和气候等环境参数。
农业生产中，合理监测和管理土壤、水质和气候条件对于提高农产品产量和品质至关重要。
纳米传感器可以提供准确的监测数据，例如土壤中的养分含量、水分含量和酸碱度等指标。
这些数据可以帮助农民调整施肥、灌溉和其他管理措施，有效提高农产品的产量和质量，并减少环境污染。
三、纳米包埋技术在农业中的应用纳米包埋技术是一种将纳米材料包裹在特定载体中的方法，可以提高纳米材料的稳定性和生物利用率。
在农业领域，纳米包埋技术可以用于制备肥料、农药和生物农药等农业用品。
例如，研究人员将纳米硅包埋在肥料中，可以减慢硅的释放速度，提供长效的植物养分补充。
此外，纳米包埋技术还可以用于制备含有微生物的复合肥料，帮助植物吸收养分并促进植物生长。
四、纳米材料在农产品保鲜和包装中的应用纳米材料在农产品保鲜和包装中的应用是近年来的研究热点之一。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的化学性质，可以用于包装材料的改性和增强。
通过使用纳米材料，可以制造出高强度、防水、抗氧化和抗菌的包装材料，延长农产品的保鲜期和品质。
植物生物技术知识重点
生物技术: 是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础科学的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
生物技术种类:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程植物生物技术（Plant Biotechnology）: 是指对植物品质和性状进行改造的生物技术核心技术：植物组织培养、基因克隆与转基因植物生产、分子标记及辅助育种应用植物组织培养：在无菌和人为控制外因条件下，培养、研究植物组织器官，甚至进而从中分化、发育出整体植株的技术植物细胞工程: 以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
植物组织培养种类：植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养植物组织培养的应用：（1）快速繁殖和规模化生产（2）培养无病毒植株（3）培育转基因植物（4）制成人工种子（5）应用于育种植物组织培养实验室必须具备的设施：洗涤室、培养基室、接种室、培养室、显微观察室主要设备：1、超净工作台 2、显微镜3、培养箱4、干燥箱5、纯化装置6、冰箱7、冷冻储存器8、离心机9、天平10、高压消毒锅11、消毒器凝固剂：琼脂(agar)是固体培养基的必要成分，琼脂是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物，本身并不提供任何营养。
琼脂能溶解在热水中，成为溶胶，冷却至40℃即凝固为固体状凝胶。
植物胚胎培养是指使胚及具胚的器官（如子房、胚珠）在离体无菌培养条件下发育成幼苗的技术胚培养的意义：1、克服远缘杂交不亲和性和杂种不育性，获得种间或属间杂种2.获得单倍体植株3.克服种子休眠，提早结实4.缩短育种周期，提高育种效率5、种子生活力的快速测定6.稀有植物的繁殖(使种子无生活力或胚发育不全的植物获得后代)操作过程：取材和消毒胚的剥离接种（看护）培养看护培养：将未成熟的杂种幼胚接种到含有同一物种或另一相近物种的离体胚乳的培养基上培养胚乳培养的意义：胚乳是研究淀粉、蛋白质和脂类这些天然产物代谢过程的一个理想系统。
基因工程技术对植物生长发育的影响
基因工程技术对植物生长发育的影响随着生物技术的快速发展，基因工程技术已经成为了重要的工具。
在植物领域中，基因工程技术被广泛应用于改良植物的生长和发育。
如今，已有许多种植物被成功地改良，从而提高了产量、抗性和环境适应性等方面。
本文将就基因工程技术在植物生长发育中的影响进行探讨。
基因工程技术的应用基因工程技术的应用广泛，其中最常见的应用是通过向植物细胞中引入外源基因来进行遗传改良。
目前主要的技术包括转基因和基因编辑。
转基因是将外源的基因，例如来自其他物种的基因，通过病毒载体等手段导入到目标植物细胞内，从而改变植物的基因组。
常见的转基因植物包括具有抗虫性、抗草甘膦等性状的作物。
基因编辑是指通过引入DNA修饰酶，例如CRISPR-Cas9系统，直接编辑目标基因，从而改变植物的性状。
基因编辑技术在植物生长发育领域的应用相对较新，但已经呈现出广阔的前景。
植物生长发育是由遗传和环境因素共同决定的复杂过程。
基因工程技术的应用可以直接或间接地影响植物的生长和发育。
改善营养吸收和利用效率植物通过根系吸收土壤中的营养，然后通过根系和叶片进行转运。
转基因技术可以被用来改变根系的分布和形态，从而提高植物对土壤中营养的吸收能力。
例如，在拟南芥中增强了根系的生长和分枝，可以显著提高植物对矿质元素的吸收。
同时，转基因植物也可以提高对营养的利用效率。
例如，在水稻中导入了甲烷酸的生产途径，提高了光合作用产生的甲烷酸的利用效率，因此更能适应低氮环境。
提高抗性和适应性转基因技术可以被用来提高植物对疾病、虫害和环境胁迫等因素的抗性。
例如，在马铃薯中引入棉花杂交Bt毒素的基因可以提高越冬成虫的抵抗力，从而改善了其产量。
此外，由于全球气候变化的影响，许多植物都难以适应新的环境条件。
通过转基因技术，植物可以被设计为更适合不断变化的环境。
例如，在拟南芥中通过引入SRK8基因使其增强了耐旱性。
辅助研究基因编辑技术作为一种新兴技术，目前虽然应用广泛领域尚不多，但在研究方面有着广阔的前景。
使用基因工程技术进行植物转基因的关键步骤
使用基因工程技术进行植物转基因的关键步骤基因工程技术在植物领域的应用越来越广泛，其中最重要的应用之一就是植物转基因。
通过植物转基因，科学家们能够改变植物的基因组，使其获得更好的抗病性、耐旱性、抗虫性以及提高产量等特性。
下面将介绍植物转基因的关键步骤。
1. 目标基因的挑选和克隆植物转基因的第一步是选择需要改变的目标基因。
根据需求，科学家们可以选择增强某种抗性、改善某种品质或增加植物的营养价值等。
一旦确定目标基因，就需要在染色体上将其克隆出来，以便后续的基因转移。
2. 基因载体的构建转基因技术中，基因载体是一个不可或缺的工具。
基因载体是一个DNA分子，用于将目标基因转移到植物细胞中。
一般来说，研究人员会选择合适的质粒作为基因载体，并将目标基因插入到其中。
此外，基因载体还可以含有选择标记基因，用于筛选转基因植株。
3. 基因传递技术选择适当的基因传递技术是植物转基因的关键步骤之一。
常用的基因传递技术有农杆菌介导的转化、生物质粒介导的转化和基因枪转化等。
农杆菌介导的转化是最常用的方法之一，它利用一种土壤中的细菌农杆菌，通过插入一段目标基因的DNA序列到其载体上，然后转移到植物组织中。
而生物质粒介导的转化则是将目标基因导入含有质粒的金属微粒，通过炮弹或其他装置将其射入植物的细胞中。
4. 选择标记基因筛选转基因植株为了筛选出转基因植株，科学家会在基因载体中加入选择标记基因。
选择标记基因常常与目标基因一起转移。
通过选择合适的标记基因，可以利用生物学、生化或者抗生素抑制等方法筛选出含有目标基因的转基因植株。
5. 转基因植株的再生和培养一旦得到转基因植株，接下来的步骤是将其再生和培养。
科学家们将含有目标基因的转基因组织继续培养，通过选择合适的培养基和生长条件，促进其生长和分化。
在培养过程中，经过筛选得到的转基因植株会不断繁殖，直到形成一批具备目标基因特征的转基因植株。
最后，进行多代观察和评估，确保目标基因在转基因植株中稳定遗传。
生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１ 在作物根和胚中的亚细胞定位
㊀Ｇｕｉｈａｉａ㊀Ａｕｇ.２０２１ꎬ４１(８):１２１９－１２２５ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｇｕｉｈａｉａ－ｊｏｕｒｎａｌ.ｃｏｍＤＯＩ:１０.１１９３１/ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０１９１２０２０武丽霞ꎬ韩丽ꎬ赵宜婷ꎬ等.生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在作物根和胚中的亚细胞定位[Ｊ].广西植物ꎬ２０２１ꎬ４１(８):１２１９－１２２５.ＷＵＬＸꎬＨＡＮＬꎬＺＨＡＯＹＴꎬｅｔａｌ.ＳｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒｐｒｏｔｅｉｎＰＩＮ１ｉｎｃｒｏｐｒｏｏｔａｎｄｅｍｂｒｙｏ[Ｊ].Ｇｕｉｈａｉａꎬ２０２１ꎬ４１(８):１２１９－１２２５.生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在作物根和胚中的亚细胞定位武丽霞１ꎬ２ꎬ３ꎬ韩㊀丽１ꎬ２ꎬ３ꎬ赵宜婷１ꎬ２ꎬ３ꎬ周㊀璇１ꎬ２ꎬ３ꎬ杜云龙１ꎬ２ꎬ３∗(１.云南农业大学植物保护学院ꎬ昆明６５０２０１ꎻ２.云南生物资源保护与利用国家重点实验室ꎬ云南农业大学昆明６５０２０１ꎻ３.云南农业大学农业生物多样性与病害控制教育部重点实验室ꎬ昆明６５０２０１)摘㊀要:生长素输出载体在植物发育中起非常重要的作用ꎮ然而ꎬ生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在农作物水稻㊁小麦㊁玉米和大豆的根和胚中的亚细胞定位尚不清楚ꎮ该研究首先分析了ＯｓＰＩＮ１ｂ和它的同源物的氨基酸序列特征ꎬ发现小麦(ＴａＰＩＮ１)㊁玉米(ＺｍＰＩＮ１ｂ)和大豆(ＧｍＰＩＮ１ｂ)中的ＰＩＮ１序列与水稻的ＯｓＰＩＮ１ｂ序列分别具有６１.５％㊁６２.５％㊁６１.９％的相似性ꎮ然后根据水稻 日本晴 ( Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ )的ＯｓＰＩＮ１ｂ的氨基酸序列ꎬ人工合成ＯｓＰＩＮ１ｂ多肽并注射健康的新西兰白兔获得了抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体ꎬ在通过免疫印迹方法检测抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体的有效性后ꎬ发现可以利用该抗体有效检测到水稻叶片及根中ＯｓＰＩＮ１ｂ的表达ꎮ为检测ＯｓＰＩＮ１及其同源物在不同作物胚根和胚中子叶细胞的定位ꎬ利用制备的抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体并通过免疫组化实验ꎬ发现水稻的ＯｓＰＩＮ１ｂ㊁小麦的ＴａＰＩＮ１和玉米的ＺｍＰＩＮ１ｂ非极性定位在早期的胚根和胚中子叶表皮细胞的细胞质膜上ꎬ大豆中的ＧｍＰＩＮ１ｂ非极性定位在胚根表皮细胞的质膜上ꎬ而在胚的子叶细胞中是胞质定位ꎮ为进一步检测水稻中ＯｓＰＩＮ１ｂ的亚细胞定位ꎬ对水稻根分生区表皮细胞用蛋白质转运抑制剂ＢＦＡ(ＢｒｅｆｅｌｄｉｎＡ)及抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体处理后ꎬ进行免疫组化实验ꎬ结果发现水稻中的ＯｓＰＩＮ１ｂ可以通过胞吞转运途径从水稻根表皮细胞膜进入细胞质中ꎮ该研究利用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体有效检测了ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物在水稻㊁小麦㊁玉米和大豆的胚根表皮细胞及胚中子叶表皮细胞的亚细胞定位ꎬ这将有助于进一步揭示生长素输出载体ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物通过调控生长素极性运输而参与作物发育的作用机制ꎮ关键词:生长素输出载体ꎬＰＩＮ１ꎬ水稻ꎬ小麦ꎬ玉米ꎬ大豆中图分类号:Ｑ９４３㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１０００￣３１４２(２０２１)０８￣１２１９￣０７ＳｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒｐｒｏｔｅｉｎＰＩＮ１ｉｎｃｒｏｐｒｏｏｔａｎｄｅｍｂｒｙｏＷＵＬｉｘｉａ１ꎬ２ꎬ３ꎬＨＡＮＬｉ１ꎬ２ꎬ３ꎬＺＨＡＯＹｉｔｉｎｇ１ꎬ２ꎬ３ꎬＺＨＯＵＸｕａｎ１ꎬ２ꎬ３ꎬＤＵＹｕｎｌｏｎｇ１ꎬ２ꎬ３∗收稿日期:２０２０－０２－０５基金项目:国家自然科学基金(３１４６０４５３ꎬ３１６６０５０１ꎬ３１８６００６４)ꎻ云南省教育厅重大科研专项计划(ＺＤ２０１５００５)ꎻ教育部留学回国人员科研启动基金([２０１３]１７９２)ꎻ云南省应用基础研究计划的重点项目(２０１７ＦＡ０１８)[ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(３１４６０４５３ꎬ３１６６０５０１ꎬ３１８６００６４)ꎻＭａｊｏｒＳｐｅｃｉａｌＰｒｏｇｒａｍｆｏｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈꎬＥｄｕｃａｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ(ＺＤ２０１５００５)ꎻＰｒｏｊｅｃｔｏｆＳＲＦｆｏｒＲＯＣＳꎬＳＥＭ([２０１３]１７９２)ꎻＫｅｙＰｒｏｊｅｃｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｌａｎｏｆＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ(２０１７ＦＡ０１８)]ꎮ作者简介:武丽霞(１９９４－)ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为水稻根系发育ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)２４１６２０６２４８＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ∗通信作者:杜云龙ꎬ博士ꎬ教授ꎬ博士研究生导师ꎬ研究方向为激素与根系发育ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｙｕｎｌｏｎｇｄｕ＠ａｌｉｙｕｎ.ｃｏｍꎮ(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２０１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢｉｏ￣ＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２０１ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｏ￣ＢｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄＰｅｓｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＣｈｉｎａꎬＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２０１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒｐｌａｙｓａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｐｌａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.ＨｏｗｅｖｅｒꎬｔｈｅｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒＰＩＮ１ｉｎｔｈｅｒｏｏｔｓａｎｄｅｍｂｒｙｏｓｏｆｃｒｏｐｓｒｉｃｅꎬｗｈｅａｔꎬｍａｉｚｅａｎｄｓｏｙｂｅａｎｒｅｍａｉｎｓｕｎｃｌｅａｒ.ＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙꎬｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂａｎｄｉｔｓｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄꎬａｎｄｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＰＩＮ１ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｗｈｅａｔ(ＴａＰＩＮ１)ꎬｍａｉｚｅ(ＺｍＰＩＮ１ｂ)ａｎｄｓｏｙｂｅａｎ(ＧｍＰＩＮ１ｂ)ｓｈａｒｅｄ６１.５％ꎬ６２.５％ａｎｄ６１.９％ｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓｗｉｔｈｒｉｃｅＯｓＰＩＮ１ｂꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.ＮｅｘｔꎬａｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＯｓＰＩＮ１ｂａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｒｉｃｅ Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ ａｎｄｉｎｊｅｃｔｅｄｉｔｉｎｔｏｈｅａｌｔｈｙＮｅｗＺｅａｌａｎｄｗｈｉｔｅｒａｂｂｉｔｓｔｏｏｂｔａｉｎａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙ.ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙａｇａｉｎｓｔＯｓＰＩＮ１ｂｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｉｍｍｕｎｅｂｌｏｔｍｅｔｈｏｄꎬａｎｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｒｉｃｅｌｅａｖｅｓａｎｄｒｏｏｔｓ.ＦｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｔｈｅｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂａｎｄｉｔｓｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｉｎｐｒｉｍａｒｙｒｏｏｔｓａｎｄｃｏｔｙｌｅｄｏｎｃｅｌｌｓｏｆｅｍｂｒｙｏｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｓｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｗｉｔｈａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙｂｙｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｓｓａｙ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｒｉｃｅＯｓＰＩＮ１ｂꎬｗｈｅａｔＴａＰＩＮ１ａｎｄｍａｉｚｅＺｍＰＩＮ１ｂａｐｏｌａｒｌｙｌｏｃａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｐｌａｓｍａｍｅｍｂｒａｎｅｏｆｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓｏｆｐｒｉｍａｒｙｒｏｏｔｓａｎｄｃｏｔｙｌｅｄｏｎｏｆｅｍｂｒｙｏｉｎｒｉｃｅꎬｗｈｅａｔａｎｄｍａｉｚｅｇｒｏｗｎｉｎｅａｒｌｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅｓꎬａｎｄｓｏｙｂｅａｎＧｍＰＩＮ１ｂａｐｏｌａｒｌｙｌｏｃａｌｉｚｅｄｏｎｔｈｅｐｌａｓｍａｍｅｍｂｒａｎｅｏｆｐｒｉｍａｒｙｒｏｏｔｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓꎬｂｕｔｗａｓｃｙｔｏｓｏｌｉｃｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｔｙｌｅｄｏｎｃｅｌｌｓｏｆｅｍｂｒｙｏ.ＴｏｆｕｒｔｈｅｒｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂꎬｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓｏｆｒｉｃｅｐｒｉｍａｒｙｒｏｏｔｍｅｒｉｓｔｅｍｒｅｇｉｏｎｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｐｒｏｔｅｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓＢＦＡ(ＢｒｅｆｅｌｄｉｎＡ)ａｎｄａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙａｎｄｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｓｓａｙ.ＩｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＯｓＰＩＮ１ｂｌｏｃａｌｉｚｅｄｏｎｃｙｔｏｐｌａｓｍａｍｅｍｂｒａｎｅｏｆｒｉｃｅｒｏｏｔｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓｃｏｕｌｄｅｎｔｅｒｉｎｔｏｔｈｅｃｙｔｏｐｌａｓｍｖｉａｅｎｄｏｃｙｔｉｃｔｒａｆｆｉｃｋｉｎｇｍａｎｎｅｒ.ＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙꎬｔｈｅｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂａｎｄｉｔｓｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｉｎｔｈｅｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓｏｆｐｒｉｍａｒｙｒｏｏｔｓａｎｄｃｏｔｙｌｅｄｏｎｓｏｆｅｍｂｒｙｏｓｏｆｒｉｃｅꎬｗｈｅａｔꎬｍａｉｚｅａｎｄｓｏｙｂｅａｎｗｅｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙꎬａｎｄｉｔｗｉｌｌｆａｃｉｌｉｔａｔｅｕｓｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒＯｓＰＩＮ１ｂａｎｄｉｔｓｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓｂｙｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｐｏｌａｒａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｏｉｎｖｏｌｖｅｉｎｃｒｏｐｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒꎬＰＩＮ１ꎬｒｉｃｅꎬｗｈｅａｔꎬｍａｉｚｅꎬｓｏｙｂｅａｎ㊀㊀生长素输出载体蛋白在调节植物生长素极性运输中起重要作用ꎮ生长素极性运输参与胚胎形态发生(Ｂｌｉｌｏｕｅｔａｌ.ꎬ２００５)和侧生器官的形成(Ｃａｓｉｍｉｒｏｅｔａｌ.ꎬ２００１)ꎮ拟南芥基因组中的ＰＩＮ基因家族编码ＰＩＮ１－８的８种生长素输出载体蛋白(Ｆｒｉｍｌｅｔａｌ.ꎬ２００３ꎻＢｅｎｊａｍｉｎｓ＆Ｓｃｈｅｒｅｓꎬ２００８)ꎮＰＩＮ蛋白可以通过内吞作用转运到细胞质中ꎬ并形成循环小泡返回质膜(Ｇｅｌｄｎｅｒｅｔａｌ.ꎬ２００１)ꎮＡｔｐｉｎ１突变体植株表现出针状花序并且花和维管组织发育表现明显缺陷(Ｇäｌｗｅｉｌｅｒｅｔａｌ.ꎬ１９９８)ꎮＡｔＰＩＮ１的极性定位还影响胚胎的发育(Ｆｒｉｍｌｅｔａｌ.ꎬ２００３)ꎮＡｔＰＩＮ１分布于维管组织(Ｇäｌｗｅｉｌｅｒｅｔａｌ.ꎬ１９９８)㊁木质部薄壁组织(Ｇäｌｗｅｉｌｅｒｅｔａｌ.ꎬ１９９８ꎻＰａｌｍｅ＆Ｇäｌｗｅｉｌｅｒꎬ１９９９)㊁根表皮和皮层细胞(Ｂｌｉｌｏｕｅｔａｌ.ꎬ２００５)㊁分生组织表皮和原基表皮(Ｇｕｅｎｏｔｅｔａｌ.ꎬ２０１２)的细胞质中ꎮ但是ꎬ目前人们对单子叶植物和双子叶植物之间ＰＩＮ１蛋白的亚细胞定位差异仍不清楚ꎮＡｔＰＩＮ１的同源基因可以存在于水稻(Ｘｕｅｔａｌ.ꎬ２００５ꎻＬｉｅｔａｌ.ꎬ２０１９)㊁小麦(Ｓｉｎｇｈｅｔａｌ.ꎬ２０１８)㊁玉米(Ｇａｌｌａｖｏｔｔｉｅｔａｌ.ꎬ２００８)和大豆(Ｗａｎｇｅｔａｌ.ꎬ２０１５)的基因组中ꎮ在水稻的维管组织和根原基中可以检测到ＯｓＰＩＮ１的表达(Ｘｕｅｔａｌ.ꎬ２００５)ꎬＯｓＰＩＮ１以生长素依赖性的方式参与水稻根㊁茎㊁花序和分蘖的发育(Ｘｕｅｔａｌ.ꎬ２００５ꎻＬｉｅｔａｌ.ꎬ２０１９)ꎮＺｍＰＩＮ１ａ主要定位在玉米幼苗的上叶原基(Ｇａｌｌａｖｏｔｔｉｅｔａｌ.ꎬ２００８)㊁根中的中柱鞘细胞和内皮层细胞(Ｃａｒｒａｒｏｅｔａｌ.ꎬ２００６)㊁胚芽鞘(Ｋａｍａｄａｅｔａｌ.ꎬ２０１８)和叶片(Ｍｏｏｎｅｔａｌ.ꎬ２０１３)的表层细胞ꎮ此外ꎬＺｍＰＩＮ１ａ在根冠细胞中显示为胞质定位０２２１广㊀西㊀植㊀物４１卷(Ｆｏｒｅｓｔａｎｅｔａｌ.ꎬ２０１２)ꎬ在花序初生原基细胞中显示为非极性定位(Ｓｋｉｒｐａｎｅｔａｌ.ꎬ２００９)ꎮ但是ꎬ目前尚不清楚ＰＩＮ１在不同作物的根和胚中的亚细胞定位ꎬ包括水稻㊁小麦㊁玉米和大豆ꎮ在这项研究中ꎬ我们基于水稻 日本晴 ( Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ )的ＯｓＰＩＮ１ｂ氨基酸序列ꎬ制备了抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体ꎬ利用该抗体开展的免疫组化实验发现水稻的ＯｓＰＩＮ１ｂ及小麦和玉米中的同源蛋白可以非极性定位在根和胚中子叶表皮细胞的细胞质膜上ꎬ而大豆的ＧｍＰＩＮ１ｂ可以非极性地定位在根中表皮细胞的质膜上ꎬ但是ꎬ在胚的子叶表皮细胞中是细胞质定位ꎮ此外ꎬ水稻根表皮细胞质膜上的ＯｓＰＩＮ１ｂ可以通过内吞运输途径进入到细胞质中ꎮ这些ＰＩＮ１定位结果将有助于我们研究生长素极性运输在水稻㊁小麦㊁玉米和大豆作物发育中的作用ꎮ１㊀材料与方法１.１植物材料植物材料为水稻品种 Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ 和 丽江新团黑谷 ( ＬＴＨ )(Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａｓｕｂｓｐ.ｊａｐｏｎｉｃａ)㊁小麦(Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ Ｃｈｕａｎｍａｉ１０７ )㊁玉米(Ｚｅａｍａｙｓ Ｂ７３ )和大豆(Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ Ｗｉｌｌｉａｍｓ )ꎬ各作物种子置于２８ħ条件下水培萌发ꎬ使用生长了７ｄ的胚根分生区细胞和１ｄ的子叶胚来检测ＯｓＰＩＮ１ｂ及同源物的亚细胞定位ꎮ１.２抗体的制备和检测根据水稻 Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ 的生长素输出载体ＯｓＰＩＮ１ｂ(Ｏｓ０２ｇ０７４３４００)的氨基酸序列人工合成多肽ＱＳＳＲＮＰＴＰＲＧＳＳＦＮＣꎬ并将其注入新西兰兔体内ꎮ通过ＥＬＩＳＡ方法检测到纯化的抗兔ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体ꎬ其浓度为０.５１ｍｇ ｍＬ￣１(１ʒ２００００)(杭州华安生物技术有限公司)ꎮ１.３免疫杂交和免疫组化检测为检测ＯｓＰＩＮ１ｂ的表达ꎬ提取了水稻叶片和根的总蛋白ꎬ并用一抗[抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体(１ʒ２００)]和二抗[山羊抗兔的ＩｇＧ￣ＨＲＰ(１ʒ５０００)]进行了免疫杂交ꎮ为了检测蛋白亚细胞定位ꎬ使用或不使用５０ｍｍｏｌ Ｌ￣１ＢｒｅｆｅｌｄｉｎＡ(ＢＦＡ)(ｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｒｏｂｅｓ)对不同农作物的根和胚处理９０ｍｉｎꎬ然后使用改良的免疫组织化学分析方法进行检测(Ｐａｃｉｏｒｅｋｅｔａｌ.ꎬ２００６)ꎮ具体如下:首先ꎬ将样品在２５ħ室温条件下用４％戊二醛溶液固定１ｈꎻ然后ꎬ３７ħ条件下用２％崩溃酶处理１ｈꎻ最后ꎬ用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体(１ʒ２００)和二抗[驴抗兔的ＩｇＧ(Ｈ＋Ｌ)￣Ａｌｅｘａｆｌｕｏｒ４８８抗体(１ʒ５００)](ＪａｃｋｓｏｎＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ)进行免疫组化检测ꎮ使用ＬｅｉｃａＳＰ５激光共聚焦显微镜(ＬｅｉｃａＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ)观察ＯｓＰＩＮ１ｂ的定位ꎮ１.４生物信息学分析从ＮＣＢＩ(ｈｔｔｐｓ://ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ/)获得ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源蛋白的氨基酸序列ꎬ通过在线网站(ｈｔｔｐｓ://ｗｗｗ.ｕｎｉｐｒｏｔ.ｏｒｇ/)分析ＯｓＰＩＮ１ｂ的跨膜结构域ꎬ使用软件ＶｅｃｔｏｒＮＴＩＳｕｉｔｅ６进行氨基酸序列比对ꎬ所有图片均使用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件处理ꎮ２㊀结果与分析２.１不同作物的ＰＩＮ１序列相似性分析为了检测不同作物中生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１的亚细胞定位ꎬ首先ꎬ我们对拟南芥(ＡｔＰＩＮ１)㊁水稻(ＯｓＰＩＮ１ｂ)㊁小麦(ＴａＰＩＮ１)㊁玉米(ＺｍＰＩＮ１ｂ)和大豆(ＧｍＰＩＮ１ｂ)中ＰＩＮ１的氨基酸序列进行比对分析(图１)ꎮ结果表明:ＡｔＰＩＮ１㊁ＴａＰＩＮ１㊁ＺｍＰＩＮ１ｂ㊁ＧｍＰＩＮ１ｂ的序列与ＯｓＰＩＮ１ｂ分别具有５８.６％㊁６１.５％㊁６２.５％㊁６１.９％的相似性ꎬ在ＯｓＰＩＮ１ｂ的氨基酸序列中存在１０个跨膜区ꎮ２.２水稻中ＯｓＰＩＮ１ｂ的检测ＰＩＮ１序列在水稻㊁小麦㊁玉米和大豆之间显示出高度相似性(图１)ꎮ我们选择ＯｓＰＩＮ１ｂ中的序列ＱＳＳＲＮＰＴＰＲＧＳＳＦＮＣꎬ通过人工合成多肽免疫兔子制备了抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体ꎮ为检测抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体的有效性ꎬ我们提取了水稻叶片和根的总蛋白ꎬ并使用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体进行免疫杂交检测ꎮ结果表明ꎬ用ＯｓＰＩＮ１ｂ抗体可以检测到目标蛋白ＯｓＰＩＮ１ｂ(图２)ꎮ２.３ＰＩＮ１在不同农作物中的亚细胞定位通过免疫组织化学分析进一步检测了水稻㊁小麦㊁玉米和大豆根中ＰＩＮ１的亚细胞定位ꎬ发现１２２１８期武丽霞等:生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在作物根和胚中的亚细胞定位水稻ꎬ小麦ꎬ玉米ꎬ大豆和拟南芥之间的ＰＩＮ１氨基酸序列比对ꎬ红框中的氨基酸序列为水稻ＯｓＰＩＮ１ｂ的跨膜结构域ꎮＰＩＮ１ａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅｓａｒｅａｌｉｇｎｅｄａｍｏｎｇｒｉｃｅꎬｗｈｅａｔꎬｍａｉｚｅꎬｓｏｙｂｅａｎａｎｄＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓꎬａｎｄｒｅｄｂｏｘｅｓｓｈｏｗｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅｄｏｍａｉｎｓｏｆｒｉｃｅＯｓＰＩＮ１ｂａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｃｅｓ.图１㊀ＰＩＮ１的氨基酸序列比对Ｆｉｇ.１㊀ＰＩＮ１ａｍｉｎｏａｃｉｄｓｅｑｕｅｎｃｅａｌｉｇｎｍｅｎｔＰＩＮ１虽然可定位于根表皮细胞的细胞质膜上ꎬ但没有明显的极性分布(图３:Ａ－Ｄ)ꎮ在检测ＰＩＮ１在胚细胞中的定位时ꎬ发现ＰＩＮ１虽然可分布在水稻(图３:Ｅ)㊁小麦(图３:Ｆ)和玉米(图３:Ｇ)胚中子叶表皮细胞的细胞质膜上ꎬ但没有明显的极性分布ꎮ大豆中的ＧｍＰＩＮ１ｂ非极性分布在根表皮细２２２１广㊀西㊀植㊀物４１卷提取水稻 日本晴 叶片(Ａ)和根(Ｂ)中的总蛋白ꎬ用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体进行免疫杂交ꎮ箭头指示目标蛋白ＯｓＰＩＮ１ｂ的条带ꎮＴｏｔａｌｐｒｏｔｅｉｎｓｏｆｒｉｃｅｌｅａｖｅｓ(Ａ)ａｎｄｒｏｏｔｓ(Ｂ)ｗｅｒｅｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｒｉｃｅ Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ ａｎｄｂｌｏｔｔｅｄｗｉｔｈａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙ.ＡｒｒｏｗｐｏｉｎｔｓｔｏｔｈｅｔａｒｇｅｔｐｒｏｔｅｉｎＯｓＰＩＮ１ｂ.图２㊀蛋白免疫杂交检测水稻叶片和根中的ＯｓＰＩＮ１ｂＦｉｇ.２㊀ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂｉｎｒｉｃｅｌｅａｖｅｓａｎｄｒｏｏｔｓｂｙｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｍｅｔｈｏｄ胞的细胞质膜上ꎬ而在胚的子叶表皮细胞中则分布于细胞质中(图３:Ｈ)ꎮ２.４水稻中ＯｓＰＩＮ１ｂ的胞吞检测由于ＯｓＰＩＮ１ｂ蛋白定位于细胞质膜上(图３:ＡꎬＥ)ꎬ因此ꎬ我们进一步检测了ＯｓＰＩＮ１ｂ是否可以通过胞吞的方式从细胞质膜转运入细胞质ꎮ用蛋白转运抑制剂ＢＦＡ处理水稻 Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ 和 ＬＴＨ 的根尖ꎬ用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体开展免疫组织化学实验ꎬ结果发现在细胞质中可以检测到ＯｓＰＩＮ１ｂ蛋白的聚集(图４)ꎮ这表明ＯｓＰＩＮ１ｂ可以通过胞吞途径从细胞质膜转移到细胞质中ꎮ３㊀讨论与结论生长素输出载体蛋白ＰＩＮ家族在植物发育中起着至关重要的作用ꎮ在这项研究中ꎬ我们利用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体有效检测了水稻㊁小麦㊁玉米和大豆的胚根分生区表皮细胞及胚中子叶表皮细胞的ＯｓＰＩＮ１及其同源物的亚细胞定位ꎬ结果发现ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物分布在水稻㊁小麦㊁玉米和大豆的根和胚中子叶表皮细胞的细胞质膜及细胞质中ꎮ不同作物中的相同细胞定位表明ＰＩＮ１在不同植物发育中ꎬ其调节生长素分布功能是保守的ꎮ此外ꎬ我们也注意到与拟南芥ＡｔＰＩＮ１的极性定位相比(Ｆｒｉｍｌｅｔａｌ.ꎬ２００３)ꎬ在不同农作物的根表皮细胞中ꎬＯｓＰＩＮ１及其同源物的定位是非极性的ꎮＯｓＰＩＮ１ｂ的氨基酸序列与ＡｔＰＩＮ１具有５８.６％的相似性ꎬ因此ꎬ不同作物和拟南芥ＡｔＰＩＮ１蛋白的亚细胞定位模式存在的差异可能与不同植物中ＰＩＮ１蛋白结构差异有关ꎮ玉米中的ＺｍＰＩＮ１ａ在不同玉米组织中的定位存在极性定位(Ｃａｒｒａｒｏｅｔａｌ.ꎬ２００６ꎻＧａｌｌａｖｏｔｔｉｅｔａｌ.ꎬ２００８ꎻＭｏｏｎｅｔａｌ.ꎬ２０１３ꎻＫａｍａｄａｅｔａｌ.ꎬ２０１８)㊁非极性定位(Ｓｋｉｒｐａｎｅｔａｌ.ꎬ２００９)和胞质定位(Ｆｏｒｅｓｔａｎｅｔａｌ.ꎬ２０１２)ꎬ一些研究也发现ＡｔＰＩＮ１的极性分布与胚发育中的生长素动态相关(Ｆｒｉｍｌｅｔａｌ.ꎬ２００３)ꎮ在本研究中ꎬ用于ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物细胞定位观察的胚根及子叶胚都处于植物发育的早期阶段ꎬ这表明不同作物中ＰＩＮ１的定位还与作物组织发育阶段有关ꎮ此外ꎬ利用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体可以检测到ＯｓＰＩＮ１ｂ蛋白ꎮ进一步分析结果发现ＯｓＰＩＮ１ｂ与ＯｓＰＩＮ１ａ氨基酸序列相似性为６２.４％ꎬＯｓＰＩＮ１ａ㊁ＯｓＰＩＮ１ｂ蛋白分子量分别为６４.７㊁５９.３ｋＤꎬ且ＯｓＰＩＮ１ａ氨基酸序列中含有用于制备抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体的序列ＱＳＳＲＮＰＴＰＲＧＳＳＦＮＣꎮ因此ꎬ不能完全排除所检测到的蛋白条带中含有ＯｓＰＩＮ１ａꎬ而这也可能部分解释了我们在根表皮细胞中所观察到的ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物的非极性定位ꎮＰＩＮ蛋白由于胞吞作用而产生的细胞定位的改变可影响生长素的极性运输ꎬ从而进一步调控器官形成(Ｋｌｅｉｎｅ￣Ｖｅｈｎｅｔａｌ.ꎬ２００８)ꎮ本研究结果发现ＯｓＰＩＮ１ｂ可以通过胞吞途径进入到细胞质中ꎮ这显示由于细胞的胞吞作用ꎬＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物的细胞质膜及细胞质定位可能会发生变化ꎬ并参与调控植物内生长素的分布ꎮＰＩＮ蛋白的细胞定位可受到其他物质如水杨酸的调控(Ｄｕｅｔａｌ.ꎬ２０１３)ꎮ但是ꎬ我们观察到ＯｓＰＩＮ１ｂ的定位可由自身胞吞作用而改变ꎬ因此ꎬ不同作物中ＰＩＮ１蛋３２２１８期武丽霞等:生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在作物根和胚中的亚细胞定位水稻 日本晴 (ＡꎬＥ)ꎬ小麦(ＢꎬＦ)ꎬ玉米(ＣꎬＧ)和大豆(ＤꎬＨ)的根(Ａ－Ｄ)和胚(Ｅ－Ｈ)用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体开展免疫组化实验ꎮ标尺＝１０μｍꎮＲｏｏｔｓ(Ａ－Ｄ)ａｎｄｅｍｂｒｙｏｓ(Ｅ－Ｈ)ｏｆｒｉｃｅ Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ (ＡꎬＥ)ꎬｗｈｅａｔ(ＢꎬＦ)ꎬｍａｉｚｅ(ＣꎬＧ)ａｎｄｓｏｙｂｅａｎ(ＤꎬＨ)ｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｓｓａｙｗｉｔｈａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙ.Ｂａｒｓ＝１０μｍ.图３㊀ＰＩＮ１在根和胚的子叶表皮细胞中的亚细胞定位Ｆｉｇ.３㊀ＳｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＰＩＮ１ｉｎｒｏｏｔａｎｄｅｍｂｒｙｏｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓ用２５μｍｏｌ Ｌ￣１ＢＦＡ处理水稻品种 丽江新团黑谷 (Ａ)和 日本晴 (Ｂ)的根尖９０ｍｉｎꎬ然后用抗兔的ＯｓＰＩＮ１ｂ多克隆抗体通过免疫组化检测ＯｓＰＩＮ１ｂ的胞吞ꎮ箭头指示根表皮细胞胞质中ＯｓＰＩＮ１ｂ蛋白聚集体ꎮ标尺＝１０μｍꎮＲｏｏｔｓｏｆｒｉｃｅｌｉｎｅｓ ＬＴＨ (Ａ)ａｎｄ Ｎｉｐｐｏｎｂａｒｅ (Ｂ)ｗｅｒｅｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ２５μｍｏｌ Ｌ￣１ＢＦＡｆｏｒ９０ｍｉｎꎬａｎｄｂｌｏｔｔｅｄｗｉｔｈａｎｔｉ￣ｒａｂｂｉｔＯｓＰＩＮ１ｂｐｏｌｙｃｌｏｎａｌａｎｔｉｂｏｄｙｂｙｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｓｓａｙ.ＡｒｒｏｗｐｏｉｎｔｓｔｏｔｈｅＯｓＰＩＮ１ｂｉｎｔｅｒｎａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｙｔｏｐｌａｓｍａｏｆｒｏｏｔｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓ.Ｂａｒｓ＝１０μｍ.图４㊀水稻根表皮细胞中ＯｓＰＩＮ１ｂ的胞吞检测Ｆｉｇ.４㊀ＥｎｄｏｃｙｔｏｓｉｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＯｓＰＩＮ１ｂｉｎｔｈｅｃｙｔｏｐｌａｓｍａｏｆｒｉｃｅｒｏｏｔｅｐｉｄｅｒｍａｌｃｅｌｌｓ４２２１广㊀西㊀植㊀物４１卷白的亚细胞定位是一个动态的过程ꎮ不同作物中ＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物可非极性定位于细胞质膜及细胞质中ꎬ这是一个动态的分布过程ꎬ并与植物所处的发育阶段密切相关ꎮＯｓＰＩＮ１ｂ及其同源物的亚细胞定位将有助于揭示生长素输出载体通过影响生长素极性分布而参与调控农作物中根和胚发育的分子机制ꎮ登录号㊀文章中相关蛋白在ＮＣＢＩ数据库中的登录号分别为ＡｔＰＩＮ１(ＮＰ＿１７７５００.１)㊁ＯｓＰＩＮ１ｂ(ＸＰ＿０１５６１６０１４.１)㊁ＴａＰＩＮ１(ＡＡＳ１９８５８.１)㊁ＺｍＰＩＮ１ｂ(ＡＢＨ０９２４３.１)㊁ＧｍＰＩＮ１ｂ(ＮＰ＿００１２３７５４６.２)ꎮ参考文献:ＢＥＮＪＡＭＩＮＳＲꎬＳＣＨＥＲＥＳＢꎬ２００８.Ａｕｘｉｎ:ｔｈｅｌｏｏｐｉｎｇｓｔａｒｉｎｐｌａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ[Ｊ].ＡｎｎＲｅｖＰｌａｎｔＢｉｏｌꎬ５９(１):４４３－４６５.ＢＬＩＬＯＵＩꎬＸＵＪꎬＷＩＬＤＷＡＴＥＲＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２００５.ＴｈｅＰＩＮａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｆａｃｉｌｉｔａｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｔｒｏｌｓｇｒｏｗｔｈａｎｄｐａｔｔｅｒｎｉｎｇｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｒｏｏｔｓ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ４３３(７０２１):３９－４４.ＣＡＲＲＡＲＯＮꎬＦＯＲＥＳＴＡＮＣꎬＣＡＮＯＶＡＳꎬｅｔａｌ.ꎬ２００６.ＺｍＰＩＮ１ａａｎｄＺｍＰＩＮ１ｂｅｎｃｏｄｅｔｗｏｎｏｖｅｌｐｕｔａｔｉｖｅｃａｎｄｉｄａｔｅｓｆｏｒｐｏｌａｒａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｐｌａｎｔａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍａｉｚｅ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌꎬ１４２(１):２５４－２６４.ＣＡＳＩＭＩＲＯＩꎬＭＡＲＣＨＡＮＴＡꎬＢＨＡＬＥＲＡＯＲＰꎬｅｔａｌ.ꎬ２００１.ＡｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｒｏｍｏｔｅｓＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｌａｔｅｒａｌｒｏｏｔｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ[Ｊ].ＴｈｅＰｌａｎｔＣｅｌｌꎬ１３(４):８４３－８５２.ＤＵＹＬꎬＴＥＪＯＳＲꎬＢＥＣＫＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１３.Ｓａｌｉｃｙｌｉｃａｃｉｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｓｗｉｔｈｃｌａｔｈｒｉｎ￣ｍｅｄｉａｔｅｄｅｎｄｏｃｙｔｉｃｐｒｏｔｅｉｎｔｒａｆｆｉｃｋｉｎｇ[Ｊ].ＰＮＡＳꎬ１１０(１９):７９４６－７９５１.ＦＯＲＥＳＴＡＮＣꎬＦＡＲＩＮＡＴＩＳꎬＶＡＲＯＴＴＯＳꎬ２０１２.ＴｈｅｍａｉｚｅＰＩＮｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｏｆａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔＰｌａｎｔＳｃｉꎬ３(１６):１６.ＦＲＩＭＬＪꎬＶＩＥＴＥＮＡꎬＳＡＵＥＲＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２００３.Ｅｆｆｌｕｘ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｕｘｉｎｇｒａｄｉｅｎｔｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅａｐｉｃａｌ￣ｂａｓａｌａｘｉｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅ(Ｌｏｎｄｏｎ)ꎬ４２６(６９６３):１４７－１５３.ＧＡＬＬＡＶＯＴＴＩＡꎬＹＡＮＧＹꎬＳＣＨＭＩＤＴＲＪꎬｅｔａｌ.ꎬ２００８.Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｍａｉｚｅｂｒａｎｃｈｉｎｇ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌꎬ１４７(４):１９１３－１９２３.ＧÄＬＷＥＩＬＥＲＬꎬＧＵＡＮＣꎬＭＵＬＬＥＲＡꎬｅｔａｌ.ꎬ１９９８.ＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｏｌａｒａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｂｙＡｔＰＩＮ１ｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｖａｓｃｕｌａｒｔｉｓｓｕｅ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２８２(５３９７):２２２６－２２３０.ＧＥＬＤＮＥＲＮꎬＦＲＩＭＬＪꎬＳＴＩＥＲＨＯＦＹＤꎬｅｔａｌ.ꎬ２００１.ＡｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｂｌｏｃｋＰＩＮ１ｃｙｃｌｉｎｇａｎｄｖｅｓｉｃｌｅｔｒａｆｆｉｃｋｉｎｇ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ４１３(６８５４):４２５－４２８.ＧＵＥＮＯＴＢꎬＢＡＹＥＲＥꎬＫＩＥＲＺＫＯＷＳＫＩＤꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１２.ＰＩＮ１￣ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｅａｆｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌꎬ１５９(４):１５０１－１５１０.ＫＡＭＡＤＡＭꎬＭＩＹＡＭＯＴＯＫꎬＯＫＡＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒｃｈｅｍｉｃａｌｆｉｘａｔｉｏｎｉｎｉｍｍｕｎｏｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｅｓｏｆＰＩＮｐｒｏｔｅｉｎｓｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｐｏｌａｒａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ:ｒｅｌｅｖａｎｃｅｔｏｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＬｉｆｅＳｃｉＳｐａｃｅＲｅｓ(Ａｍｓｔ)ꎬ１８:４２－５１.ＫＬＥＩＮＥ￣ＶＥＨＮＪꎬＤＨＯＮＵＫＳＨＥＰꎬＳＡＵＥＲＭꎬｅｔａｌ.ꎬ２００８.ＡＲＦＧＥＦ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｔｒａｎｓｃｙｔｏｓｉｓａｎｄｐｏｌａｒｄｅｌｉｖｅｒｙｏｆＰＩＮａｕｘｉｎｃａｒｒｉｅｒｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＣｕｒｒＢｉｏｌꎬ１８(７):５２６－５３１.ＬＩＹꎬＺＨＵＪＳꎬＷＵＬＬꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１９.ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆＰＩＮ１ｐａｒａｌｏｇｏｕｓｇｅｎｅｓｉｎｒｉｃｅ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌꎬ６０(１２):２７２０－２７３２.ＭＯＯＮＪꎬＣＡＮＤＥＬＡＨꎬＨＡＫＥＳꎬ２０１３.Ｔｈｅｌｉｇｕｌｅｌｅｓｓｎａｒｒｏｗｍｕｔａｔｉｏｎａｆｆｅｃｔｓｐｒｏｘｉｍａｌ￣ｄｉｓｔａｌｓｉｇｎａｌｉｎｇａｎｄｌｅａｆｇｒｏｗｔｈ[Ｊ].Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ１４０(２):４０５－４１２.ＰＡＣＩＯＲＥＫＴꎬＳＡＵＥＲＭꎬＢＡＬＬＡＪꎬｅｔａｌ.ꎬ２００６.Ｉｍｍｕｎｏｃｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｐｒｏｔｅｉｎｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅｓ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＰｒｏｔｏｃｏｌｓꎬ１(１):１０４－１０７.ＰＡＬＭＥＫꎬＧÄＬＷＥＩＬＥＲＬꎬ１９９９.ＰＩＮ￣ｐｏｉｎｔｉｎｇｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂａｓｉｓｏｆａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ[Ｊ].ＣｕｒｒＯｐｉｎＰｌａｎｔＢｉｏｌꎬ２(５):３７５－３８１.ＳＫＩＲＰＡＮＡꎬＣＵＬＬＥＲＡＨꎬＧＡＬＬＡＶＯＴＴＩＡꎬｅｔａｌ.ꎬ２００９.ＢＡＲＲＥＮＩＮＦＬＯＲＥＳＣＥＮＣＥ２ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈＺｍＰＩＮ１ａｓｕｇｇｅｓｔｓａｒｏｌｅｉｎａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｄｕｒｉｎｇｍａｉｚｅｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌꎬ５０(３):６５２－６５７.ＳＩＮＧＨＫꎬＳＩＮＧＨＪꎬＪＩＮＤＡＬＳꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１８.ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆａｎａｕｘｉｎｅｆｆｌｕｘｃａｒｒｉｅｒＰＩＮ１ａｎｄｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｍｏｎｗｈｅａｔ[Ｊ].ＦｕｎｃｔＩｎｔｅｇｒＧｅｎｏｍｉｃꎬ１９(１):２９－４１.ＷＡＮＧＹＱꎬＣＨＡＩＣＬꎬＶＡＬＬＩＹＯＤＡＮＢꎬｅｔａｌ.ꎬ２０１５.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｆｉｌｉｎｇｏｆｔｈｅＰＩＮａｕｘｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎｓｏｙｂｅａｎ(Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ) [Ｊ].ＢＭＣＧｅｎｏｍｉｃｓꎬ１６(１):９５１－９６３.ＸＵＭꎬＺＨＵＬꎬＳＨＯＵＨＸꎬｅｔａｌ.ꎬ２００５.ＡＰＩＮ１ｆａｍｉｌｙｇｅｎｅꎬＯｓＰＩＮ１ꎬｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎａｕｘｉｎ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓｒｏｏｔｅｍｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｔｉｌｌｅｒｉｎｇｉｎｒｉｃｅ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌꎬ４６(１０):１６７４－１６８１.(责任编辑㊀周翠鸣)５２２１８期武丽霞等:生长素输出载体蛋白ＰＩＮ１在作物根和胚中的亚细胞定位。
园艺植物遗传转化载体的构建
03
终止子是位于目的基因 下游的一段DNA序列， 能够终止目的基因的转
录。
在园艺植物遗传转化中， 常用的终止子有
CaMV35S终止子和花椰 菜花叶病毒（CaMV）
35S终止子等。
终止子的选择对于目的 基因的表达水平和转录
效率具有重要影响。
复制子
01
复制子是用于在转化细胞中复制目的基因的元件， 通常来源于病毒或质粒。
02
在园艺植物遗传转化中，常用的复制子有来自SV40 的复制子和来自pBR322质粒的复制子等。
03
复制子的选择对于目的基因的拷贝数和表达水平具 有重要影响，同时也应考虑安全性因素。
03
园艺植物遗传转化载体的构建方法
质粒DNA的制备
提取质粒DNA
从宿主细胞中提取质粒DNA是构 建转化载体的第一步，常用的方 法有碱裂解法、煮沸法和高盐沉 淀法等。
纯化质粒DNA
提取的质粒DNA需要进行纯化， 去除杂质和核酸酶，以保证后续 酶切和连接的顺利进行。
检测质粒DNA质
量
通过电泳和紫外分光光度计等方 法检测质粒DNA的质量，确保其 纯度和浓度满足后续实验要求。
限制性酶切和连接
选择限制性内切酶
01
根据目的基因和载体的大小选择合适的限制性内切酶，以确保
酶切位点的准确性和后续连接的效率。
限制性酶切
02
将质粒DNA和目的基因分别进行限制性酶切，获得具有相同黏
性末端的片段。
连接反应
03
将酶切后的目的基因和载体进行连接，形成转化子。连接反应
的条件和时间对转化效率有重要影响。
转化子的筛选与鉴定
转化子筛选
将连接产物转化到受体细胞中，通过抗性筛选、PCR鉴定等方法 筛选阳性转化子。
植物生长素运输载体研究进展
植物生长素运输载体研究进展陈晓阳;谢文军;罗海山;罗红兵【摘要】生长素运输载体通过影响极性运输而作用于植物组织器官的形成、生长等过程.植物中存在三种类型生长素运输载体:AUX1(Auxin Resistant)蛋白、PIN (PIN-FORMED)蛋白家族和MDR/PGP(Multidrug-Resistant/P-glycoprotein)蛋白家族.对拟南芥、玉米、水稻中生长素运输载体的最新研究进行了综述,并对未来可能研究领域提出了展望.%Auxin transport carriers modulate organogenesis and growth by affecting polar auxin transport. Three types of auxin transport carriers have been identified: AUX1 (Auxin Resistant) protein PIN (PIN-FORMED) protein families and MDR/PGP(Multidrug-Resistant/P-glycoprotein) protein families. Recent advances on auxin transport carriers in Arabidopsis, Maize.Rice are summarized,and research perspectives in this field are discussed in this review.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2011(025)006【总页数】6页(P604-609)【关键词】植物生长素;极性运输;运输载体【作者】陈晓阳;谢文军;罗海山;罗红兵【作者单位】湖南农业大学农学院,长沙410128;中国农业大学农学与生物技术学院,北京100193;湖南农业大学农学院,长沙410128;湖南农业大学农学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】Q945;Q789生长素是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，主要在植物叶原基、幼叶、根以及发育的种子等部位合成[1]。
纳米技术在植物科学中的应用
纳米技术在植物科学中的应用纳米技术在植物科学中的应用纳米技术在植物科学中的应用日益重要，它提供了许多创新的方法来改善植物的生长、抵抗病害和提高产量。
下面是一些纳米技术在植物科学中的应用的列举和详细讲解：纳米材料的施用1. 纳米肥料纳米肥料是利用纳米颗粒来提供植物所需的营养元素。
由于纳米颗粒的小尺寸和巨大比表面积，它们能够更有效地释放出营养元素，并被植物更好地吸收。
纳米肥料还可以改善土壤的质地和保持水分，从而提高植物的生长和产量。
2. 纳米杀虫剂纳米杀虫剂是利用纳米颗粒来控制植物病害和害虫。
纳米颗粒可以更好地附着在植物表面，并释放出杀虫剂以抑制害虫的生长和繁殖。
纳米杀虫剂还可以通过针对害虫的特定生物活性来减少对环境的影响。
纳米生物传感器纳米生物传感器是利用纳米技术来检测和监测植物的生理状态和环境因素。
纳米传感器可以检测植物体内的化学物质浓度、温度、湿度等信息，并将数据传输到外部设备进行分析。
这些信息可以帮助农民更好地管理植物的生长条件，从而提高产量和品质。
纳米基因传递系统纳米基因传递系统是利用纳米颗粒来传递基因材料到植物细胞中。
纳米颗粒可以保护基因材料免受降解，并促进其进入细胞内。
这种技术可以用于改良植物的基因组，使其具有抗病性、耐逆性等特征。
纳米基因传递系统还可以用于植物基因工程研究和转基因植物的生产。
纳米传输系统的药物释放纳米传输系统是利用纳米颗粒来传递药物到植物细胞中。
纳米颗粒可以帮助药物更好地穿过植物细胞壁，并释放到靶位点。
这种技术可以用于控制植物生长激素的释放，调节植物的生长和发育。
此外，纳米传输系统还可以用于传递其他植物激素和生物活性分子，以改善植物的生长和产量。
综上所述，纳米技术在植物科学中的应用有着巨大潜力。
通过纳米材料的施用、纳米生物传感器、纳米基因传递系统和纳米传输系统的药物释放等方式，可以有效地改善植物的生长、提高产量，并增加抗病性和逆境耐受能力。
这些创新的应用在农业领域有着重要的意义，将为实现可持续农业发展做出贡献。
用于植物栽培的营养基质-概述说明以及解释
用于植物栽培的营养基质-概述说明以及解释1.引言1.1 概述营养基质是指供植物生长和发育所需营养物质的载体或媒介物质。
它提供植物所需的水分、氧气、养分等必要条件，为植物的正常生长提供支持和保障。
在植物栽培中，营养基质扮演着至关重要的角色。
它可以为根系提供稳定的物质支撑，为植物提供生长需要的营养物质，并能够帮助调节植物的生理和生化活动。
营养基质的选择和使用对植物的生长和发展至关重要。
不同种类的植物对营养基质的要求有所不同，因此选择合适的营养基质对植物的生长和产量至关重要。
此外，营养基质的质量和稳定性也是影响植物生长的关键因素。
优质的营养基质应具备适宜的水分保持性、通气性、养分释放性和抗病虫害能力。
随着科学技术的不断发展，越来越多的新型营养基质被应用于植物栽培中。
这些新型营养基质在提供植物所需营养物质的同时，还能够提高植物对营养的利用效率，促进植物生长。
总之，营养基质在植物栽培中具有至关重要的作用。
合适的营养基质选择和使用，可以提高植物的生长质量和产量，为农业生产提供更好的支持。
未来，随着科学技术的进一步发展，我们有望研发出更多种类和更高效的营养基质，为植物栽培和农业生产带来更大的突破和创新。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是以下内容：文章结构部分将介绍本篇文章的组织架构和主要内容，以使读者对文章的内容和结构有一个清晰的了解。
首先，本文将从引言开始，包括概述、文章结构和目的三个方面。
在概述部分，会简要介绍植物栽培中营养基质的重要性和作用。
接下来，引言将介绍文章的组织结构，包括正文和结论两个部分，并简要描述每个部分涵盖的内容。
最后，引言将明确本文的目的，即探讨营养基质在植物栽培中的应用和未来的发展方向。
接下来，正文部分将详细介绍营养基质的定义和作用。
在2.1节中，将解释营养基质的概念，并探讨其在植物栽培中的各种作用，例如提供植物生长所需的养分和水分、提供根系支撑和通气以及调节根系生理活动等。
在2.2节中，将列举常见的营养基质种类，包括土壤、有机基质（如腐殖土和腐植酸）、无机基质（如蛭石和蛭石混合物）以及人工合成基质（如泡沫塑料和水凝胶）等，并介绍它们的优缺点及适用性。
植物生物技术在医药中的应用
植物生物技术在医药中的应用植物生物技术，即将植物作为生产工厂进行遗传改造，制造相应产品的生物技术，近年来在医药领域中得到了广泛应用。
植物生物技术制造的生物制品相比传统的生产方式，有着更高的效率和更低的成本，并且能够获得更高的纯度和比较稳定的质量，从而可以达到更好的治疗效果。
下面，我们将对植物生物技术在医药中的应用进行一个简要的探讨。
一、植物生物技术在药物生产中的应用1. 植物基因工程药物利用植物转化的方法，以植物细胞为工厂，将人源蛋白质的基因转入植物细胞内，让植物细胞帮我们生产所需的药物。
这种方法可以利用植物的生长周期和生命力，批量生产药物，以及利用植物所具有的分泌蛋白质的特性，将药物直接分泌到外部，很好地解决了蛋白质的提取和纯化困难的问题，并在一定程度上降低了生产成本。
2. 植物药物辅料和载体植物不仅可以生产药物，还可以生产药物辅料和载体。
例如，植物衍生的氢氧化铝可以增强疫苗的免疫效果，植物衍生的糖可作为裸体DNA疫苗的载体，这些辅料和载体的应用可以提高药效和延长药物的作用时间。
二、植物生物技术在疫苗生产中的应用对于许多疾病，预防比治疗更加重要。
传统的疫苗生产方法一般采用培养微生物来制造病毒或细菌等疫苗。
然而，植物生物技术可以利用植物细胞为载体制造病毒样颗粒疫苗，其与传统疫苗的制造方式相比具有更高的安全性，不会带来任何感染的风险。
因此，植物生物技术为疫苗的生产提供了一种全新的方式。
三、植物生物技术在细胞工程中的应用现代医学已经越来越重视对于细胞的研究和治疗。
植物细胞客体是一种新的疗法，这种疗法基于植物细胞扮演的媒介角色，来帮助改变身体内部某些功能失常的细胞。
植物细胞客体可以在身体内发挥生物识别的特性，识别出需要治疗的细胞，再释放出身体需要的治疗物质，可以应用于慢性疾病、恶性肿瘤和积雪病等疾病的治疗。
植物细胞客体丰富的营养组成和增殖特性，也为未来细胞工程带来了新的发展和突破。
结语植物生物技术在医药领域已经得到广泛应用，从药物生产到疫苗临床试验，再到细胞工程治疗，都有着固定的体系和实用性范围。
植物生理学研究中的分子生物学技术
植物生理学研究中的分子生物学技术植物生理学是研究植物生长、发育和代谢等方面的学科。
在过去的几十年中，随着分子生物学的发展，分子生物学技术被应用于植物生理学研究中，为植物生理学家提供了极其有用的工具和方法。
本文将介绍一些常用的分子生物学技术在植物生理学研究中的应用。
1. 基因克隆基因克隆是从DNA中分离出一个特定的基因，并重复扩增其DNA序列的过程。
通过基因克隆，我们可以研究这个基因在植物生长发育和代谢等方面的功能。
基因克隆的主要方法是PCR扩增和克隆，PCR扩增可以扩增目标基因的DNA片段，克隆可以将PCR扩增得到的DNA片段插入到适当的载体中，形成重组DNA。
重组DNA可以转化到细菌中，并进行筛选、分离。
最后可以使用测序技术来确定克隆的DNA序列。
通过基因克隆的方法，研究人员可以获得高纯度的基因产物，进行功能验证、定位和表达等研究。
2. 基因组测序基因组测序是分子生物学中最重要的技术之一。
通过对一种植物基因组进行测序，可以获得其DNA序列信息，并对基因组进行比较分析。
基因组测序技术的发展，为了解植物基因组结构和调控机制等方面的问题提供了有力的工具。
目前，已经完成了一些植物基因组的测序，并已经得到了广泛的应用。
例如，植物基因组测序可以帮助我们鉴定植物基因组中的新基因，优化植物杂交育种技术，改善植物的营养价值等。
3. 基因敲除和转基因技术基因敲除和转基因技术是基于对植物基因组改造的分子生物学技术。
通过基因敲除技术，可以在植物基因组中删掉一个基因，在不同的条件下研究这个基因在植物生长发育和代谢等方面的作用。
而转基因技术则是向植物基因组中引入一个外源基因，以实现植物基因组改造和转化。
转基因植物技术已经广泛应用于植物生长发育、代谢和抗病等方面的研究。
通过转基因技术，还可以改变植物的抗虫、抗旱、抗逆等性状，实现植物基因的功能改造。
4. 蛋白组学蛋白质分析是分子生物学研究中的一个重要分支。
蛋白质组学的主要目标是研究基因在蛋白质水平上的表达和调控。
生长素运输载体名词解释
生长素运输载体名词解释生长素是一类重要的植物激素，它对植物的生长、发育和适应环境变化起着至关重要的作用。
生长素的运输载体是负责将生长素从合成部位运输到作用部位的重要分子。
下面将分别解释生长素的合成、运输方式、作用部位、生理作用和影响因素等方面。
1.生长素的合成生长素是由植物细胞中的色氨酸通过一系列的生化反应合成的。
合成过程包括色氨酸转化为吲哚乙酸（IAA），然后吲哚乙酸经过氧化、还原等反应生成生长素。
这个过程需要酶的催化，并且受到多种因素的影响，包括光照、温度、湿度等。
2.运输方式生长素的运输是通过主动转运实现的，需要能量的供应。
生长素可以通过韧皮部和木质部进行长距离运输，也可以通过细胞之间的间隙进行短距离运输。
生长素的运输方向是从合成部位向作用部位，这种运输方式有助于植物适应环境变化。
3.作用部位生长素的作用部位主要是植物的顶端分生组织和根尖。
在这些部位，生长素可以促进细胞的分裂和伸长，从而影响植物的形态和生长发育。
此外，生长素还可以影响植物的开花、结实、脱落等生理过程。
4.生理作用生长素的生理作用非常广泛，它既可以促进细胞的分裂和伸长，又可以抑制细胞的分裂和伸长。
这种双向调节作用使得生长素能够适应环境变化，调节植物的生长发育。
此外，生长素还可以促进侧芽的生长、促进果实发育、调节花芽分化等。
5.影响因素生长素的合成、运输和作用受到多种因素的影响。
例如，光照、温度、湿度等环境因素可以影响植物体内生长素的合成和运输；此外，植物激素如细胞分裂素、脱落酸等也可以影响生长素的生理作用；此外，植物的基因型、发育阶段等也可以影响生长素的合成和作用。
总之，生长素运输载体是植物体内重要的分子，它能够将生长素从合成部位运输到作用部位，从而调节植物的生长发育和适应环境变化。
植物生物技术：第九章 植物遗传转化载体
农杆菌可分为根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciems（含Ti质粒 ）和发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes （含Ri质粒） ，在植
物基因工程中以根瘤农杆菌的Ti质粒介导的遗传转化最多。
35
病毒载体感染植物细胞以后只是利用寄主细胞的功能在细胞质进 行复制和表达；同时又由于病毒具有高效自我复制能力，故在转 化植物中可得到高拷贝外源基因，从而十分有利于外源基因的表 达和功能的实现
10
Ti质粒结构
毒性区（vir区）：激活T－DNA的转移
T－DNA区： 侵染植物时，从Ti质粒上 被切割，转移到植物细胞中，带有与 肿瘤形成有关的基因
接合转移区：存在与细菌间进行接合有 关的基因
复制起始区：保证Ti质粒进行自我复制
T-DNA 区
Cytokinin
Auxin
Opine
左边界
右边界
Ti 质粒
第九章 植物遗传转化载体
1
第9章 植物遗传转化载体
本章主要内容
• 第一节 植物遗传转化载体的种类及特点 • 第二节 农杆菌质粒系统的结构、功能和构建 • 第三节 植物病毒载体 • 第四节 叶绿体转化载体 • 第五节 遗传转化常用的选择标记基因及及无选择标记基因转化系统
2
第9章 植物遗传转化载体
本章教学目的与要求
含子、信号肽等）连接在一起构成基因。
22
启动子
Ti质粒
Nos（胭脂碱合成酶基因）、Ocs（章鱼碱合成酶基因）等
基因具有与真核生物启动子类似的TATA盒和CAAT盒，均能在植 物细胞中表达，并且无组织特异性。因此，它们成为早期构建 嵌合基因的启动子。
转基因技术——动植物转基因方法
转基因 技术
【DAWN_ZX】
转基因技术的步骤
转基因 技术
STEP4：目的基因的检测和表达
1.检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目 的基因。 方法：采用DNA分子杂交技术。 2.检测目的基因是否转录出了mRNA。 方法：采用用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质。 方法：从转基因生物中提取蛋白质，用相应的 抗体进行抗原－抗体杂交。 4. 进行个体生物学水平的鉴定。
转基因 技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法
胚胎干细胞介导法 逆转录病毒载体法 精子介导的基因转移 核移植转基因法 体细胞核移植法 线粒体介导法
转基因 技术
【DAWN_ZX】
动物转基因方法
原核显微注射法（最常用） •方法：将外源基因注射到受精卵细胞的原核内，
外源基因与胚胎基因组融合后体外培养， 移植到 受体母畜子宫内发育，这样分娩的动物体内的每一 个细胞都含有新的DNA片段。 •缺点：效率低、位置效应(外源基因插入位点随 机性)造成表达结果有不确定性、动物利用率低。 反刍动物繁殖周期长，有较强的时间限制、需要大 量的供体和受体动物。
转基因 技术
【DAWN_ZX】
植物转基因方法 基因枪介导转换法
•方法：利用火药爆炸或高压气体加速将包裹
了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入 完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组 织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳 性植株即为转基因植株。 •优点:不受受体植物范围的限制，而且其载 体质粒的构建也相对简单，是目前转基因研究 中应用较为广泛的一种方法。
转基因技术的步骤 STEP2：基因表达载体的构建
目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且 可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥 作用。 组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含 有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出 来。常用抗生素基因。
植物发育生物学实验指导
实验一低拷贝质粒的大量提取——碱法【实验原理】质粒是细胞内的一种环状的小分子DNA，是进行DNA重组的常用载体。
作为一个具有自身复制起点的复制单位独立于细胞的主染色体之外，质粒DNA上携带了部分的基因信息，经过基因表达后使其宿主细胞表现相应的性状。
在DNA重组中，质粒或经过改造后的质粒载体可通过连接外源基因构成重组体。
从宿主细胞中提取质粒DNA，是DNA重组技术中最基础的实验技能。
分离质粒DNA有三个步骤：培养细菌使质粒扩增，收集和裂解细菌，分离和纯化质粒DNA。
在质粒提取过程中，由于机械力、酸碱度、试剂等的原因，可能使质粒DNA链发生断裂。
所以，多数质粒粗提取物中含有三种构型的质粒：共价闭合环状DNA（cccDNA）：质粒的两条链没有断裂；超螺旋开环DNA（ocDNA）：质粒的一条链断裂；松弛的环状分子线形DNA（lDNA）：质粒的两条链均断裂；线性分子质粒DNA的分子构型。
质粒DNA琼脂塘凝胶电泳模式图可分为：松弛线性的DNA；松弛开环的OC构型；超螺旋的SC构型。
由于琼脂糖中加有嵌入型染料溴化乙锭，因此，在紫外线照射下DNA电泳带成橘黄色。
道中的SC DNA走在最前沿，OC DNA则位于凝胶的最后边；道中的L DNA 是经核酸内切限制酶切割质粒之后产生的，它在凝胶中的位置介于OC DNA 和SC DNA 之间。
碱法提取质粒是Ｒ．Ｔreisman尚未发表的方法，同时也是Brinboim和Doly(1979)及Ish-Horowicz和Burke(1981)所用方法的改进。
该方法对于目前使用的所有大肠菌菌株都卓有成效，并可与随后的纯化步骤，如聚乙二醇沉淀或氯化铯－溴化乙锭梯度平衡离心等，一并联合使用。
【药品试剂】1、溶液I：50 mmol/L葡萄糖、 25 mmol/L Tris.Cl（pH8.0）、10mmol/L EDTA（pH8.0）。
溶液I可成批配制，在10 lbf/in2（6.895x104Pa或者是115 ℃）高压下蒸气灭菌15min，贮存于4 ℃。
植物生物技术名词解释
生物技术:也称生物工程, 是指以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理, 按照预先的设计改造生物体或加工生物原料, 为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
重组DNA技术：采用分子生物学操作方法，在体外将外源DNA与载体DNA构建成具有自我复制能力的DNA分子，通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有该外源DNA的转化细胞，在进行增殖。
细胞工程:指应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平进行的遗传操作。
愈伤组织:植物外植体脱分化、经过细胞分裂形成的一团无序生长的薄壁细胞。
体细胞胚:又叫胚状体，是指离体培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
人工种子:是将植物离体培养产生的体细胚包埋在含有营养成分和保护功能的物质中，在适宜的条件下发芽出苗。
茎尖培养:取植物茎尖组织放入培养液中进行的无菌培养。
植物组织培养:在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导使其长成完整植株的技术。
细胞全能性:广义的细胞全能性指一个细胞发育成一个完整有机个体的潜能和特性。
植物细胞的全能性指具有完整细胞核的细胞，在适宜的条件下能够分化发育成完整植株的潜在能力。
无病毒苗：未被病毒感染，或经人工处理去除病毒的植物苗株。
外植体:从植株上切离、用于培养的部分或器官称为外植体。
植物胚胎培养：在无菌条件下对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植株的技术。
单细胞培养:指从植物器官、愈伤组织或悬浮培养物中游离出单个细胞，在无菌条件下，进行外培养，使其生长、发育的过程。
细胞悬浮培养:指将植物的细胞和小的细胞聚集体悬浮在液体培养基中进行培养，使之在体外生长、发育，并在培养过程中保持很好的分散性。
体细胞无性系变异：指植物体细胞在组织培养过程发生变异，进而导致再生植株发生遗传改变的现象。
细胞突变体:指将植物细胞培养在附加一定化学物质的培养基上，用生物化学的方法诱导细胞遗传物质的改变，从细胞水平上大量筛选拟定目标突变体。
容器育苗技术及荒山造林的主要技术措施
容器育苗技术及荒山造林的主要技术措施容器育苗技术是指将植物胚胎在一定温度、湿度和光照条件下，以一种特殊的容器为载体进行培育，以达到快速、高效、规模化的苗木生产。
而荒山造林则是将适宜的植物种子或苗木引种到荒山地区进行植被恢复和土地保护，以实现生态环境的改善和可持续发展。
本文将重点介绍容器育苗技术及荒山造林的主要技术措施。
一、容器育苗技术1. 选择合适的容器：容器的选择直接影响植物的生长发育和根系形成。
通常使用的容器有塑料苗盘、塑料育苗盆、纸质育苗杯等。
在选择时要考虑容器的透气性、排水性和保水性，以满足植物生长的需求。
2. 合理的基质配方：培育植物需要合适的培育基质来提供养分和水分，保证植物的生长。
通常的培育基质成分包括腐殖质、珍珠岩和蛭石等。
在使用时需要根据植物的生长习性和所种植物的品种选择合适的基质配方。
3. 确保适宜的温度和湿度：温度和湿度是植物生长必不可少的两个环境因素。
通过温室或生产棚的控温控湿来保证植物的生长环境的稳定性，加快植物的生长速度，提高苗木的成活率。
4. 合理的光照控制：光照是植物进行光合作用的必备条件，通过合理的光照控制，可以影响植物的生长发育和花芽分化。
通常采用透光率高的塑料棚或温室进行日光控制，利用遮阳网、白洋布等进行调节。
5. 定期施肥和病虫害防治：为了保证植物的正常生长和减少植物的生长期遇到病虫害的危害，需要定期施肥和病虫害防治。
施肥可以选择有机肥和无机肥结合使用，而在病虫害防治中，可以选择微生物制剂和生物农药等可环保无害的防治方法。
6. 合理的移栽时机：在容器育苗过程中，移栽的时机很重要，一般要选择植物生长旺盛期，这样可以减少移栽对植物的影响，提高成活率。
二、荒山造林的主要技术措施1. 土壤改良和水土保持：在荒山地区进行造林前，需要对土壤进行改良和水土保持，以提高土壤的肥力和抗逆性。
通常可以采取植被盖草、植树造林等措施，对土壤进行保水保肥，减少水土流失。
2. 合理种植树种的选择：在荒山地区进行植被恢复时，需要选择适合当地气候和土壤条件的树种，以提高树种的成活率和生长速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
植物生长发育中的载体制造技术
随着人们对植物生长发育的深入了解，载体制造技术的重要性也逐渐凸显。
载体指的是搭载利用基因编辑等技术对植物进行改良的工具，而制造载体的过程则是利用不同的载体对基因进行组合和调控，从而实现对植物生长发育的精准控制。
一、植物生长发育对载体制造的需求
植物生长发育受多重因素影响，如温度、光照、水分、营养、生长激素等。
为了实现对植物生长发育的精确调控，人们需要一种能够将目标物质（如DNA或RNA）载入植物体内的工具，这就是载体。
利用载体，科学家们可以将目标基因精准引导到植物体内的目标位置，从而实现对植物生长发育的控制。
此外，植物生长发育的繁殖过程也对载体制造提出了更高的要求。
植物繁殖方式多样，有性繁殖和无性繁殖两种。
对于无性繁殖来说，对载体的可靠性要求尤其高，因为随着繁殖代数的增加，载体的遗传稳定性越来越重要。
因此，载体制造技术需要逐步改善，以满足植物生长发育的需求。
二、植物载体制造技术的发展历程
植物载体制造技术的发展历程大致可以分为三个阶段。
第一阶段是利用农杆菌介导的方法，将目标基因引入植物中并进行繁殖，这种方法现在已经成为了基因工程研究的基石。
第二阶段是利用病毒和转座子进行基因编辑，这种方法可以实现更为精确的基因组编辑。
第三阶段则是利用CRISPR基因编辑技术进行植物基因组编辑，这种方法有着更广泛的应用前景，被认为是基因编辑领域的重要突破。
三、植物载体制造技术的应用场景
目前，植物载体制造技术已经广泛应用于农业、林业、医药学等领域。
在农业方面，利用植物载体制造技术可以实现对作物品种的快速改良，提高作
物的产量和品质。
比如，利用基因编辑技术可以使作物获得更好的耐旱能力、抗虫能力等，从而提高耕地的利用效率和作物的产量。
在林业方面，植物载体制造技术可以用于快速繁殖和改良树种。
例如，利用基
因编辑技术可以将不耐寒的树种转化为耐寒的树种，提高树木的生长速度和适应性。
在医药学方面，植物载体制造技术可以用于制造新的药物。
如今已经有许多新
药物利用植物载体制造技术制成，比如利用植物载体制造的疫苗、抗肿瘤药等。
四、未来植物载体制造技术的发展趋势
尽管植物载体制造技术已经在许多领域得到广泛应用，但我们仍然需要不断探
索这个领域的前沿。
在未来，植物载体制造技术的发展趋势将主要集中在以下几个方面。
1. 提高载体的可靠性。
在普及植物载体制造技术时，我们需要尽可能提高载体
的遗传稳定性，避免基因组的紊乱，从而保障基因编辑的成功。
2. 拓展基因编辑的适用范围。
目前，植物载体编辑技术主要针对单个基因进行
改良。
未来，我们需要拓展基因编辑的适用范围，实现对复杂性状的调控，如植物的形态、生长速度等。
3. 提高植物编辑的效率。
在植物编辑过程中，目前还存在很多转化效率低、生
长周期长等问题。
未来需要研发更为高效的方法，提高植物编辑的效率和生物的可持续性。
总之，植物载体制造技术在植物生长发育中的重要性不言而喻。
通过不断拓展
载体制造技术的应用范围和提高技术的可靠性和效率，我们将能够更好地利用植物生长发育的规律，为农业、林业、医药学等领域的发展做出巨大的贡献。