单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统的构建

来自于啤酒酵母2?μm质粒的FLP/frt位点特异性重组系统可用于转基因植物（细胞）筛选完成后去除选择标记基因.水稻肌动蛋白actin基因启动子和玉米泛素ubiquitin基因启动子可有效驱动单子叶植物中外源基因的转录.为培育去除选择标记基因的抗盐耐旱单子叶转基因植物，构建了适合于单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统. 该系统由含有FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA3300 Ubi FLP bar和含有frt位点的植物双抗（抗除草剂、抗盐耐旱）表达载体pCAMBIA1300 Ubi TsPPase frt als frtm以及pCAMBIA1300 Actin1 AtNHX1 frt als frtm组成.     

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。     

转基因植物及其安全性问题

介绍了转基因植物在全球和我国发展概况,介绍了转基因植物的几种目的基因:抗除草剂基因、抗病虫基因、改良作物品质基因,及其在农业上的应用,从转基因植物食品的安全性和转基因生态环境的安全性讨论了正确对待转基因技术的安全性问题。     

作物耐盐性的分子生物学研究进展

本文从作物耐离子胁迫、耐渗透胁迫和细胞编程性死亡调节三个方面概述了作物耐盐的生理生化机制;介绍了目前利用分子生物学技术克隆与植物耐盐相关的基因,并根据作物的耐盐机理,对这些与耐盐相关的基因进行了分类;总结分析了转耐盐基因植物的研究现状及其转基因植物的耐盐生状况,并提出了利用转基因技术,改良植物耐盐性的方法和对策。     

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．     

植物抗盐性及其遗传工程

从盐胁迫对植物遗传物质的影响、植物抗盐遗传和育种、与抗盐有关的基因的分离鉴定以及外源ＤＮＡ花粉管通道技术转化植物和抗盐性研究四个方面探讨了植物遗传工程与抗盐性研究的关系,为研究抗盐机理和选育抗盐植物提供理论基础     

植物转基因沉默的原因及对策

转基因植物中转基因沉默已成为植物基因工程的一大障碍,转基因沉默的原因是多方面的,可能是由于转录前外源基因和内源基因的结构特性、伴置效应以及宿主植物的遗传调控;也可能是因为转录时启动子、转录因子和终止子的作用;还可能是由于转录后的修饰作用、外源基因表达特异性和环境等因素。为了克服转基因植物中转基因沉默,可以采取下列对策：选择适宜的外源基因和调控元件、采用适当的转化方法、使用更加简便快捷的筛选策略等。     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT克隆和功能验证

许多研究表明植物中果聚糖累积有助于提高植物耐逆境胁迫能力,但对小麦中果聚糖合成相关基因及其与抗逆性关系还缺乏研究。本研究拟从普通六倍体小麦中克隆出果聚糖合成酶基因6-SFT并进行生物学特性及功能研究,以期解析小麦通过累积果聚糖途径提高自身抗逆境胁迫能力的分子机理,为转6-SFT基因提高小麦抗逆境胁迫能力提供理论依据。利用touch-down PCR技术从小麦品种杨麦6（Triticum aestivum cv. Yangmai 6）基因组及cDNA中分离出编码6-SFT基因的全长序列,运用生物学信息技术对其编码蛋白的相关理化及生物学功能进行了预测,同时利用农杆菌介导法将所克隆的小麦6-SFT基因转入了烟草,对转基因烟草植株进行了抗旱、抗盐和抗低温鉴定。结果表明,小麦中6-SFT基因的gDNA和cDNA长度分别为3134bp和1851bp,序列结构分析表明该基因含有4个外显子、3个内含子,编码产物为约68kD的蛋白质,其等电点（pI）约为5.25,具有液泡定位信号;转小麦6-SFT基因烟草植株表现出较强的抗旱、抗盐和抗低温能力。本研究为利用基因工程技术改良小麦抗逆性提供重要理论依据。     

因子工程在植物抗冷性研究中的应用

随着分子生物技术的快速发展,人们从分子水平上对植物抗冷性进行了大量研究。由于植物抗冷性并不是由单基因决定的,而是由一系列相关的直接或间接作用的基因形成一个复杂的调控网络,所以分子标记成为广大学者研究植物抗冷性的重要手段。笔者针对不同抗冷性基因及转基因植物中分子标记法的应用,并证明了分子标记为抗冷性育种和抗冷性基因定位打下了基础。     

植物耐盐突变体筛选与耐盐转基因研究

随着土壤盐渍化的日益加剧,农业生产的可持续发展受到威胁.人们从改良盐渍土和植物耐盐育种两个方面寻求解决问题的途径.对现有植物物种进行耐盐性筛选和利用现代生物技术创造新的耐盐品种是进行植物耐盐育种的两种主要方法.随着对植物耐盐分子机制研究的不断深入和转基因技术的不断完善,利用现代生物技术方法培育高效耐盐作物品种已成为当今的研究热点.本文对近年来有关植物耐盐突变体筛选、耐盐相关基因的克隆和转基因研究进行了分析讨论.     

Over-expression of an Arabi-dopsisd δ-OAT gene enhances salt and drought tolerance in transgenic rice

δ-OAT, ornithine-δ-aminotransferase, is the key enzyme involved in proline biosynthesis. In this study the Arabidopsis δ-OAT gene was transferred into rice (Oryza sativa L. ssp japonica cv. Zhongzuo 321), whose successful integration was demonstrated by PCR and Southern blot analysis. The over-expression of the gene in transgenic rice was also confirmed. Biochemical analysis showed that, under salt or drought stress conditions, proline contents in the leaves and roots in transgenic rice plants were 5- to 15-fold of those in non-transgenic controls. Under stress conditions, germinating rate of transgenic lines is higher than that of controls. Although the growth of rice plants tested were more and more retarded with the increasing of NaCI concentration, the transgenic plants grow faster compared to the controls under the same stress condition. Meanwhile, the resistance to KCl and MgSO4 stresses was also found enhanced in transgenie rice. Furthermore, the over-expression of δ-OAT also improved the yield of transgenic plants under stress conditions. The average yield per plant of transgenic lines increases about 12%--41% more than that of control line sunder 0.1 mol/L NaCI stress. These data indicated that the over-expression of δ-OAT, with the accumulation of proline, resulted in the enhancement of salt and drought tolerance and an increase of rice yield, which is of significance in agriculture.     

AhBG1转基因拟南芥的ABA敏感性和抗旱性研究

为探究花生基因AhBG1对拟南芥ABA敏感性和抗旱性的影响,以过表达AhBG1拟南芥为材料,检测其ABA敏感性及脱水处理下ABA质量分数、叶片失水率、干旱存活率及ABA稳态相关基因表达变化. 结果表明:AhBG1是编码花生β-葡萄糖苷酶的家族成员,定位于细胞质;与野生型相比,AhBG1过表达拟南芥植株在干旱条件下体内ABA水平提高,干旱存活率增加,增强有关生物合成途径和信号转导途径相关基因上调,抑制氧化代谢途径相关基因表达. AhBG1蛋白可能催化ABA-GE形成ABA,提高植物体内ABA的质量分数,通过影响ABA稳态相关基因的表达从而提高植物的抗旱性.     

转基因小黑杨根际土壤微生物群落特征研究

【目的】根际土壤细菌及真菌群落组成不仅受植物种类及植物生长时期等影响,外源基因的导入也可改变根际微生物群落组成。通过基因工程技术获得的转betA或转TaLEA基因小黑杨(populus simonii x p.nigra)能够提高甜菜碱或晚期胚胎富集蛋白的含量,进而增强转基因植物的抗旱耐盐性,PsnWRKY70是胁迫应答信号转导网络中的负调控因子,WRKY70干扰表达小黑杨的耐盐性显著高于对照株系。在明确了转betA、转TaLEA、转WRKY70小黑杨抗旱耐盐性的同时,开展转基因小黑杨根际土壤细菌、真菌群落组成分析,为其环境生态安全性评价提供参考。【方法】以2年生转TaLEA、betA、WRKY70基因小黑杨及对照野生型(WT)小黑杨根际土壤为试材,利用Illumina-Miseq高通量测序平台对根际土壤微生物进行16S rRNA和ITS测序分析,对根际土壤细菌和真菌群落丰富度和多样性变化、结构差异性、群落组成进行分析,了解转基因活动对小黑杨根际土壤微生物组成的影响。【结果】Alpha多样性分析显示,针对根际细菌群落组成,转betA小黑杨的Simpson指数显著低于WT小黑杨,而转WR...     

Overexpression of phospholipase <Emphasis Type="Italic">D</Emphasis>α gene enhances drought and salt tolerance of <Emphasis Type="Italic">Populus tomentosa</Emphasis>

The cDNA of AtPLDa （Arabidopsis thaliana Phospholipase Da） gene was introduced into P. tomentosa （Populus tomentosa） under the control of the Cauliflower mosaic virus 35S promoter. Southern and Northern blot analyses suggested that the AtPLDa gene has been transferred into the P. tomentosa genome. No obvious morphological or developmental difference was observed between the transgenic and wild-type （WT） plants. Drought and salt tolerance and gene expression of seedlings of several transgenic lines and WT plants （control） were studied. The results showed that the rhizogenesis rate and the average root-length of transgenic lines were significantly higher than WT plants after mannitol and NaCI treatment under the same growth conditions. Northern blot analysis indicated that the higher the PLDa expression in the transgenic plants, the more tolerant the transgenic plants are to drought and salt treatment. Meanwhile, another group of these transgenic lines and WT plants （control） were treated with PEG6000 and NaCI separately. The contents of chlorophylls and the activities of some anti- oxidant enzymes （superoxide dismutase, guaiacol peroxidase and catalase） as well as malondialdehyde and relative electrical conductivity were analyzed. Altogether, our results demonstrated that overexpression of the PLDa gene can enhance the drought and salt tolerance in transgenic P. tomentosa plants.     

转录因子OsNAC2对逆境下水稻产量性状的影响

以水稻OsNAC2过表达、RNAi转基因株系和野生型（日本晴）为材料,分别在苗期和生殖期进行干旱和盐胁迫处理,探索逆境条件下OsNAC2对水稻产量性状的影响。结果表明,不论是在苗期还是生殖期,OsNAC2-RNAi株系的叶相对含水量均比野生型更高,对干旱胁迫具有更强的适应能力;而OsNAC2过表达株系则相反。虽然苗期和生殖期遭遇盐胁迫的OsNAC2-RNAi株系相比野生型具有更高的叶相对含水量,但是OsNAC2的过量表达与RNAi株系的产量性状跟野生型相比并没有明显不同。生殖期干旱和盐胁迫下转基因株系的产量性状分析显示：干旱胁迫下,OsNAC2-RNAi株系的结实率与野生型相比显著提高了20.8%~29.2%,千粒重则无明显差异;而OsNAC2过表达株系每株粒数和千粒重相比野生型株系均显著降低。虽然盐胁迫下OsNAC2-RNAi株系的分蘖数和有效穗数明显比野生型高,但单株粒数和千粒重则无明显差异。上述结果表明,OsNAC2-RNAi株系具有更强的耐旱性,对于干旱胁迫下水稻的产量有显著的提高作用。     

植物抗逆分子机制研究进展

随着分子生物学技术的不断发展,植物抗逆性机制成为当前研究的热点,对植物适应逆境机制的研究从生理水平步入分子水平,研究的目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制及获得各种抗逆基因,用于作物的抗逆育种。在各种非生物胁迫逆境中,干旱胁迫、盐胁迫、低温胁迫对植物的影响尤为突出。本文就植物在抵御干旱、盐、低温胁迫等三方面的分子机制研究进展作以概述。     

植物耐旱基因工程研究进展

随着生物技术的发展 ,特别是基因工程技术的迅速发展 ,植物耐旱已从传统的植物生理研究转向分子方向 .目前植物耐旱研究的分子生物学方法主要是基因工程技术 ,包括植物耐旱相关基因的克隆 ,植物水胁迫代谢调节相关基因的分离、鉴定 ,以及通过植物遗传转化改变植物遗传性状———获得稳定的耐旱植株 ,进一步推广生产 .利用植物基因工程技术获得稳定耐旱植株 ,对于干旱地区的农业、生态环境、畜牧业以及城市绿地的改造来说可能又将引起一场新的绿色革命 .     

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。