稻瘟病抗性基因Pi36的表达分析

为研究稻瘟病抗性基因Pi36的表达模式,利用半定量RT-PCR对抗病亲本Kasalath和感病亲本丽江新团黑谷(LTH)进行了接种前和接种后24 h和48 h的表达分析.结果表明:Pi36无论在接种前还是接种后以及无论在抗病亲本Kasalath还是感病亲本LTH中均有表达,并且各个时间段的表达量没有大的差别.由此说明,Pi36属于组成型而不是诱导型表达的基因.     

烟草维管束发育相关基因Nvas启动子顺式作用元件鉴定

为研究烟草维管束发育相关基因Nvas启动子顺式作用元件,将克隆得到的Nvas启动子ATG+1~-463区域分为10个不同长度的片段与GFP报告基因融合构建了植物表达载体并完成了5'端缺失分析.利用根癌农杆菌介导转化W38型烟草叶盘,得到了含有不同长度Nvas启动子片段的转基因烟草植株.体视显微镜下观察到含Nvas启动子-216~-463区域的转基因烟草均有绿色荧光蛋白的表达,表达部位集中在维管束组织.结果表明Nvas启动子能使外源基因在维管束组织中特异表达.该启动子活性高于Ca MV35S,在ATG+1~-216区域存在核心启动子元件,在-337~-379区域存在能增强启动子活性的元件.     

基于Gene-Deletor系统的安全复合性状转基因烟草研究

本研究利用农杆菌介导法将带有水稻花粉特异启动子籼稻花粉过敏原基因(OSIPA)启动子驱动的Gene-Deletor外源基因清除系统,水稻Os GA3ox2(D18)启动子驱动水稻Os GA2ox1基因,玉米Ubiquitin启动子驱动BAR::GUS融合基因为筛选标记基因以及水稻Actin1启动子驱动驱动抗虫Cry1Ab基因复合性状植物表达载体p GM626-D18-Os GA2ox1遗传转化三星烟草。通过GUS组织化学染色及PCR分子鉴定,获得了43株转基因烟草植株。结果表明,水稻OsGA2ox1基因在烟草中表达能降低转基因烟草植株高度,但不影响植株生殖生长。转基因烟草对烟草斜纹夜蛾幼虫具有抗性,可抑制烟草斜纹夜蛾幼虫的取食与发育。以50 mg/L的除草剂Basta处理野生型和转基因烟草离体叶片,发现BAR基因提高了烟草抗除草剂的能力。对12株转基因烟草T0代花粉外源基因清除效率进行研究,发现部分烟草株系外源基因清除可达到100%,其他未完全清除外源基因株系的清除效率介于42.84%~99.97%之间。     

稻瘟病抗性基因Pita~2的克隆及其介导的防御相关基因表达分析

为了克隆位于水稻12号染色体着丝粒区域具有广谱抗性的稻瘟病抗性基因Pita~2,研究构建并筛选了该基因供体品种PiNo.4的Fosmid文库,构建Pita~2候选区域的物理图谱并互补验证了5个候选基因,克隆得到了稻瘟病抗性基因Pita~2,确认了该基因就是Ptr基因.一组基因型接近、对Pita~2致病性相反的稻瘟病菌菌株对水稻进行离体接种,接种前后相关防御基因的表达量分析结果表明,Pita~2基因在稻瘟病菌侵染后均成功激活了水杨酸和茉莉酸抗病信号通路,主要通过参与水稻水杨酸信号通路赋予水稻抗性,该研究为利用Pita~2培育持久广谱抗性水稻提供了一定的理论基础.     

XCRK基因在水稻与细菌性条斑病菌互作中的功能解析

XCRK(Xoc-associated receptor-like kinase)基因是对水稻细菌性条斑病(bacterial leaf streak,BLS)致病菌侵染应答的差异蛋白质组学研究中发现的一个拟抗病基因.生物信息学分析显示该基因位于水稻的1号染色体上,编码一个含有322个氨基酸的蛋白激酶.组织表达分析显示XCRK基因在根、茎、叶、花序等组织中均有表达,且其表达受高盐、H2O2和脱落酸(ABA)的诱导.为了探究XCRK基因在水稻BLS中的作用,通过PCR扩增XCRK基因编码区,构建超量表达载体,并转化水稻愈伤组织获得了超量表达XCRK基因的转基因水稻植株;同时构建了RNA干扰(RNAi)表达载体,并获得了抑制表达XCRK基因的转基因水稻植株.对T1代转基因植株进行了BLS抗性分析,结果显示:超量表达XCRK基因明显增强了转基因水稻对BLS致病菌的抗性;相反地,抑制表达XCRK基因的转基因水稻对BLS致病菌的敏感性则略有增强.综上结果表明XCRK基因正调控水稻对BLS的抗性,这为进一步研究该基因的作用机制提供了理论依据.     

利用RNAi沉默技术对水稻OsHAD1基因的功能分析

生物信息学分析推测了水稻OsHAD1基因属于HAD(haloacid dehalogenase)超级家族水解酶.为研究其功能,本实验设计构建了OsHAD1-RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻,成功获得了转基因植株.结果表明,转基因植株与野生型(日本晴)相比,转基因植株从T0代到T2代结实率均有20%～50%的降低;实时荧光定量PCR分析显示,T2代独立转基因植株中OsHAD1基因的表达量均有50%以上的下调;花粉染色结果显示,转基因植株花粉染色异常,败育率高,平均败育率达71.19%;石蜡切片结果显示,转基因植株花粉形状不规则,在花粉囊中排列松散,并且植株表现出明显的雄性不育.因此,推测OsHAD1基因参与水稻的生殖发育.     

根癌农杆菌介导的绿色荧光蛋白基因在水稻植株中的表达

将改良的绿色荧光蛋白（EGFP）基因插入到植物表达载体中,构建了ubi启动子驱动下的植物表达载体p13UEGFP．通过根癌农杆菌介导转化水稻的胚性愈伤组织,经潮霉素筛选,获得抗性愈伤组织和再生植株．对T2代植株进行PCR分析、激光共聚焦显微镜检测和RT—PCR分析,结果表明,绿色荧光蛋白基因已经在转基因植株中稳定表达．     

拟南芥NCED3基因在水稻中的过量表达可以提高水稻的干旱胁迫耐受性

9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是高等植物脱落酸(ABA)生物合成途径中的关键酶,其催化的裂解反应直接生成ABA的前体物质.本文应用拟南芥rd29A诱导型启动子和35S组成型启动子成功地将AtNCED3基因在水稻中过量表达,通过耐旱性筛选实验证明转基因水稻对干旱胁迫的耐受性有了显著提高,并且该优良性状在T2代中得到稳定遗传.进一步的分析表明,过量表达AtNCED3可以促进转基因水稻种子的休眠;在含rd29A诱导型启动子的转基因水稻中检测到ABA下游基因OsBZ8的表达;推测 AtNCED3在水稻中的过量表达可能会提高水稻中内源 ABA的水平,从而提高植株的耐旱性.     

利用分子标记分析22种水稻10个抗稻瘟病基因的基因型

为了明确已克隆的部分稻瘟病抗性基因在上海市主栽水稻品种以及新培育的水稻品系中的分布,选取22份水稻为材料,利用分子标记检测技术,对10个已被克隆的抗稻瘟病基因进行基因型鉴定及分析.结果表明,22种水稻均含Pi36、Pi37、Pi-d2、Pib抗性基因,而Pi-kh、Pi9、Pi2、Pi-ta、Pikm抗性基因在22种水稻中分布各有不同,所有被测水稻中均不携带Pi25抗性基因.     

一个水稻蛋白激酶的过表达分析及表达调控

对一个预测的具有光反应活性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶STK进行过表达研究,构建了STK过表达载体,并用农杆菌介导的方法进行遗传转化,获得T0代转基因植株.对转基因阳性植株进行表达分析的结果表明,转基因植株STK基因的表达量显著高于对照,说明目的基因得到了过表达.另外,利用获得的过表达转基因植株对STK调控水稻中光周期相关的开花基因Hd1和Hd3a的表达进行分析,结果表明,Hd1及Hd3a的表达在转基因植株中明显上调,表明该蛋白激酶的基因可能位于Hd1和Hd3a上游,对于Hd1和Hd3a的表达具有重要的调控作用.     

控制水稻红米性状相关基因分子标记的开发

红米因其独特的营养价值日益受到人们关注.红米由两对非同源染色体上的Rc、Rd显性基因控制,且Rc、Rd基因同时存在时,水稻才表现为红米表型.本研究分别在Rc和rc等位基因以及Rd和rd等位基因影响性状的关键性位点上建立了分子标记:Rc(+5150)和Rd(+276).检测结果显示:这2个分子标记可以分别用来区别控制红米性状的Rc/rc和Rd/rd基因型.开展本研究,为今后利用分子标记辅助快速有效地选育各类红米水稻新品种研究提供了重要的帮助.     

分子标记辅助选育香型软米水稻“上师大18号”

以香型软米水稻"青香软粳"作为软米基因供体亲本,以香型非软米水稻"光明粳2号"作为转育亲本,结合软米基因分子标记辅助筛选,成功培育出香型软米水稻"上师大18号"."上师大18号"水稻全生育期约148 d,早于"青香软粳"水稻约5 d."上师大18号"水稻主要农艺性状和产量性状都与"光明粳2号"接近."上师大18号"稻米直链淀粉质量分数为8. 2%,符合软米特征."上师大18号"水稻的成功选育有助于上海地区推广生育期相对较短的香型软米水稻.     

杂交稻汕优63剑叶光合特性的研究

对杂交稻汕优63剑叶一生光合特性的研究表明：RuBPCase活性及叶肉导度（Gm)与净光合速率显著相关,它们的下降速度明显快于净光合速率及气孔导度（Gs)、碳酸酐酶（CA）活性、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm)、光化学猝灭（qP)、全链电子传递速率（ETR）等光合参数的衰退速率。RuBPCase活性及叶肉导度（Gm)的下降可能是叶片衰老过程中光合速率下降的主要限制性因素。     

结核分枝杆菌的抗逆性与致病性研究进展

结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)复合群感染导致的人畜共患传染病，在新型冠状病毒感染暴发前是全球死亡人数最多的单一传染病。结核病致死率高，主要原因是其致病菌结核分枝杆菌具有极强的毒力且可以抵御多种外界环境胁迫因子。本文主要介绍结核分枝杆菌对理化胁迫的耐受性，以及结核分枝杆菌的耐药性、致病性与免疫性，为深入研究结核病的发病机制和研发新型的抗结核药物提供理论指导。     

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。     

Southern rice black-streaked dwarf virus: A new proposed <Emphasis Type="Italic">Fijivirus</Emphasis> species in the family <Emphasis Type="Italic">Reoviridae</Emphasis>

For the past several years, a novel dwarf disease has been observed on rice （Oryza sativa） in some regions of Guangdong Province and Hainan Province, southern China. Infected plants showed stunting, dark leaf and small enations on stem and leaf back. Typical Fijivirus viroplasma containing crystalline arrayed spherical virons approximately 70--75 nm in diameter and tubular structures were detected in ultrathin sections by an electron microscope in parenchyma phloem cells of the infected plants. The virus was transmitted to rice seedlings by white-backed planthoppers, Sogatella furcifera （Hemiptera： Delphacidae）, collected in the diseased fields. Analysis of dsRNA extracts from infected plants revealed ten linear segments, which were similar to the electrophoretic profile of Rice black-streaked dwarf virus （RBSDV）. RT-PCR with a single primer which matched to a linker sequence ligated to both 3＇ ends of the viral genomic dsRNAs resulted in amplification of genome segments 9 （S9） and 10 （S10） cDNA products. The complete nucleotide sequences of S9 and S10 were obtained from clones of the RT-PCR amplicon exhibited characteristic properties of Fijivirus including low GC content （34.5% and 35.6%）, genus conserved 5＇ and 3＇ termini sequences and similar genome organization. Blast searches indicated that the sequences of S9 and S10 shared 68.8%--74.9% and 67.1% --77.4% nucleotide identities with those of viruses in the Fijivirus group 2, respectively. These values were similar to those among other viruses in the Fijivirus group 2 and considerably lower than those among RBSDV isolates. Phylogenetic trees based on S9 and S10 nucleotide sequences and their putative amino acid sequences showed that this virus represented a separate branch among other Fijiviruses. The virus was also detected by a nested RT-PCR assay in corn （Zea mays）, barnyard grass （Echinochloa crusgalll）, Juncellus serotinus and flaccidgrass （Pennisetum flaccidum） in and/or adjacent to the infected rice fields. I     

Transformation of japonica rice with<Emphasis Type="Italic">RHL</Emphasis> gene and salt tolerance of the transgenic rice plant

Overexpression of the yeastHAL2 gene increases salt tolerance of yeast and plant. RiceHAL2-like (RHL) gene was introduced into ajaponica rice cultivar HJ19 withAgrobacterium tumefaciens-mediated transformation. Transgenic plants in R₀ generation were selected on the principle of GUS-positive,RHL gene PCR-positive and normal growth. Hygromycin-resistant plants of some transgenic lines in R₁ generation increased salt tolerance during the seedling and booting stage, being less damaged in the cytomembrane and stronger in leaf tissue viability under salt stress during booting period. Southern analysis of transgenic lines tolerant to salt in R₁ generation showed that theRHL gene expression cassette had been successfully integrated into rice genome. Moreover, gene engineering breeding methodology and really salt-tolerant rice cultivar were discussed.     

尖镰胞菌细胞色素P450 55a1基因超表达载体的构建和水稻日本晴遗传转化

将细胞色素P450 55a1基因克隆到镰刀菌素植物超表达载体pCAMBIA1302中,构建了pCAMBIA1302-cyp55a1-gfp植物超表达载体,以水稻日本晴为遗传转化的受体对象,通过农杆菌介导侵染方法进行了遗传转化.结果表明：成功构建了细胞色素P450 55a1基因超表达载体,获得了多个细胞色素P450 55a1基因超表达的阳性植株,并以RT-PCR技术分析了阳性植株中细胞色素P450 55a1基因的表达水平.