基本信息
- 项目名称：
- 潮霉素对拟南芥生长的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 根是植物的重要器官之一，它的生长对植物生长有重要影响，同时我们发现环境因素对植物根的生长有很大影响。本作品以拟南芥为材料，通过探讨不同浓度潮霉素对植物幼苗根的影响，不但为潮霉素对植物幼苗生长发育的影响提供重要的理论参考，同时也为潮霉素在植物遗传转化中的应用奠定了理论基础。
- 详细介绍：
- 自从80年代以来，植物基因工程在很多领域取得了成功，标记基因和选择介质在其中起了重要作用，尤其潮霉素在植物转基因工程方面应用特别普遍。潮霉素是一种氨基糖苷类抗生素，通过竞争叶绿体和线粒体中的核糖体与延长因子EF-2的结合位点，破坏各种细胞中核糖体的功能，从而抑制蛋白的合成，使敏感组织褐化死亡。因此，潮霉素通过干扰蛋白质合成以抑制植物的生长，可以帮助筛选转化外源基因的细胞、组织和再生植株，是一种广泛用于植物基因工程的抗生素。 拟南芥是典型的十字花科植物，具有基因组简单、突变体众多、生长发育指标资料全面等特点。因此，拟南芥可以使我们快速和有效地检测假说，而且在拟南芥中建立的参考系统能够推进研究并快速对经济作物进行改良。本试验就拟南芥幼苗对潮霉素的敏感性，潮霉素对拟南芥幼苗叶、根生长方面的影响进行了研究，以期揭示潮霉素与植物叶生长发育的关系。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 拟南芥作为生物学研究领域的模式植物，不但可以快速和有效地检测假说，而且在拟南芥中建立的参考系统能够推进研究并快速对经济作物进行改良。本作品以拟南芥为材料，研究了拟南芥幼苗对潮霉素的敏感性，潮霉素对拟南芥幼苗叶、根生长方面的影响进行了研究，以期揭示潮霉素与植物叶生长发育的关系。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品研究目标明确，研究方法、内容科学，研究成果具有创新性和先进性，已发表多篇核心文章。
应用价值和现实意义
- 本作品涉及了植物遗传转化和生长发育两个领域，其研究成果不但为植物遗传转化研究中抗性筛选基因的选择提供了实验支撑，也为分析、探讨潮霉素对植物生长发育的影响提供了理论资料，所以具有很好的理论研究意义和实际应用价值。
学术论文摘要
- 为了研究拟南芥幼苗对潮霉素的敏感性及潮霉素对拟南芥幼苗生长的影响，本文将拟南芥种子播种于含不同浓度潮霉素的MS培养基上，结果发现，潮霉素对拟南芥幼苗子叶和真叶的生长和发育有明显影响。与在MS培养基上生长的拟南芥幼苗相比，生长于含潮霉素的MS培养基上的拟南芥幼苗的子叶比较小，没有形成真叶，培养20d时，幼苗子叶褐化，甚至脱落。另外，潮霉素也严重影响了拟南芥幼苗主根和侧根的生长、发育，与对照相比，潮霉素处理的拟南芥幼苗主根比较短，且没有形成侧根。因此，推测潮霉素可能通过影响蛋白质的合成，从而影响拟南芥幼苗的生长。
获奖情况
- 1. 段志强, 段红英, 何云龙. 潮霉素对拟南芥幼苗生长的影响. 贵州农业科学, 2010, 38(8) : 81-83 2. 何云龙, 段红英, 段志强. 卡那霉素对拟南芥幼苗生长的影响. 贵州农业科学, 2010, 38 (3) : 12-14
鉴定结果
- 情况属实
参考文献
- [1] 程志强, 陈旭君, 郭泽建, 等. 转基因植物中抗生素抗性基因的安全性评价. 生命科学, 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] 杨世杰.植物生物学[M].北京:科学出版社, 2000:92-115 [7] Nasholm T, Persson J. Plant acquisition of organic nitrogen in boreal forests [J]. Physiol. Plant., 2001, 4: 419-426.
同类课题研究水平概述
- 植物生长发育的研究将使人类能够了解植物如何从种子形成、萌发、生长到开花结实以及如何应对坏境胁迫，从而实现对农作物的分子设计和培育优质高产抗逆的超级新品种。在影响植物生长发育过程的诸多要素中，植物光合作用的影响是最重要的要素之一。 众所周知，叶是绿色植物进行光合作用的主要器官，光合作用不仅为绿色植物提供了营养，释放出的氧气也成为地球上一切生命存在、繁荣和发展的取之不尽的源泉。此外，叶还具有蒸腾、吸收、分泌等多种功能。而根也是植物的重要器官之一，具有支持与固着、吸收、输导与贮藏、合成及分泌等功能。植物的主根由胚根发育而成，其开始初生生长后不久，陆续向顶端方向依次产生一些一级侧根及分枝，带动整个根系向土壤纵深处发展，扩大了植物的吸收范围和面积，很明显根发育的好坏直接影响植物体的生长状况，植物根系越发达越有利于其生长。但是，植物叶、根等器官的发生、生长与生长环境密切相关。 潮霉素是一种氨基糖苷类抗生素，通过竞争叶绿体和线粒体中的核糖体与延长因子EF-2的结合位点，破坏各种细胞中核糖体的功能，从而抑制蛋白的合成，使敏感组织褐化死亡。因而，在潮霉素作用下，植物的根、叶可能会呈现一定的症状，所以潮霉素在植物遗传转化过程中应用的较广泛，能够帮助筛选转化外源基因的细胞、组织和再生植株。但是，由于植物种类、品种以及外植体类型不同，不同浓度的潮霉素对植物生长发育的影响程度可能不同。 拟南芥作为生物学研究领域的模式植物，不但可以快速和有效地检测假说，而且能够在拟南芥建立参考系统加快研究的进度，并快速对经济作物进行改良。因此，本作品以拟南芥为材料，研究了不同浓度的潮霉素对拟南芥幼苗叶和根生长、发育的影响，并分析其抑制作用是否具有可逆性，旨在探索潮霉素对植物幼苗生长、发育的影响及其作用机理，为植物生长发育和遗传转化研究提供理论资料。
