Isolation of cDNAs Enconding Two Distinct Transcription Factors Binding to DRE cis-acting Element Involved in Cold- and drought-induced Expression of Arabidopsis rd29A Gene

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｅｖｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｈａｎｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ,ｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｈｉｇｈ ｓａｌｔ ,ａｆｆｅｃｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｐｌａｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓ .Ｐｌａｎｔｃｅｌｌｃａｎｎｏｔｏｂｔａｉｎｗａｔｅｒｗｈｅｎｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｄｒｏｕｇｈｔｏｒｈｉｇｈ ｓａｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ .Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｓｗａｔｅｒｓｔａｔｅｏｆ …     

拟南芥逆境胁迫诱导转录因子DREB1A基因的克隆和序列分析

以拟南芥基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到逆境胁迫诱导转录因子DREB1A基因,将其克隆到pUC19质粒中.序列分析表明获得的基因序列与已报道的该基因的序列完全相同.     

一种带有表型标记基因的诱导型抗旱植物表达载体的构建

为了克服组成型表达转录因子基因影响转基因植物性状的缺点,并构建一种具有级联放大作用并带有表型标记的诱导型植物双价表达载体。研究采用PCR方法从拟南芥克隆获得冷诱导转录因子CBF3基因,蜡质合成相关WIN1基因,干旱诱导RD29A基因启动子和冷诱导的LEA14基因启动子,并用CBF3转录因子所调控的下游RD29A基因启动子和LEA14基因启动子分别驱动CBF3基因和W1N1基因表达,构建了双价植物表达载体RD29AP-CBF3／LEA14P—WIN1／pcAMBIA2201。我们预测在转基因植物中,该表达系统可在干旱等逆境信号存在条件下,通过级联放大的方式诱导表达,在增加植物抗逆性的同时,增加叶片表层蜡质的积累,从而易于表型识别。本研究为利用花粉管通道法转化棉花,提高抗逆转基因棉花田间筛选的效率奠定了基础。     

多基因双T-DNA植物表达载体的构建及拟南芥转化

多基因植物表达载体用于植物遗传转化是培育具有多种优良品质作物的有效策略. 双T-DNA系统是实现筛选完成后选择标记基因删除的一种简便可行的方式. 为培育高度抗逆或去除标记基因的农作物，构建了多基因双T-DNA植物表达载体2T-bbgdD，其中含有一个抗除草剂基因bar, 3个抗逆相关基因(DREB1A, Na+依赖性Pi转运体基因（d5）, betA)和一个报告基因gfp. 利用农杆菌介导法将该载体转入拟南芥，获得了多基因共转化及去除标记基因的转基因拟南芥. 可将此植物表达载体进一步用于作物的遗传转化.     

拟南芥AtHHR3响应热胁迫应答的初步分析

拟南芥基因AtHHR3编码一个RING结构域的E3连接酶,通过生物信息学分析发现其可能参与植物热胁迫相关的应答.为了探索其具体的功能,构建了AtHHR3互补株系,并在DNA水平和转录水平分别鉴定了AtHHR3互补株系,用RT-PCR技术分析了AtHHR3在热处理条件下基因表达的变化情况.在热胁迫下分析了野生型、突变体athhr3、回复株系幼苗存活以及种子萌发的表型变化情况,发现突变体athhr3表现出对热胁迫的耐受性,并检测了热胁迫下不同株系的HSF、HSP等热相关基因的转录水平的变化,初步的研究表明拟南芥基因AtHHR3负调控植物对热胁迫的耐受性.     

小盐芥(Thellungiella salsuginea)CBF1基因的克隆

CBFs （ CRT/DRE-binding factor ）是结合DNA顺式元件CCGAC的转录因子．拟南芥中CBFs由一个小的基因家族编码,包括3个成员：CBF1、CBF2和CBF3,它们在植物抗逆性调控中起重要作用．为了获得高度耐盐耐旱的转基因植物,我们以盐生植物小盐芥为材料,依据拟南芥中CBF1的序列信息设计引物,扩增出小盐芥中CBF1的部分序列,然后使用SMART^TM RACE等方法,从小盐芥中克隆到全长的CBF1 cDNA序列,进而重组到植物表达载体中,为植物抗逆基因工程提供了有用基因．     

DREB--一类应答植物非生物逆境胁迫的转录因子

文中对DREB类转录因子的结构特征、功能，靶元件的作用模式，基因的调控表达及最新研究进展进行了综述。     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

拟南芥SnRK2.2/2.3激酶参与调节镉胁迫响应的机制探究

为探究拟南芥SnRK2.2和SnRK2.3基因对Cd胁迫响应的分子机制. 以野生型（WT）、双突变体SnRK2.2/2.3、过表达SnRK2.2和过表达SnRK2.3的转基因植物为材料,研究SnRK2.2和SnRK2.3基因与Cd胁迫响应的关系.发现过表达两个基因可以提高拟南芥对Cd的耐受性,表现为可以减少Cd、丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）的累积量,增加抗氧化酶CAT、POD和SOD的活性. qRT PCR结果显示在Cd胁迫下,两种过表达植株中铁转运蛋白IRT1和转录因子FIT、bHLH038和bHLH039表达水平受到明显抑制,ABA合成相关基因AAO3和NCED3的表达量显著上调.在Cd胁迫下,两种过表达植株中ABA含量显著高于WT和双突变体. 以上结果表明：拟南芥遭受Cd胁迫时,SnRK2.2和SnRK2.3基因通过下调IRT1基因表达从而减少植物对Cd的吸收,同时通过增加内源ABA含量来缓解Cd对植物的毒害.     

白桦BpGRAS1基因的克隆及耐盐功能分析

【目的】 GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用。从白桦(Betula platyphylla )中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础。【方法】 在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpGRAS1 (GenBank 登录号: MN117546.1)。利用生物信息学进行多序列比对、构建进化树。分别构建植物过表达(pROKⅡ-BpGRAS1) 及抑制表达(pFGC5941-BpGRAS1) 载体。利用农杆菌介导高效瞬时遗传转化体系获得BpGRAS1基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE) 及对照 (WT) 白桦植株。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR) 技术分析盐胁迫下OE、IE及WT植株中BpGRAS1基因的表达情况,鉴定转基因植株中BpGRAS1的表达效率是否响应盐胁迫。在盐胁迫下比较了BpGRAS1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株的电解质渗透率、失水率、丙二醛(MDA) 含量、过氧化物酶 (POD) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 活性。【结果】 BpGRAS1基因的开放阅读框为1 425 bp,编码 474个氨基酸。BpGRAS1具有GRAS家族的序列特征,在C端的氨基酸序列相似度较高,与AtSHR亲缘关系较近。盐胁迫处理下,BpGRAS1的表达量升高,过表达植株中表达量高于对照,抑制表达植株中表达量低于对照,说明BpGRAS1受盐胁迫诱导,成功获得过表达及抑制表达植株。过表达BpGRAS1基因能降低白桦在盐胁迫下的电解质渗透率、失水率及 MDA 的积累,并显著增强了 POD 和 SOD 酶的活性,从而提高转基因植株的耐盐性。【结论】 BpGRAS1基因响应盐胁迫,过表达BpGRAS1基因降低了盐胁迫下植株细胞受损程度,通过增强POD 和 SOD 活性提高白桦的耐盐能力。     

拟南芥翻译延伸因子EF1A的亚细胞定位研究

探讨了拟南芥的翻译延伸因子EF1A的亚细胞定位.以Col野生型拟南芥的cDNA为模板,通过高保真KOD扩增酶获得2 363bp的拟南芥转录延伸因子EF1A基因片段,将其与GFP融合后共同连入p1300表达载体,利用农杆菌侵染法将p35S∶GFP和p35S∶EF1A∶∶GFP转入野生型拟南芥中,观察转基因植物细胞中GFP的表达情况.结果显示:p35S∶GFP转基因植物中,细胞核中GFP荧光强度显著高于细胞质中荧光强度,但是在p35S∶EF1A∶∶GFP转基因植物中,细胞核中荧光强度与细胞质中荧光强度无显著差异,说明在进行蛋白翻译时细胞质中的EF1A含量显著高于细胞核中,这也为翻译延伸因子EF1A的亚细胞定位提供了实验依据.     

拟南芥耐干旱相关转录因子DREB1A基因的克隆及序列分析

设计引物利用PCR技术从拟南芥中克隆与植物耐旱相关序列DRE相结合的转录因子DREB1A的基因,得到扩增谱带后,进行TA克隆,经蓝白斑筛选获得pDREB重组质粒,经PCR验证和序列测定确认扩增所得片段为DREB1A基因,并对该基因序列进行了分析.     

人参亲环素基因表达载体构建及其在拟南芥中的抗盐活性分析

摘 要 为研究人参亲还素基因的抗盐活性,为该基因在人参抗逆育种方面的应用提供参考,通过植物转基因技术和外施不同浓度NaCl的方法获得阳性拟南芥植株,研究了不同植株类型不同盐浓度下的种子萌发率、植株生存率、植株主根长、植株分支数等相关指标。结果表明：在盐胁迫作用下转基因拟南芥种子萌发率高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株生存率显著高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株主根长大于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株分支数与野生型拟南芥植株分支数没有明显差异。可见人参亲还素基因提高了转基因拟南芥抵御高盐胁迫的能力。     

Expression of two insect-resistant genes crylA ( b&c )/GNA in transgenic tobacco plants results in added protection against both cotton bollworm and aphids

The synthesized Bacillus thuringiensis insecticidal protein gene crylA(b&c) and the synthesized gene GNA, (the mannose specific lectin from snowdrop ( Galanthus nivalis)), tumefaciens have been inserted into plant expression vector pGW4BAI. Leave stripes of Nico-tiana tabacum var. K326 have been transformed with Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 harboring the plant expression vector. 28 kanamycin resistant tobacco plants have been obtained. PCR and Southern blot analyses show that the foreign crylA and GNA genes have been inserted into the genome of transformed tobacco plants. Haemagglutination assays show that GNA has a functional activity. Leaf disc bioassays against cotton bollworm ( H. armigera) show that the transgenic tobacco plants have a high insecticidal activity. The inhibition of aphid population in leaf disc bioassays against Myzus persicae shows that the fecundity of aphid on transgenic plants is lower than that on untransformed plants; the aphid population on the transgenic tobacco plants is 25%-70% that on untransformed tobacco plants. ELISA analysis of CrylA protein in tobcco leaves provides similar data to bioassay results. Through the two bioassays against H. armigera and M. persicae, several transgenic tobacco plants showing high insect-resistant activities to both pests have been obtained.