PuFAD8基因过表达载体的构建及其在番茄中的遗传转化

脂肪酸去饱和酶8(fatty acid desaturase 8,FAD8)是FAD基因家族成员，可参与催化不饱和脂肪酸的合成进而影响果实香气。为进一步研究PuFAD8基因的功能及其与番茄果实挥发性物质的关系，文章构建了模式植物番茄PuFAD8基因的过表达载体，通过农杆菌介导遗传转化、植物组织培养技术获得番茄PuFAD8基因过表达植株。结果表明，番茄PuFAD8基因过表达载体构建成功，并获得番茄过表达植株，以便进一步研究该基因的分子功能，为明确其在番茄果实成熟过程中挥发性物质的调控机制奠定了基础。     

番茄果实成熟过程中色素合成相关基因的表达分析

对番茄果实成熟过程中色素含量进行检测,并利用实时定量PCR技术对色素合成相关基因的表达进行分析.结果表明,番茄果实成熟过程中,叶绿素含量逐渐降低,花青素含量变化不显著,番茄红素及类黄酮含量显著升高,大部分调控色素合成的转录因子基因、类胡萝卜素代谢途径以及类黄酮代谢途径相关基因在果实破色后呈现先上升后下降的趋势.     

番茄红素β环化酶基因RNAi植物表达载体的构建及遗传转化

番茄红素是类胡萝卜素合成途径中重要的中间产物,本研究探讨了在番茄中通过RNAi手段提高番茄红素含量的依据,由Genbank中番茄红素β环化酶(Lyc-β)序列设计2对引物,通过高保真PCR扩增出2段Lyc-β基因的高度保守片段。根据RNAi的原理将该基因片段构建成为具有RNA干扰作用的植物表达载体,将该干扰载体通过农杆菌介导转化的叶盘法转入烟草中。经过PCR鉴定证明,干扰载体已经转入烟草中。     

提高番茄品质的番茄去泛素化酶基因AMSH3

AMSH3酶是去泛素化酶中MPN(+)/JAMM蛋白酶家族的一员,能结合泛素化蛋白上的泛素分子。文章在番茄中发现了一去泛素化酶基因SlAMSH3,与拟南芥去泛素化酶基因AtAMSH3在核酸水平和蛋白水平分别有81%和71%的相似性。拟南芥中去泛素化酶AtAMSH3会影响植物液泡的形成和液泡蛋白的运输途径。文章构建了SlAMSH3果实特异表达的过表达载体,并通过根瘤农杆菌介导转化到野生型番茄中,通过筛选获得SlAMSH3在果实中高表达阳性株系,实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)分析显示,转基因番茄果实中SlAMSH3的表达量明显高于野生型果实(p0.05)。文章测定了阳性番茄株系绿熟期果实叶绿素质量浓度及红熟期果实的单果质量、果实糖度、果实硬度、番茄红素质量浓度和β-胡萝卜素质量浓度。结果表明,转基因番茄果实的叶绿素总质量浓度、番茄红素和β-胡萝卜素比野生型分别提高178.61%、40.53%和74.86%,其他指标无显著差异。因此,SlAMSH3果实特异过表达的方法能够改良番茄果实品质,为基因工程方法改良番茄果实品质做出了新尝试。     

本氏烟β-1,3-半乳糖苷转移酶基因鉴定、进化及表达分析

β-1,3-半乳糖苷转移酶(beta-1,3-galactosyltransferase,β-1,3-GalT)是植物中特有的酶,作为蛋白质糖基化修饰通路中的重要酶,它可以催化β-1,3键将半乳糖苷转移至糖核心.本研究将本氏烟(Nicotiana benthamiana)作为材料,对其基因组中β-1,3-GalT同源基因进行了系统的鉴定,共得到12个基因.这些基因编码的蛋白序列均包含保守结构域PF00337和PF01762.将本氏烟12个β-1,3-GalT基因与栽培烟草(Nicotiana tabacum)、番茄(Solanum lycopersicum)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的β-1,3-GalT基因进行聚类分析,表明它们分化为2个主要枝(I和II),每个主要枝又进一步分化为2个亚枝.多数基因在根中表达量均较高,然而仅有6个基因在叶片中高表达.采用qRT-PCR,测定在叶片中高表达的6个β-1,3-GalT基因在农杆菌侵染情形下的表达水平,结果表明处于II枝上的基因表达均受到农杆菌侵染的显著诱导,而处于I枝上的基因无论对农杆菌侵染还是对照重悬液的注射,均表现一定程度的表达量的升高,暗示创伤胁迫可能使相应的基因表达升高,从而促进β-1,3-GalT酶进行糖基化修饰反应.     

类胡萝卜素介导的植物花色调控机制研究进展

花色是一种重要的花性状,对于有花植物的观赏园艺、生殖生态以及物种演化均具有非常关键的作用。有花植物花着色的关键决定因素是花色素的合成和沉积。类胡萝卜素作为一类重要的天然色素,不仅具有营养和药理特性,同时还是许多有花植物花着色的呈色色素。笔者对植物中的类胡萝卜素代谢途径及相关基因进行了梳理,并着重总结了类胡萝卜素代谢基因的表达及其转录调控对植物花着色的影响。当前,已知花中类胡萝卜素代谢基因的表达与类胡萝卜素积累及花着色紧密相关,但是关于这些基因在花中的转录调控机制研究还处于起步阶段。植物的花器官似乎采取了与叶、果实等其他器官完全不同的策略来精细调控类胡萝卜素的生物合成与积累,并且不同植物间尚未发现共通之处。笔者基于目前的研究进展,对未来类胡萝卜素介导的花着色调控机制研究进行了展望,认为随着高通量组学技术和现代分子生物学技术的迅猛发展,可尝试结合基因组、转录组、代谢组及最新的单细胞组学和空间组学等多组学技术和遗传转化及以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术,构建多种植物花着色过程中类胡萝卜素代谢的特异性分子调控网络,以期为进一步研究类胡萝卜素介导的花色变异与演化及花色育种提供有益参考。     

一种简单有效的T7RNA聚合酶调控的植物基因表达系统

T7RNA聚合酶在原核系统的基因表达与调控中起重要作用.将T7RNA聚合酶基因的5'端与来自SV40大T抗原基因的核定位信号编码序列融合在一起,利用rolC启动子控制修饰的T7RNA聚合酶基因,与10启动子控制的β-葡萄糖醛酸酶基因串联在一起,构建了植物表达载体,通过基因枪介导法转化了烟草叶片.结果表明,这一表达系统能够增加β-葡萄糖醛酸酶基因的瞬时表达.这为提高外源基因在转基因植物中的高效表达提供了新的工具.     

黄枸杞中调控花青素生物合成候选基因AN2相关功能验证

花青素是一种存在于植物中的显色水溶性类黄酮化合物,具有较高的营养价值.黄枸杞果实中色素的大量积累与花青素生物合成代谢密切相关.前人研究发现MYB转录因子LrAN2主要参与调控黑枸杞黑色果实中花青素生物合成代谢途径,而黄枸杞中花青素合成代谢的分子机理尚不明确.本研究利用同源克隆的方式分离黄枸杞AN2基因,通过Gateway技术构建植物中过量表达AN2载体PJAM1502:AN2.利用农杆菌侵染的方式将AN2基因转染到模式植物烟草中,得到紫色烟草表型.花青素含量测定发现烟草叶片中花青素含量最高,同时qPCR验证检测出转基因烟草中花青素合成代谢途径中的结构基因都显著上调,其中结构基因ANS最为明显.本研究发现黄枸杞中AN2基因与黄枸杞黄色表型的形成密切相关,为黄枸杞的分子育种研究提供可靠的理论基础.     

番茄红素β-环化酶基因（LcyB）启动子调控LcyB RNAi双元载体构建

根据番茄基因组DNA序列信息设计引物进行PCR扩增了Micro-Tom中番茄红素-环化酶（Lycopene -cyclase, LcyB）基因起始密码子上游1 534 bp启动子区域序列（LcyBp）,生物信息学分析表明,该启动子序列中存在TATA-盒、CAAT-盒、昼夜节律响应元件Circadian、光响应元件Box I、真菌激发子响应元件Box-W1、低温响应元件LTR、响应赤霉素的作用元件P-box、乙烯响应元件ERE、响应生长素的作用元件TGA-element等顺式作用元件. 依据番茄LcyB基因序列,设计2对含有不同酶切位点的特异引物进行PCR扩增LcyB基因3端特异的276 bp DNA片段,利用RNAi载体pKANNIBAL构建了LcyB启动子-LcyB基因正义片段（Sense）-PDK内含子-LcyB基因反义片段（Antisense）-OCS终止子的RNAi表达框,并将这一RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的Not I位点,构建成本研究的LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB. 为利用RNAi技术特异性敲除LcyB基因进而提高番茄果实中番茄红素含量奠定实验基础.     

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.     

番茄SlIWS1基因植物表达载体构建与瞬时表达

番茄是广泛种植的果蔬类作物,病害发生是导致番茄产量和品质降低的重要原因,AtIWS1(Arabidopsis thaliana interact with SPT6)基因可以提高拟南芥抗病性。文章通过病原菌接种克隆番茄SlIWS1基因,并构建植物表达载体,利用农杆菌介导方法在烟草叶片中进行瞬时表达和Western Blot检测。实验结果表明,番茄SlIWS1基因在病原丁香假单胞菌接种时表达水平升高,参与番茄抗病防御应答。利用SlIWS1基因所构建的植物表达载体,在烟草中获得预期大小SlIWS1蛋白表达产物,可用于后续番茄SlIWS1蛋白质相互作用和基因功能分析。     

番茄八氢番茄红素合成酶基因的克隆及超量表达载体构建

八氢番茄红素合成酶是植物类胡萝卜素生物合成途径中促进番茄红素合成的关键酶,根据番茄该酶的编码基因序列设计一对引物,通过RT-PCR在番茄中扩增出一个约1500 bp的全长cDNA片段.测序结果表明,此片段包含一个长为1239 bp的完整的编码框,其氨基酸序列与辣椒、向日葵、万寿菊、枸杞、番木瓜、温州蜜柑、拟南芥八氢番茄红素合成酶基因编码的氨基酸序列的一致率分别为88%、75%、75%、74%、73%、73%、7l%.对这个全长片段构建了超量表达载体,酶切检测表明该片段已插入植物表达载体.     

人角质细胞生长因子-1转化番茄的研究

人角质细胞生长因子在组织的损伤修复中起着重要的作用.以番茄子叶为外植体,通过根癌农杆菌介导法,将人KGF -1导入番茄中,共获得12株独立的抗性转化植株,PCR和DNA斑点杂交结果表明:KGF-1基因整合入番茄基因组中,为获得植物源表达的KGF -1蛋白打下了基础.     

pQE30-bgln原核表达质粒的构建和鉴定

构建重组原核表达质粒pQE30-bgln使之可以在大肠杆菌中表达以获得β-葡糖苷酶,用于提高从植物中提取白藜芦醇的得率.以克隆质粒pUCP67为模板,用降落PCR的方法扩增β-葡糖苷酶基因片段(bgln).利用原核表达载体pQE30构建pQE30-bgln重组质粒,用酶切电泳验证重组结果的正确性,测序检测质粒重组后序列情况.PCR结果显示扩增片段2.2 kb,与预期相同.重组质粒酶切后显示其大小约5.6kb,大小及酶切图谱与预期相同.经测序发现插入片段读码框正确.可用于原核表达的pQE30-bgln质粒构建成功.     

密码子优化的纳豆激酶基因在番茄果实中的瞬时表达

根据植物偏爱密码子设计并人工合成了纳豆激酶基因sNK,在其中插入番茄内含子构成sNKi基因.将这两种基因通过农杆菌渗透法在不同成熟时期的番茄果实中实现了瞬时表达.通过实时荧光定量PCR法(RT-qPCR)比较两种基因在番茄果实中转录水平的表达量,通过纤维蛋白平板法检测两种基因表达产物的纤溶酶活性.结果表明,两种基因在番茄果实的转色期、成熟期和完熟期均有表达,其中成熟期表达量最高,破色期基本无表达.果实特异性E8启动子调控下的纳豆激酶基因的表达量较组成型35S启动子调控下的该基因表达量明显提高.插入内含子的sNKi基因的表达量高于没有内含子的sNK基因,表明内含子在提高纳豆激酶的表达量方面具有显著的作用.     

水稻土壤宏基因组中的β-葡萄糖苷酶基因克隆、表达及酶活的研究

β-葡萄糖苷酶(Ec3.2.1.21)属于糖苷水解酶家族3,它能够水解非还原性末端的β-D葡萄糖苷键,释放出游离的葡萄糖及相应的配基。β-葡萄糖苷酶是纤维素降解中的关键酶,对于可再生资源纤维素的利用具有十分重要的意义。本研究从水稻土壤中分离得到β-葡萄糖苷酶基因pds5,将其克隆到表达载体pET32a(+)中,转化BL21大肠杆菌中,并诱导表达该基因。重组BL21大肠杆菌用IPTG诱导后,所提取的酶蛋白具有β-葡萄糖苷酶的活性,经SDS-PAGE分析,确定其相对分子质量为83 kD。通过控制pH和温度的方法,测得该酶酶活最适pH为7.0,最适温度为37.5℃。     

Chi-linker-Glu融合基因双价植物表达载体的构建及其相关鉴定

将木霉几丁质酶基因Chi和β-1,3-葡聚糖酶基因Glu通过8个中性氨基酸连接起来,形成Chi-linker-Glu融合基因．其中编码区基因长2376bp,共编码792个氨基酸和一个终止子．将该融合基因克隆到中间载体pAHC25中,然后将整个ubi-chi-linker-glu-nos表达盒插入用ubi-bar-nos表达盒代替CaMV35S-gus-nos的高效植物表达载体pBI121中,构建了双价抗真菌基因的重组质粒pBIb-CG,并通过根癌农杆菌介导,采用叶盘法转化烟草．PCR扩增和PCR-Southern分析证明已将Chi-linker-Glu融合基因整合到烟草基因组中．     

马铃薯X病毒介导的LeMADS-RIN沉默延缓番茄果实成熟

利用PVX介导的基因沉默,对番茄果实成熟过程中转录因子LeMADS-RIN的生物学功能进行了探讨.结果表明,LeMADS-RIN沉默能够延缓番茄果实的成熟,未成熟果肉保持着较低的pH值、糖含量以及花青素含量.同时LeMADS-RIN沉默能够抑制成熟相关转录因子、乙烯合成主要基因、部分色素合成相关基因的表达.