油菜甾醇内酯类化合物生物活性与构效关系的研究

油菜甾醇内酯(Brassinolide,BR)(1)是生物活性极强的新型甾体植物生长调节剂.自1979年Grove等首次从油菜花粉中获得油菜甾醇内酯(1)以来,已在自然界发现为数众多的这一化合物的类似物,例如高油菜甾醇内酯(2),24-表油菜自醇内酯(3).许多结构类似于油菜甾醇内酯的非天然的化合物也先后被合成,比较突出的化合物是26,27-双失碳油菜甾醇内酯(4)和25-甲基油菜甾醇内酯(5),前者的生物活性与油菜甾醇内酯(1)相仿,后     

油菜甾醇内酯类化合物对水稻叶片倾斜的影响

1979年Grove及共同工作者从油菜花粉中首次分离到油菜甾醇内酯(Brassinolide,BR),并确定其结构为22R,23R,24S-2α,3α,22,23-四羟基-24-甲基-B-高-7-氧-5α-胆甾烷-6-酮。一些实验室已对它进行了化学合成,并证明它具有极强的生物活性。它在     

将商陆抗病毒蛋白(PAP)cDNA导入油菜获得抗病毒转基因植株

以子叶柄为材料,分别采用农杆菌介导法与激光微束穿刺法,将损伤诱导型启动子控制之下的商陆抗病毒蛋白（ＰＡＰ）ｃＤＮＡ导入甘蓝型油型（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｎａｐｕｓ Ｌ．）“双低”品种Ｈ１６５．经庆大霉素筛选,获得了抗性再生植株。ＰＣＲ扩增检测及Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明,ＰＡＰｃＤＮＡ连同损伤诱导型启动子已稳定整合至油菜基因组。     

脱落酸对表油菜素内酯诱导的离体黄瓜子叶衰老过程的阻抑作用

自从脱落酸被发现以来,许多工作表明脱落酸能够促进离体叶片的衰老。Thimann认为脱落酸是叶片衰老的内源促进因子。这种观点被广泛接受,并被写入综述和专著。然而,我们的研究表明,表油菜素内酯能够加速离体的黄瓜子叶的衰老,而脱落酸却能阻抑表油菜素内酯诱导的子叶衰老。这就不能不使人怀疑是否脱落酸是植物衰老的内源促进因子,因为我们观察到的现象是无法用上述观点解释的。     

两种油菜素内酯甾醇类植物激素的多级质谱分析

利用电喷雾离子阱质谱仪对28-高油菜素内酯(28-homobrassinolide,28-h-BL)和28-表高油菜素内酯(28-homobrassinolide,28-h-BL)两种植物激素进行了多级(MSn,n=1,2,3,4)碎裂质谱分析,详细阐明了它们在此实验条件下的裂分机理,并为定性区别这两种异构体提供了潜在的可能。     

双价、三价种子特异性表达载体的构建及表达PHB合成相关基因的转基因油菜的获得

分离了种子特异性启动子和质体导肽序列，利用已经克隆的合成聚羟基丁酸的酯的３个关键酶基因，分别构建了含有种子特异性启动子的嵌合ｐｈｂＣ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｈＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ｐｈｂＣ、ｐｈｈＡ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｂＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ｐｈｂＣ、ｐｈｂＡ（编码３－酮硫裂解酶）、ｐｈｈＢ的三价表达载体，并刷导肽将基因表达产     

油菜种子萌发过程中DNA甲基化的MSAP分析

DNA甲基化对于植物的生长发育和组织分化具有十分重要的调控作用. 用MSAP (methylation- sensitive amplified polymorphism)和HPLC两种方法分析了油菜种子萌发过程中DNA甲基化的动态变化过程, 并且比较了不同器官组织的甲基化水平差异. MSAP的分析结果表明, 油菜种子基因组中大约有15.7%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化, 发生甲基化的方式以C^5mCGG双链甲基化为主; 种子萌发过程中同时发生甲基化和去甲基化事件, 其中去甲基化占据主导地位; 不同器官组织的甲基化水平存在一定差异, 胚根的甲基化水平最低, 下胚轴次之, 子叶最高, HPLC分析结果与此一致. 最后, 对11个甲基化多态性片段进行了序列分析, 发现基因编码区和非编码区发生DNA甲基化的频率基本相等. 由此可见, 种子萌发过程中DNA的甲基化变化是一个十分复杂的过程, 油菜可能通过甲基化和去甲基化的方式调控基因的表达, 并最终决定植株的生长发育和器官分化.     

在中国环境条件下油菜花粉介导的除草剂抗性基因飘逸

依据转基因安全评估的个案原则, 研究了抗除草剂转基因油菜花粉向中国传统油菜品种的飘逸概率及其影响因素. 通过检测受体植株后代的除草剂抗性检测转基因油菜花粉的飘逸率. 结果表明, 花粉飘逸的距离达2000 m, 且飘逸率随着与花粉源区距离的增加而急剧减少. 但在距花粉源区33.5~2000 m的范围内, 花粉飘逸率均低于0.015%, 且并不随距离增加而逐渐下降, 表现了花粉长距离飘逸和授粉的随机性. 绝大多数花粉散布在花粉源区周围4.5 m范围内, 其中最大飘逸率为1.19%, 出现在距源区1.4 m的取样点. 风向显著影响花粉飘逸的方向和距离. 但是, 授粉昆虫蜜蜂的数量与花粉飘逸方向和距离没有相关性, 表明花粉飘逸的方向性差异并不是由于蜜蜂的数量及分布引起的. 本研究在中国自然环境条件下开展大面积田间试验, 为转基因油菜的商品化生产和安全管理提供科学依据. 花粉空间分布模型为油菜杂交种生产的隔离距离与杂种纯度估计等研究提供了重要的依据.     

双价、三价种子特异性表达载体的构建及表达PHB合成相关基因的转基因油菜的获得

分离了种子特异性启动子和质体导肽序列，利用已经克隆的合成聚羟基丁酸酯的３个关键酶基因，分别构建了含有种子特异性启动子的嵌合ｐｈｂＣ（编码ＰＨＢ合酶）、ｐｈｂＢ（编码依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰－ＣｏＡ还原酶）的二价及嵌合ＰｈｂＣ、ｐｈｂＡ（编码３－酮硫裂解酶）、ｐｈｂＢ的三价表达载体，并由导肽将基因表达产物定位于质体．经根瘤农杆菌介导获得转基因油菜，并进行了ＰＣＲ，Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ及ＲＴ－ＰＣＲ－ＤＮＡ杂交等分子检测．     

油菜素甾醇类信号转导研究进展

动物体系中的甾醇类激素在动物细胞的生长发育中发挥重要调控作用, 其信号转导途径主要是通过核受体直接调控基因表达. 近年来, 人们研究发现植物细胞中也存在甾醇类激素, 并发现了膜受体复合物的重要组成部分BRI1和通过膜受体介导的信号转导途径, 使得油菜素甾醇类信号从膜上被感知一直到在核内诱导特异基因表达的信号转导途径有了一个基本的轮廓. 本文简要介绍了该领域的最新进展并进行了讨论.     

油菜次生休眠种子转录组的RNA-seq分析

油菜种子次生休眠特性是油菜产区自生苗长期留存并持续危害的主要原因,也是转基因油菜环境安全评估的重要性状.为探讨该性状的分子生态学特征,本研究以强次生休眠油菜品种的成熟种子为材料,对次生休眠前种子(CK)和次生休眠后种子(SD)的转录组进行了RNA-seq分析.2份样本测序所得的有效数据均超过了4 Gb,并从头拼接出序列长度?100 bp的转录本314261个,其中29740个转录本的序列长度?500 bp.根据功能注释信息,在?500 bp的长序列转录本中有1641个成员被分类到24种COG类群,有16515个成员被GO分类到2648个功能节点.在P?0.001显著性水平和2倍以上RPKM变化条件下,鉴别出452个代表性的长序列差异表达转录本,其中343个成员有序列高度相似的拟南芥同源基因对应.数据显示,绝大多数ABA,GA合成代谢和信号转导基因能从休眠种子转录组中找到同源转录本,但它们的表达水平在样本间多无显著差异.综合GO富集、KEGG富集以及种子休眠调控基因同源转录本的差异表达信息,脂肪酸代谢信号有可能参与到油菜种子次生休眠的诱导发生.本研究结果对于认识油菜自生苗发生规律和评估转基因油菜环境安全性具有重要意义.     

转烟酰胺合酶基因甘蓝型油菜盐碱胁迫下叶片蛋白质差异的研究

盐胁迫是危害农作物的主要非生物胁迫之一. 为了能从蛋白质水平揭示盐胁迫下油菜耐盐的分子遗传机制, 采用IEF/SDS-PAGE 双向凝胶电泳技术对转OsNAS1 基因的甘蓝型油菜在碱性盐胁迫下(20 mmol/L Na₂CO₃)的幼叶蛋白进行了分离. 通过银染显色, 获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱, PDQuest 软件在分子量20~75 kD, 等电点4~7 范围内,发现表达量变化2 倍以上的点有12 个. 对这12 个蛋白质点采用MALDI-TOF-MS 进行肽质谱指纹图分析, 有11 个蛋白点得到了可靠的鉴定, 其中有5 个差异蛋白可能与耐盐性有关,分别是二氢硫辛酸脱氢酶、谷胱甘肽-S-转移酶、过氧化物酶、20S 蛋白酶体?亚基以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶, 它们参与了物质能量代谢、蛋白质降解以及细胞防卫等过程,推测转OsNAS1 基因的甘蓝型油菜的耐盐性可能与这些生理生化代谢有关. 研究结果为揭示转基因油菜耐盐机理提供了理论依据.     

通过杂交亲和性评估外源抗除草剂基因在十字花科植物间的流动

十字花科许多植物表现为异花授粉和较高的种间杂交亲和性, 这些生殖特征喻示着外源基因在该科植物间存在潜在的流动风险. 通过苯胺蓝荧光法观察、人工杂交、混合花粉蒙导授粉结合杂交后代的分子鉴定, 研究了甘蓝型抗草甘膦油菜Q3与5种十字花科植物(共6个材料)的杂交亲和性, 以评估外源抗除草剂基因在上述植物间的流动. 结果表明, 甘蓝型油菜2个品种、雪里蕻、小白菜与Q3杂交的亲和指数分别为16.15, 12.77, 2.345和0.85, F₁代植株PCR检测为阳性; 诸葛菜、播娘蒿×Q3表现出高度不亲和, 荧光显微镜观察发现花粉管生长受阻, 分别停滞在诸葛菜花柱上部1/3处与播娘蒿柱头表面, 蒙导后代植株PCR检测均表现阴性. 在大田邻近间隔种植和自然授粉条件下, Q3与甘蓝型油菜2个品种、雪里蕻、小白菜间的基因流频率分别为2.3278%, 2.1487%, 1.0157%和0.9236%, 与诸葛菜、播娘蒿2种杂草的频率为0. 基因流频率与杂交亲和性高度相关. 本研究结果同时说明十字花科植物间的外源基因流动不容忽视.     

形成3α,5-环-6-甾酮的新方法

油菜内酯(brassinolide,1)是一个具有促进植物生长活性的甾体化合物。自1979年美国Grove等发表油菜内酯的X射线结构分析后,化学工作者在这方面做了许多工作,到目前为止已有不少油菜内酯及其类似物合成的文章。这一类化合物目前均是利用适当的天然甾体化合物作原料而进行合成的,其中甾体A、B环的结构改造和立体专一性地合成其侧链是整个合成工作的关键。在本文中,我们报道形成A、B环改造的关键中间体3α,5-环-6-甾酮的一种新方法。     

油菜Polima和陕2A细胞质雄性不育系相关基因的序列比较

orf224是在油菜Polima胞质中发现的一个与细胞雄性不育相关的线粒体基因，陕2A不育系则是我国第一个大面积推广的杂交油菜品种“秦油2号”的亲三，Polima和陕2A的基因组DNA为模板，通过合成5′和3′端一对待异引物，利用多聚酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR）从两个不育系的基因组DNA中都扩增出了与orf224同源的DNA片段，将其克隆到pGEM-TEasy载体上进行序列测定，测序结果表明：两序列均由675个核苷酸组成，编码224个氨基酸组成的多肽，两序列的核苷酸及推导出的氨基酸同源性分别为99．9％和99．6％，在＋398处两者有一个碱基的差异（AAC→AGC）和一个氨基酸的差异（Asn→Ser），从而证实了Polima和陕2A为线粒体上同一座位的不同等位基因的差异。     

外源基因定向插入甘蓝型油菜C基因组

外源基因定向插入C基因组对于降低转基因甘蓝型油菜(Brassica napus, AACC)的生态环境风险具有十分重要的作用. 本研究利用农杆菌介导的遗传转化方法将抗除草剂bar基因转入到芥蓝(B. oleracea var. alboglabra, CC)中, 以转bar基因的芥蓝(C^bC^b)为父本, 非转基因的白菜(B. rapa, AA)为母本, 通过种间杂交、子房培养和染色体加倍, 获得bar基因定向插入C基因组的人工合成甘蓝型油菜株系67个. PCR结果表明, 人工合成的甘蓝型油菜bar基因为阳性的株系31个, 阴性的株系36个. Basta®喷施结果表明, 分子检测阳性的人工合成甘蓝型油菜高抗除草剂, 分子检测阴性人工合成甘蓝型油菜则不抗. Southern blotting分析结果表明, 外源bar基因已整合到人工合成甘蓝型油菜的基因组中.     

黑胫病弱毒种和化学诱导剂诱导油菜对黑胫病抗性的比较研究

油菜黑胫病是由弱毒种Leptosphaeria biglobosa和强毒种L. maculans混合感染引起的油菜严重病害. 本文比较研究了弱毒种预接种、化学诱导剂水杨酸类似物(acibenzolar-S-methyl)和维他命K₃类似物(menadione sodium bisulphite)处理所诱导的油菜对强毒种在抗性表型、组织细胞和RNA水平上的反应. 诱导接种或化学处理后用强毒种接种. 强毒种接种后8~21 d, 受诱导的植株其病斑扩展速度比水处理的对照显著降低, 无论是受诱导的叶(局部效应)还是上部未诱导的叶(系统效应)均如此. 强毒种接种后96 h, 观察到侵入叶组织的病原菌菌丝周围坏死的叶肉细胞, 而在对照的植株上没有观测到. 定量PCR分析表明, 病害防御反应的标记基因PDF1.2, PR-1, NPR1, APX和CHB4在接种后0~96 h的表达发生了变化. 弱毒种预接种处理优先激活了茉莉酸/乙烯途径的基因表达, 包括NPR1的诱导加强表达, 这种效应不仅是局部的, 而且是系统的.