马铃薯乙醇酸氧化酶StGLO1对模拟水分胁迫的响应

为了解乙醇酸氧化酶在调控植物生长代谢及生物与非生物胁迫过程中发挥的作用。本研究以‘青薯9号’马铃薯为材料克隆乙醇酸氧化酶基因StGLO1,构建过表达载体并转化烟草,观察在干旱胁迫处理下转基因烟草和野生型烟草的长势,并测定了叶片中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量以及转基因根茎叶中StGLO1基因的表达量变化,验证过表达StGLO1烟草在干旱胁迫下的响应。结果表明:StGLO1(GenBank登录号XM_006348318.2)基因CDS为1 116 bp,编码371个氨基酸;干旱胁迫下,转StGLO1基因烟草的生长优于野生型,转基因烟草StGLO1基因的表达量在叶片中最高;转基因烟草中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量高于野生型,达到差异显著水平(P0.05)。该结果为进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

60Co-γ射线辐照对转pprI基因烟草抗氧化酶活性的影响

以转pprI基因烟草植株为材料,并以同步培育的非转基因烟草植株为对照,研究了60Co-γ射线辐照对转pprI基因烟草抗氧化酶活性的影响.结果表明,经500 Gy 60Co-γ辐照后,转基因和非转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧酶活性以及可溶性蛋白质含量在开始时(0～12 h)都逐渐提高,其中POD的活性则在6 h后达最大值,而SOD和CAT活性在12 h后达到最大值,随后三者活性都逐渐降低.但在500 Gy 60Co-γ辐射后相同的时间内,转基因烟草的3种抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量均比非转基因烟草高,SOD、POD、CAT和可溶性蛋白质含量的峰值分别是非转基因烟草峰值的1.1290、1.9690、1.5840和1.9521倍,表明pprI基因提高了烟草在500 Gy60Cp-γ辐照下SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性水平,从而提高了转基因烟草对辐射的耐受能力.     

高山离子芥CbPLDβ基因对转基因烟草抗寒性的影响

为分析高山离子芥CbPLDβ基因的抗寒性价值,本实验构建了高山离子芥CbPLDβ的表达载体PBI121-CbPLDβ并转化烟草,经过筛选及PCR测序鉴定,获得转基因烟草植株.通过低温胁迫实验,分析了转基因烟草的抗寒性,结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,在低温胁迫下转基因烟草植株的电解质渗透率普遍低于野生型烟草,而游离脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白的含量均高于野生型烟草,说明CbPLDβ基因提高了烟草抵抗低温的能力.     

过量表达脯氨酸的转基因烟草细胞对毒性重金属的抗性增强

脯氨酸(Proline)在植物对环境胁迫的耐受性中发挥了非常重要的作用。本文中,我们将来自飞蛾豆(V igna acon itifolia L.)的△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)基因转化烟草(N icotiana tabacum cv SR I.),经PCR扩增及Southern杂交分析证实飞蛾豆p5 cs基因已整合到烟草细胞基因组中,并在转基因烟草中得以表达。与野生型细胞相比,转基因烟草细胞中脯氨酸含量提高了80%;在毒性重金属镉(Cd,浓度50-100μM)的胁迫下,转基因细胞的生长速度更快,与镉结合的能力也提高近4倍。还原型/氧化型GSH之比和丙二醛水平分析表明,转基因细胞脯氨酸的增加与GSH的氧化还原状态和丙二醛水平是有关的。     

AtchyB基因过表达对转基因洋桔梗抗氧化性的影响

由转β-胡萝卜羟化酶(AtchyB)基因的洋桔梗获得T1代转基因系,经PCR及northern blot技术检测后,对L8和L25两个转基因系及野生对照进行UV-B紫外胁迫处理.检测胁迫前后植株的类胡萝卜素、氧化酶(SOD、POD、CAT)和MDA及光合作用相关参数值.对比结果表明:1胁迫使得基因表达水平强化,转基因系中与抗氧化性相关类胡萝卜素显著高于对照,叶黄素循环池显著放大;2酶促系统对非酶促系统产生影响,使得转基因系与对照间的酶活力存在差异,和对照比,转基因系的SOD对紫外胁迫更敏感,但MDA无显著差异,这可能是两种系统协调作用的结果;3胁迫后,转基因系Fv/Fm和ΦPSⅡ值显著高于对照,体现出其更强的抗氧化性.qP值显示AtchyB基因过表达对洋桔梗光化学猝灭影响不大,其中L25的NPQ显著高于对照,可见其非光化学淬灭能力有所提高.     

番茄UVR8基因对果实采后贮藏品质的影响

紫外线抗性位点8(UV resistance locus 8,UVR8)编码光受体蛋白，负责UV-B感知和信号转导，被认为参与调控其他的生理反应。文章对UVR8过表达和基因沉默植株的果实进行分析，结果表明：与对照组相比，UVR8过表达转基因番茄果实有着更长的贮藏期，其果实硬度显著高于野生型；对UVR8转基因番茄果实的过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性进行测定，结果发现过表达番茄果实的CAT、POD的酶活与野生型相比均显著提高，分别是野生型的2.5、2.3倍，而基因沉默番茄果实的酶活与野生型相比显著下降；同时对脂质过氧化指标的丙二醛(MDA)进行分析，表明每g过表达番茄果实中MDA物质的量有所降低，仅为野生型的1/2,而且每g基因沉默番茄果实中MDA物质的量与野生型相比明显升高。由以上结果可推测，UVR8基因在延长番茄果实采后贮藏期中发挥了作用。     

拟南芥糖基转移酶基因UGT71C5启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆到长度为903 bp的UGT71C5基因启动子,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥,得到转基因拟南芥,并且通过启动子分析软件对全序列进行分析,发现在该段序列中含有典型的TATA-box、CAAT-box和光应答元件GT1、干旱应答元件ERD等一些顺式作用元件.利用分光光度法测定转基因植株在光照、干旱和ABA等胁迫处理下的GUS酶活力,结果表明：转基因植株的GUS酶活力介于野生型和35S阳性对照之间,与正常条件下生长的转基因植物相比,光照处理     

水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性及内源激素IAA、ABA含量的影响

采用盆栽试验,以马铃薯克新1号为供试材料,设置中度水分亏缺(T1)、重度水分亏缺(T2)、正常供水(CK)和水涝胁迫(T3)4个水分处理,研究了水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性和内源激素含量的影响,探讨了土壤水分胁迫对马铃薯出苗期根系生长发育及其生理过程的影响机制.结果表明:(1)随着水分亏缺程度的加剧和时间的延长,根系活力、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性和POD活性升高,在水分胁迫初期,根系中CAT、POD活性较SOD响应更敏感,表明胁迫前期主要依赖CAT、POD,后期通过CAT、POD和SOD共同作用来降低氧化伤害;水涝胁迫下,根系活力一直低于正常供水,MDA含量不断升高,可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、SOD活性、CAT活性和POD活性有先升高后降低的趋势,但不敏感;水分胁迫下,IAA含量降低,ABA含量升高,IAA/ABA比值降低,影响根系正常发育,影响吸收水分和养分、影响出苗.(2)IAA含量和可溶性蛋白含量呈极显著负相关,ABA含量与可溶性蛋白含量呈显著正相关,与CAT活性呈极显著正相关.研究表明,马铃薯出苗期根系通过对渗透物质、保护酶和内源激素的调节来维持自身的正常生理代谢功能,抵抗一定的水分亏缺,但亏缺加剧时,将严重影响马铃薯出苗.     

番茄SlWRKY1转录因子在植物生物和非生物胁迫中的调控

克隆番茄SlWRKY1基因,构建植物过量表达载体pBI121-35S∷SlWRKY1并通过农杆菌介导的遗传转化法转化番茄,成功获得3株过量表达的转基因植株.研究发现:转基因植株对丁香假单胞菌番茄变种(Pst DC3000)的感染表现出敏感性,表明SlWRKY1基因可以减弱由Pst DC3000引起的植物防御反应,在相关信号通路中起到负调控作用.同时SlWRKY1转基因植株对盐胁迫表现出抗逆性,在胁迫条件下转基因植物中积累了大量的脯氨酸.推测SlWRKY1基因可能参与番茄脯氨酸代谢调控.     

抑制NtVTC1基因的表达延缓烟草生长发育

目的研究VTC1通过调控细胞内抗坏血酸(Ascorbic acid, AsA)的合成参与植物生长发育和响应逆境的重要功能。方法构建烟草VTC1基因的RNAi干扰表达载体RNAi-NtVTC1并转化烟草,通过抑制烟草VTC1基因的表达分析其影响植物发育的重要功能。结果将构建的干扰载体RNAi-NtVTC1转化烟草,成功获得了转基因株系RI。半定量PCR(RT-PCR)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果表明转基因烟草株系RI中NtVTC1基因的表达显著被抑制。AsA含量测定结果表明:与野生型烟草相比,转基因烟草株系RI的AsA含量均显著降低,为野生型的30%～40%。对烟草的表型观察发现,转基因烟草株系RI的发育显著受到抑制,尤其是在植株整体发育、叶片延展发育、开花等方面表现出显著延迟的表型。烟草抗氧化系统酶活性测定结果表明:转基因烟草株系RI中抗氧化系统酶活性如抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、过氧化物酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶的酶活性(GR)都显著降低。结论 VTC1基因在植物的生长发育过程中发挥着重要作用,为进一步深入研究VTC1基因的功能提供了良好参考。     

CaCl_2对NaCl胁迫下酸枣幼苗抗氧化酶活性和膜脂过氧化作用的影响

以酸枣水培幼苗为实验材料,研究了CaCl2对NaCl(200 mmol/L)胁迫下酸枣幼苗叶片和根的细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明:随着NaCl胁迫时间的延长,酸枣叶片和根系胞质膜透性增大,MDA的积累增加,叶片SOD、POD和CAT活性先升高后降低,根系SOD、CAT持续升高;营养液中加入CaCl2(10 mmol/L)后,与未施加外源CaCl2酸枣幼苗相比,叶片和根系细胞质膜透性、MDA含量降低,抗氧化酶SOD、POD、CAT不同程度提高。可见外源CaCl2可通过促进NaCl胁迫下酸枣幼苗植株体内抗氧化酶活性的提高,降低膜脂过氧化水平,减缓NaCl胁迫对植株的伤害,从而增强对NaCl胁迫的适应性。     

干旱胁迫下红砂渗透调节和抗氧化保护系统的响应研究

采用盆栽试验,测定了在不同土壤水分胁迫下红砂一些渗透调节物质和抗氧化保护酶,探讨渗透调节物质和抗氧化保护系统对干旱胁迫的响应。结果表明:叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量在中度干旱条件下增加,在重度干旱胁迫下减少并且低于对照;POD活性和CAT活性在中度和重度干旱胁迫下上升,但中度干旱胁迫高于重度;随着干旱胁迫程度的加强,脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性一直呈上升趋势。研究表明,可溶性糖在中度干旱胁迫下起到了很重要的渗透调节作用,但在重度干旱胁迫下没有起到积极的作用;无论在中度还是重度干旱胁迫下,脯氨酸都起到了很重要的渗透调节作用。胡萝卜素、MDA、脯氨酸、SOD、POD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用,POD和CAT在中度干旱胁迫的保护作用更显著;无论在中度还是重度干旱胁迫下,MDA、脯氨酸和SOD都有显著的保护作用。     

转基因玉米(36Ba3C42-1-3)大喇叭口期抗旱性的研究

采用棚栽对照试验,对一种转基因玉米(36Ba3C42-1-3)及其受体在大喇叭口期进行了耐旱性鉴定。结果表明,干旱胁迫后,受试植株叶片相对含水量、叶绿素含量以及胁迫结束后花粉活力降低,细胞膜损伤程度增大;MDA积累量、脯氨酸含量、SOD活性升高;在上述指标中,除叶绿素含量变化表现出无显著性差异外,转基因植株均比受体植株表现出更好的耐受性。研究结果提示该转基因植株比受体植株具有更好的耐旱性。
     

ABA-PAM协同处理对冷胁迫条件下牧草及根际土壤的影响

以冷胁迫处理青藏高原地方草种青海冷地早熟禾幼苗,并联合施用ABA和保水剂(PAM),经处理后对冷地早熟禾的生长情况、细胞内CAT、SOD、POD等酶的活力、MDA和脯氨酸含量,以及土壤蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶、脲酶活性进行测定.结果发现ABA-PAM协同处理可以提升牧草的抗冻能力,提升CAT和SOD的酶活力,降低MD...     

转蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶基因提高烟草的耐旱性

蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶（sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST）以蔗糖为底物催化生成蔗果三糖等低聚合度的果聚糖.将从莴苣中克隆的1-SST基因重组到pCAMBIA1300-als中，构建了在CaMV 35S启动子调控下的植物表达载体，利用农杆菌介导的叶盘转化法将1-SST基因导入烟草中，PCR和Southern杂交检测表明获得了转基因植株，RT-PCR结果表明该基因在烟草中正常表达. 对T₀代转基因烟草进行的耐旱性分析结果表明，干旱胁迫6d的转基因植株丙二醛含量和电解质渗漏率显著低于未转基因对照，叶片相对含水量下降速度也明显比对照慢. 对转基因植株叶片糖分分析表明，转基因烟草植株积累果聚糖，并在干旱胁迫后含量明显增加，而未转基因对照植株不积累果聚糖. 在14%PEG溶液中未转基因烟草种子的萌发率仅为转基因烟草种子的一半；在附加200mmol/L甘露醇的培养基中未转基因烟草种子根的生长明显受到抑制，而转基因烟草根的生长发育正常. 以上研究结果表明，转1-SST基因烟草植株耐旱性的提高可能与该基因的表达有关.     

NaCl浓度对大米草保护酶活性和渗透调节的影响

研究不同NaC1浓度下大米草根部和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)、游离脯氨酸及可溶性糖的变化.结果表明:CNaC1等于100 mmol/L时,大米草生长良好;Cnacl高于100 mmol/L时,大米草通过提高SOD、POD和CAT活性,增加游离脯氨酸和可溶性糖含量,以适应NaCl浓度变化;CNacl达到500 mmol/L后,保护酶活性开始下降,而游离脯氨酸和可溶性糖含量却持续上升,叶片MDA含量亦持续上升,根部MDA却略有下降.在NaC1胁迫下,大米草叶片较根部对NaC1浓度更为敏感.     

BpMYB4基因在白桦中的遗传转化及低温胁迫应答反应

【目的】为了研究BpMYB4基因在冷胁迫反应中的功能,对其进行了白桦转化试验。【方法】采用定量PCR技术对BpMYB4基因在白桦的根、茎、叶、木质部、芽、茎段等18个组织部位的表达模式进行分析,然后克隆构建PGWB2-BpMYB4植物过表达载体,通过农杆菌介导法进行白桦合子胚的遗传转化,采用PCR和荧光定量PCR技术检测转基因白桦株系中BpMYB4基因的相对表达量,最后采用分光光度计法对BpMYB4转基因白桦进行了8项生理指标的测定。【结果】相对于芽的表达量,BpMYB4基因在第3片叶的叶脉和第1片叶与第2片叶之间嫩茎的表达量最高; 白桦的遗传转化总共获得了13个过表达株系,且BpMYB4基因已经成功整合到白桦基因组上,定量结果发现MYB-8、MYB-11、MYB-12转基因白桦中BpMYB4基因的表达量相对于非转基因对照株系(NT)上调幅度最大; 在低温胁迫下,过量表达BpMYB4基因提高了白桦的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、花青素(OPC)含量、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸(PRO)含量,同时降低了转基因白桦的丙二醛(MDA)的含量。【结论】BpMYB4转基因白桦在低温胁迫下能够产生具有保护作用的物质,具有一定的抵抗低温的能力,因此,可以将其培育成抗冻优选株系。     

拟南芥AtHHR2基因的功能初步研究

为了研究拟南芥Highly Homologous RING domain 2基因(At5g43200)在盐胁迫逆境的功能,通过DNA及RNA水平鉴定了该基因的T-DNA插入突变体athhr2,并通过根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得了athhr2/ATHHR2互补转基因株系.对突变体、互补转基因株系及野生型进行盐胁迫处理,对其萌发率、脯氨酸及叶绿素水平进行检测,发现盐处理后缺失突变体的萌发率降低,脯氨酸和叶绿素含量低于野生型,互补株系的萌发率、脯氨酸和叶绿素含量均高于野生型.以上结果证明AtHHR2基因在拟南芥的盐胁迫响应中起正调控作用.     

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。     

两类转基因烟草在实验和田间环境下的抗旱比较(英文)

尽管干旱应答基因在植物抗旱中的功能已得到广泛认可,但其在不同条件下对植物抗旱的贡献至今未见系统地比较和研究报道.本研究以转基因烟草为实验材料,对两类不同的基因,即干旱应答基因(如At DREB1B和At CBL1)及根系形态建成调节基因(如iaa M和At CKX3)的抗旱能力进行了比较.用根系特异启动子PYK10(P10)驱动At CKX3,35S:At CKX3和P10:iaa M进行烟草转化,结果表明其能明显促进转基因植株的根系生长和发育.虽然干旱应答基因(35S:At DREB1B,35S:At CBL1)以及35S:iaa M的转化植株在实验室可控条件下抗旱性明显提高,但是在田间条件下,这些转化植株对干旱胁迫却变得敏感.而根系形态建成调节基因(P10:At CKX3,35S:At CKX3,P10:iaa M)的转基因植株虽然在实验室环境下未表现抗旱,但在田间条件下能耐受干旱.该研究证明转基因植物的抗旱性会随着环境变化而改变,在田间自然条件下,操纵植物根系生长的基因对提高植物抗旱性更加重要.