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植物根尖分生组织传感器的构建及其对尿素传感动力学研究

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浙江农业学报 2020年第8期32卷 1466-1474页

作者：牛博李丽娜庞广昌鲁丁强天津商业大学生物技术与食品科学学院天津300134 天津市食品生物技术重点实验室天津300134

为探寻植物根尖组织对尿素的传感能力和两者相互作用的动力学规律。以海藻酸钠—淀粉凝胶作固定剂,将玉米、辣椒、花椰菜和黄瓜的根尖分生组织固定到2片核微孔膜之间,制成“三明治”式尿素传感膜,然后将其固定并密封到玻碳电极上,制成... 详细信息

为探寻植物根尖组织对尿素的传感能力和两者相互作用的动力学规律。以海藻酸钠—淀粉凝胶作固定剂,将玉米、辣椒、花椰菜和黄瓜的根尖分生组织固定到2片核微孔膜之间,制成“三明治”式尿素传感膜,然后将其固定并密封到玻碳电极上,制成植物根尖分生组织传感器。通过电化学工作站和时间—电流曲线法测定尿素与玉米、辣椒、花椰菜和黄瓜的根分生组织传感器互作所产生电化学信号的变化。与对照组相比,4种植物根尖分生组织传感器对不同浓度的尿素均呈现明显的函数关系。根分生组织传感器对不同浓度的尿素传感动力学测定结果表明:玉米、辣椒、花椰菜和黄瓜分别在10^-8~10^-4、10^-16~10^-6、10^-19~10^-10和10^-20~10^-10 mol·L^-1的尿素范围内呈现类似于酶和底物响应的酶促反应特征(联动变构效应)。进一步分析显示:玉米、辣椒、花椰菜、黄瓜和尿素的联动变构常数Ka(类似于酶—底催化动力学的米氏常数Km)分别为:7.1970×10^-9、4.5370×10^-16、9.9085×10^-20和6.4628×10^-21 mol·L^-1,表明玉米对尿素的传感能力至少比其他3种植物差7个数量级以上。在以尿素为唯一外源氮营养的条件下培养玉米和辣椒,实验结果证明,在低于玉米传感尿素能力下限(1×10-10 mol·L^-1)时,玉米10~15 d枯黄死亡,而辣椒可以正常生长。证明联动变构常数Ka反映了植物根尖分生组织对尿素的真实传感能力,而且玉米对尿素的传感存在某种程度上的缺陷。

关键词：玉米辣椒花椰菜黄瓜根尖分生组织电化学传感器尿素传感动力学

二甲基亚砜对黑麦根尖分生组织细胞超显微结构的影响

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西北植物学报 1992年第4期12卷 272-276页

作者：王新宇聂秀菀郑国錩兰州大学细胞生物学研究室兰州730000

黑麦根尖在原位用二甲垫亚砜(DMSO)处理之后,电子显微镜下观察发现根尖分生组织区细胞的细胞核和细胞质内也出现类似微丝的微纤丝结构。与我们以前在经DMSO处理过的黑麦小孢子母细胞核中所看到的微纤丝结构一样,根尖分生组织区细胞中微... 详细信息

黑麦根尖在原位用二甲垫亚砜(DMSO)处理之后,电子显微镜下观察发现根尖分生组织区细胞的细胞核和细胞质内也出现类似微丝的微纤丝结构。与我们以前在经DMSO处理过的黑麦小孢子母细胞核中所看到的微纤丝结构一样,根尖分生组织区细胞中微纤丝结构直径也约为6—9 nm,许多根微纤丝平行地排列在一起构成微纤丝束,本研究提示DMSO对于植物的体细胞和小孢子母细胞具有相同的生物学效应。也提示黑麦根尖分生组织细胞和小孢子母细胞的核基质可能具有相似的组成。

关键词：二甲基亚砜黑麦根尖分生组织

APM对小麦根尖分生组织细胞异常有丝分裂的诱导

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应用与环境生物学报 1997年第3期3卷 204-207页

作者：彭永康于建春赵建宋文芹陈瑞阳南开大学生物系天津300071

探讨了不同浓度（c／μmol．L－1）和不同处理时间（t／h）下APM对小麦根尖分生组织细胞有丝分裂的影响．实验结果表明，在c（APM）＝1～4μmol／L、处理t＜5h可明显提高有丝分裂指数，对前期和中期细胞分裂的促进作用更为明显；但c（AP... 详细信息

探讨了不同浓度（c／μmol．L－1）和不同处理时间（t／h）下APM对小麦根尖分生组织细胞有丝分裂的影响．实验结果表明，在c（APM）＝1～4μmol／L、处理t＜5h可明显提高有丝分裂指数，对前期和中期细胞分裂的促进作用更为明显；但c（APM）的增加与有丝分裂指数的提高无明显线型关系；APM可促使间期细胞微核形成、中期细胞染色体聚合现象和扰乱纺锤丝的功能．纺锤丝功能上的扰乱可引起细胞的“不均等分裂”和“多极化分裂”形成上述两种细胞异常有丝分裂的临界浓度和处理时间分别为c＝5μmol／L和t＞5h．

关键词：小麦根尖分生组织细胞有丝分裂除草剂

PROD1调控拟南芥根尖分生组织生长的机理研究

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PROD1调控拟南芥根尖分生组织生长的机理研究

作者：宋金蕊山东农业大学

学位级别：硕士

根是植物的重要器官之一,根系除了固着植物之外,还负责吸收矿质营养以及水分,因此对于植物生长发育起到重要的作用。植物干细胞池是根尖干细胞的来源,不但在植物的生长发育过程中起着重要的作用,而且是植物适应环境的信号调控中心。目... 详细信息

根是植物的重要器官之一,根系除了固着植物之外,还负责吸收矿质营养以及水分,因此对于植物生长发育起到重要的作用。植物干细胞池是根尖干细胞的来源,不但在植物的生长发育过程中起着重要的作用,而且是植物适应环境的信号调控中心。目前研究报道,PLT蛋白途径、SCR-SHR蛋白途径、WOX5调控途径、环境因子和各种激素均参与植物干细胞池的维持。但是参与根尖干细胞池的具体调控机制尚不清楚,因此,我们的研究致力于寻找一个新的与根尖生长发育有关的调控因子。这对进一步阐明根尖干细胞池的调控机制具有重要意义。本研究以模式植物拟南芥为实验材料,在半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因超家族发现了一个具有明显根短表型的突变体,并对其进行了表达分析、功能鉴定和作用机理研究,主要结果如下:(1)筛选鉴定半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族突变体表型时,发现了一个在正常生长条件下具有明显根短表型的的T-DNA插入突变体,插入位点位于第一个外显子,将其命名为prod1-1(primary root defective 1-1)。(2)通过检测幼苗期prod1-1和WT的根长,发现prod1-1突变体与WT相比,根短差异从萌发第1天到第7天一直存在,表明prod1-1突变体虽然根系发育迟缓,但根尖分生组织的生命活动并未终止,主根可以伸长。此外,构建了PROD1的超表达株系,超表达株系根长与WT相比基本一致。(3)通过将WT和prod1-1突变体在培养箱中生长7天的幼苗转移到营养基质中,在22℃长日照条件下继续生长15天观察生长表型,测量其根长、莲座叶重量以及直径。研究发现prod1-1突变体在成苗期也具有根短的表型,但是地上部分没有明显的发育缺陷表型。(4)利用半定量RT-PCR法首先对PROD1进行了组织表达分析,结果表明PROD1在拟南芥莲座叶、茎生叶、茎、花、根、发育的果荚和种子中均有表达,在莲座叶、果荚和花中表达量最高。此外,研究发现PROD1在盐胁迫条件下转录表达水平提高,prod1-1突变体在幼苗期具有盐敏感表型。通过烟草瞬时转化法和构建稳定拟南芥转化株系均发现PROD1定位在细胞质。(5)通过碘化丙啶(PI)染色发现prod1-1突变体根尖分生组织长度比WT短,其分生组织细胞数目比WT少。表明PROD1可以正调控根尖分生组织的大小。一旦功能受损,根尖分生组织生长速度减慢,进而导致根短表型。(6)通过杂交的方式,向纯合突变体prod1-1中分别引入了能快速灵敏地反映根尖生长素水平的DR5:GUS以及三个生长素输出载体PIN1(PIN-FORMED1)、PIN2和PIN7,分析发现prod1-1突变体中生长素积累明显增多,PIN蛋白积累减少。这些结果表明PROD1通过生长素途径来调控主根的生长发育。(7)通过DAB染色和NBT染色检测了突变体及野生型体内的过氧化氢和超氧阴离子的含量,发现突变体的过氧化氢以及超氧阴离子的含量均高于野生型,这个结果显示,PROD1通过影响体内活性氧的积累来调控主根的生长发育。(8)利用蛋白质原核诱导技术成功诱导出了PROD1蛋白,分离纯化后进行酪蛋白水解实验。实验结果发现PROD1没有半胱氨酸蛋白酶抑制剂的活性。(9)利用酵母双杂交筛库实验,鉴定到PROD1的互作蛋白DFP(DUF1677family protein,AT1G72510)。

关键词：拟南芥根尖干细胞微环境根尖分生组织 PROD1 ROS

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鸭趾草根尖分生组织的有丝分裂观察

生物学教学 2019年第6期44卷 54-55页

作者：左开俊江苏省震泽中学

本文对“观察根尖分生组织的有丝分裂”一节实验材料的筛选和解离方法进行了改进,同时对实验的实施环节进行了总结与反思。改进后的实验具有省时、高效等优点。

关键词：鸭趾草根尖分生组织有丝分裂科学探究

观察根尖分生组织细胞有丝分裂的好材料——红葱

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生物学通报 2013年第12期48卷 47-49,F0003页

作者：张云林凡福建教育学院理科研修部福建福州350001 福建中医药大学中西医结合学院福建福州350122

以红葱为实验材料,测定其须根的生长情况、发根数量、根尖分生组织的细胞分裂指数,探讨其作为植物细胞有丝分裂实验材料的可行性与优势。研究表明,红葱具有取材便利、生长快、操作简便耗时短和染色后观察效果好等优点,是学生观察植物细... 详细信息

以红葱为实验材料,测定其须根的生长情况、发根数量、根尖分生组织的细胞分裂指数,探讨其作为植物细胞有丝分裂实验材料的可行性与优势。研究表明,红葱具有取材便利、生长快、操作简便耗时短和染色后观察效果好等优点,是学生观察植物细胞有丝分裂的好材料。

关键词：根尖分生组织有丝分裂红葱

“问题导学,变式拓展”在实验教学中的应用——以“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”为例

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教学考试 2019年第42期 37-39页

作者：许燕雯邵龙国广东省佛山市三水区三水中学

一、'问题导学,变式拓展'实验教学模式提出的背景生物是一门以实验为基础的自然科学,生物学中的理论与实践是密不可分的。新制订的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》)强调在生物学教学中突出生物学科核心素养... 详细信息

一、'问题导学,变式拓展'实验教学模式提出的背景生物是一门以实验为基础的自然科学,生物学中的理论与实践是密不可分的。新制订的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》)强调在生物学教学中突出生物学科核心素养,而《课程标准》提及的四种核心素养中就有'科学思维''科学探究'两种素养与实验密切相关,因此生物实验的教学更为重要。

关键词：有丝分裂问题导学根尖分生组织教学中的应用

“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验改进及反思

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中学生物学 2018年第6期34卷 43-45页

作者：朱昊河北秦皇岛市山海关第一中学

针对＂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂＂实验成功率低、效果不佳等问题,通过查阅文献,摸索实验条件,总结出一套用一节课时就能完成且实验效果较好的改进方法：选择豌豆为实验材料,取材时间为10：00~12：30,用12孔细胞培养板进行解离和... 详细信息

针对＂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂＂实验成功率低、效果不佳等问题,通过查阅文献,摸索实验条件,总结出一套用一节课时就能完成且实验效果较好的改进方法：选择豌豆为实验材料,取材时间为10：00~12：30,用12孔细胞培养板进行解离和漂洗,解离液为体积分数为37%盐酸和95%酒精按体积1：1混合,室温解离6~8 min,漂洗1 min,用0.005 g/mL的龙胆紫溶液作为染色剂,染色2~3 min,利用＂拇指指尖推压＂法进行制片。

关键词：根尖分生组织有丝分裂实验改进

“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”的教学组织

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生物学通报 2012年第7期47卷 17-19页

作者：任文韬华南师范大学附属中学广东广州510630

对人教版高中生物学必修1"观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂"实验的基本原理、实验操作的关键步骤、实验过程中的常见问题、教学建议等方面做出了阐述。重点强调了实验操作中材料准备、解离、染色、制片等关键步骤的操作方法,对教学过... 详细信息

对人教版高中生物学必修1"观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂"实验的基本原理、实验操作的关键步骤、实验过程中的常见问题、教学建议等方面做出了阐述。重点强调了实验操作中材料准备、解离、染色、制片等关键步骤的操作方法,对教学过程中学生容易出现的问题如找不到目标细胞、染色效果差、绘图不规范等方面做出了分析,最后提出了提高教学效果的若干建议。

关键词：根尖分生组织有丝分裂教学组织生物学实验