根癌农杆菌介导的GFP在洋葱表皮细胞定位研究

采用根癌农杆菌介导的方法,以受控于CaMV35S启动子的携带有GFP报告基因的双元植物表达载体pCAMBIA1300-35S-GFP转化洋葱表皮细胞.荧光显微镜下观察结果显示,GFP基因在经浸染和共培养后的洋葱表皮细胞中得到了表达,绿色荧光分布在细胞核和细胞质中,为进一步研究新基因的亚细胞定位和瞬时表达奠定了基础.     

拟南芥AtJ70的组织特异性表达及亚细胞定位

以野生型和PAtJ70∶GUS转基因拟南芥为材料,以定量PCR和GUS染色方法研究了拟南芥J-蛋白AtJ70的组织特异性表达.结果显示AtJ70基因在根、茎、叶、花和果实中都有表达,花和叶中表达最高,长角果和根中次之,茎中最低.此外,以AtJ70-mGFP4转基因拟南芥为材料,使用激光共聚焦显微镜研究了AtJ70的亚细胞定位.结果显示,AtJ70主要定位于细胞核中.     

AhHDA1异源表达影响拟南芥植株干旱性

将花生组蛋白去乙酰化酶1基因(Arachis hygogaea histone deacetylase 1,AhHDA1)转化拟南芥野生型Col-0和突变体had6,对获得的纯合转基因植株进行抗旱性分析,并对ABA合成及相关响应基因表达进行检测.结果表明:AhHDA1蛋白定位于细胞核,在干旱条件下,与hda6突变体比较,p35S%HDA1/hda6拟南芥植株的叶片相对含水量降低,气孔开度增大,干旱存活率降低,基本回复了Col的表型;体内ABA合成关键酶基因At NCED3和ABA信号途径重要转录因子At ABF3基因的表达降低,但RD29A基因表达提高.而p35S%HDA1/Col较p35S%HDA1/hda6和Col的抗旱性关键生理指标降低更加显著.说明hda6突变体表型回复确实由于外源AhHDA1的表达引起的,推测AhHDA1影响植物抗旱性与ABA的合成与信号通路相关.     

拟南芥中一个镍离子转运蛋白的亚细胞定位

离子的跨膜转运是细胞获取养分的重要环节，亦是植物在组织和器官水平上进行养分吸收运移的基础．在植物中镍（Ni）元素主要以Ni^2＋的形式存在，并通过Ni^2＋转运蛋白将其跨膜转运至相应的组织器官，参与氢酶和脲酶的合成．生物信息学分析表明，拟南芥中一个Ni^2＋转运蛋白AT2G16800含有叶绿体定位信息．克隆该基因5’端编码转运肽的272bp片段，与绿色荧光蛋白（GFP）基因融合后，在拟南芥中高效表达，对其进行了亚细胞定位的研究．转基因植株通过共聚焦扫描显微镜的观察，发现GFP荧光信号只存在于叶绿体中，该结果表明A他G16800为叶绿体蛋白．     

拟南芥RabA2b互作蛋白的筛选与鉴定

Rab蛋白家族在调控细胞囊泡的运输过程中发挥着重要作用.拟南芥中存在数量庞大的RabA亚族成员,它们参与调控植物不同阶段的生长发育过程.为了寻找拟南芥RabA亚族下游的调节蛋白或效应蛋白,进而阐明RabA在细胞活动中的角色,本研究选取RabA2b蛋白进行了深入研究.本研究首先构建过表达RabA2b的拟南芥植株,同时结合免疫共沉淀方法和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)检测到多个Hsp70蛋白家族成员与RabA2b蛋白共沉淀.为了进一步研究Hsp70成员与RabA2b的相互关系,将5个细胞质和细胞核定位的Hsp70s蛋白分别构建于植物表达载体,通过在烟草叶表皮细胞中瞬时表达Hsp70s和RabA2b发现它们共定位于细胞质膜、细胞质以及细胞核周围的丝状结构.同时,体外pull-down实验证明了5个Hsp70s蛋白都能与RabA2b蛋白直接相互作用.此外,双分子荧光互补实验(BiFC)进一步证实了Hsp70s与RabA2b在烟草叶表皮细胞中的相互作用,说明拟南芥中细胞质和细胞核定位的Hsp70s可以作为RabA2b的调节蛋白或效应蛋白一同调控植物的生长发育过程.     

拟南芥ACOS5基因启动子的克隆和表达载体构建

花药组织特异性启动子在花药发育的分子遗传学中有重要的研究价值.采用PCR方法克隆了1kb长度的ACOS5基因启动子,并将其连入含有GFP基因的拟南芥表达载体p1300中.电激转化农杆菌GV3101后,通过农杆菌介导转化拟南芥,获得转基因植株.显微观察显示,转基因植物花药只在绒毡层中有荧光表达.这说明ACOS5基因启动子可以在拟南芥花药中驱动外源GFP基因的特异性表达.     

线粒体定位序列介导的绿色荧光蛋白基因在烟草中表达的分析

由于绿色荧光蛋白可在活组织或细胞中直接检出 ,因而近年已在转基因植物的研究中用作报告基因 ,这样可在植物生长的任何阶段进行活体筛选和鉴定。本研究利用线粒体定位序列对改良 gfp基因在转基因烟草中的表达进行了观察 ,结果表明 :将GFP直接在细胞质中大量表达会对植物细胞产生毒性 ,从而影响植物细胞的分化 ,而将其定位在线粒体中 ,则从转化细胞产生植株的频率明显增高。     

珙桐AP2/ERF家族相关基因的克隆及功能鉴定

为探究AP2/ERF类转录因子在珙桐开花调控及花器官发育中的作用,本研究通过从实验室珙桐不同发育时期苞片和叶片的转录组数据中筛选出调控珙桐苞片发育相关AP2/ERF家族基因DiAP2-1、DiDREB-1和DiRAV-1,经过生物信息学分析、基因克隆及功能鉴定初步研究了目的基因在珙桐苞片发育过程中的调控机制.亚细胞定位实验显示DiAP2-1主要定位于细胞质,DiDREB-1和DiRAV-1主要定位于细胞核.对目的基因在珙桐中的表达模式分析发现DiAP2-1和DiRAV-1在苞片发育过程中表达量逐渐降低,DiDREB-1只在苞片第三时期高表达,推测DiDREB-1、DiRAV-1属于A类基因,DiAP2-1属于B类基因.表型实验显示DiDREB-1和DiRAV-1转基因拟南芥株系较野生型表现为明显的早花,DiAP2-1同源基因对应的拟南芥突变体与同一时期野生型拟南芥对比表现为花瓣减少且萼片大,角果呈短粗状且败育.对关键开花调控基因表达模式分析发现DiDREB-1和DiRAV-1异源表达后使其他促花因子表达量上调进而使拟南芥花期提前.以上结果表明,AP2/ERF类转录因子DiAP2-1、D...     

棉花DELLA蛋白GhGAI2b基因的克隆和功能初步分析

DELLA蛋白是赤霉素信号途径的负调节因子,在棉花纤维发育中有着重要作用。本研究采用同源克隆方法,从棉花中克隆DELLA蛋白Gh GAI2b基因,构建p BP35S:Gh GAI2b和p BP35S:Ghgai2b植物过表达载体,通过农杆菌介导的滴花法转化Col野生型拟南芥。结果表明,棉花DELLA蛋白Gh GAI2b包含了DELLA蛋白家族中所有的典型保守区域;转基因拟南芥表现出莲座叶半径变短,植株矮化,花序紧凑,花器官发育迟缓等生长发育受抑制表型。说明棉花DELLA蛋白Gh GAI2b基因可能参与GA信号途径抑制植物生长发育。     

拟南芥类结瘤素基因At1g01070的生物信息学分析

类结瘤素基因在非结瘤植物生长发育中承担着重要的功能,但仅少数基因的功能被鉴定.本研究对拟南芥类结瘤素MtN21(Medicago truncatula NODULIN 21)家族成员At1g01070进行了生物信息学分析及亚细胞定位验证.结果表明,At1g01070有两种可变剪切体,编码两种蛋白At1g01070.1和At1g01070.2,前者比后者在N端多47个氨基酸,它们的分子量分别为40KD和35KD,等电点分别为9.2和8.9;均含有2个MtN21蛋白的特征结构域EamA(药物/代谢物转运结构域),At1g01070.1比At1g01070.2多一个PLN00411结构域,且其靠近N端的EamA结构域较后者长;三级结构均由7个α-螺旋和一些不规则卷曲组成,分别含有10个和8个疏水跨膜区,均含13个磷酸化修饰位点,亚细胞定位预测主要定位在质膜;进化上,与琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)亲缘关系最近;亚细胞定位结果显示At1g01070.1定位在质膜,与预测结果一致.推测At1g01070在植物体内可能参与物质运输.     

不同剪接形式鼠era在细胞内的定位

为分析两种剪接形式鼠era在细胞内的定位，构建了era—EGFP融合表达载体pSMEGFP—meraW和pSMEGFP-meraS，然后用其转染鼠细胞系NIH3T3。荧光显微镜观察发现，两种剪接形式鼠era—EGFP融合蛋白均定位于细胞浆中的核周围。同时，应用免疫荧光细胞化学法分析了自然情况下，鼠细胞系野生型era蛋白在细胞内的分布，结果显示细胞核与细胞浆中均有分布。推测鼠era蛋白在细胞浆中合成修饰后，才转移至细胞核发挥作用。由于era—EGFP融合蛋白难以进入核内或需要较长时间，所以导致era—EGFP与野生型鼠era在细胞内定位不尽相同。     

茎瘤芥BjMYB1基因的克隆、表达与遗传转化研究

MYB转录因子广泛地参与了植物细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答等过程。本研究根据茎瘤芥转录组测序筛选获得了一个MYB基因片段。通过RACE的方法,克隆得到了两条长度分别为975bp和864bp的全长序列,分析发现可能为茎瘤芥MYB基因的两种不同选择性拼接形式,并命名为BjMYB1-3和BjMYB1-4。对BjMYB1-3和BjMYB1-4做组织表达分析,发现这两个转录本在茎中特异表达。针对BjMYB1-3和BjMYB1-4的亚细胞定位分析,显示BjMYB1-4定位于细胞核,BjMYB1-3部分定位于细胞核。构建BjMYB-3和BjMYB1-4的超表达载体转化拟南芥,结果显示超表达转化的植株会使拟南芥提前抽薹和开花,说明BjMYB1-3和BjMYB1-4在植株的生长发育过程中起着一定作用,为进一步阐明茎瘤芥BjMYB1基因的功能奠定了基础。     

Fertility analysis of the Arabidopsis transformed with antisense rice osRACD gene

The full length osRACD cDNA sequence was subcloned into the pBI121 plasmid in the antisense orientation under the control of the CaMV35S promoter to construct the expression vector pBID, and the constructs were introduced into Arabidopsis plants by using the vacuum infiltration method. The siliques of the transformants stopped growing after anthesis, and they turned yellow or died later; and the siliques from the control plants transformed by the pBI continued growing after anthesis and matured normally. In vitro pollen germination demonstrated that the growth and elongation process of the pollens of the transgenic plants was inhibited, the pollen tubes were shorter and slightly fatter than the tubes of the control plants, which grew normally with long cyclindrical tubes. The above results suggest the function of osRACD gene involved in regulation of the growth and elongation process of pollen tube, its encoding protein may be one of the important factors in regulation of fertility transition of the photoperiod-sensitive genic male-sterile rice Nongken 58S.     

毛白杨果胶甲酯酶PtoPME34-1调控植物抗旱性研究

为了探究林木植物中果胶甲酯酶PME的功能,本研究中,我们从毛白杨中克隆出拟南芥PME34的同源基因PtoPME34-1,阐述了该基因在毛白杨中的生物学功能.生物信息学分析表明,毛白杨PtoPME34-1基因与毛果杨PtrPME34-1序列相似性为100%,与拟南芥AtPME34序列相似性为93%.组织特异性表达分析显示PtoPME34-1基因在所有组织都有表达,在基部茎、木质部的表达量较高,在老叶表达量最低.蛋白亚细胞定位结果显示,绿色荧光蛋白GFP标记的PtoPME34-1-GFP融合蛋白定位在烟草叶片细胞壁.毛白杨PtoPME34-1基因过表达显著提高植株的抗旱性.毛白杨PtoPME34-1和PtoPME34-2基因的双突变体植株中果胶甲酯化程度升高,且植物抗旱性也显著增加.这些研究结果证实PtoPME34-1在调控植物生长发育和抗旱胁迫中发挥重要作用.     

拟南芥ACOS5基因表达模式分析

探讨了拟南芥ACOS5基因的表达模式.采用PCR方法对拟南芥col生态型基因组进行扩增,获得ACOS5基因启动子序列,将其连入p1300植物表达载体中以GFP作为报告基因,并将该载体通过农杆菌转基因转入拟南芥col生态型中,观察转基因植物花药中GFP的表达情况.结果:ACOS5::GFP转基因植物从花药发育第四期到十二期均有GFP表达,GFP的表达峰值在第八期.结论:该表达载体可用,且ACOS5基因从花药发育第四期开始有微弱表达,且随着时期发展逐渐增强,至第八期达到表达最高峰值,随后随时期发展表达量逐渐减弱.     

Subcellular localization and functional analyses of structural domains of COP1 in transgenic tobacco

Plants have evolved an extremely exquisite light signal regulatory network to adapt to the changing ambient light conditions, in which COP1 plays a critical role of the light signal transduction. Based on the cloned pea COP1 cDNA sequence and its protein structure, four individual gene fragments encoding different structural domains of the COP1 were designed to fuse to the GFP gene. The plant expression vectors containing these fusion genes as well as the COP1GFP fusion gene were constructed and used to transform tobacco by Agribacterium as confirmed by Southern analyses. Antibodies were raised against the recombinant GFP-COP1 overproduced in Escherichia coli. Immunoblotting results demonstrated that all of the fusion genes were constitutively expressed in transgenic tobacco plants. We systematically investigated the different subcellular localization of these fusion proteins and the resulting phenotypic characteristics of these transgenic plants under light and dark conditions. Our data show that (1) the molecular mass of the tobacco endogenous COP1 protein is 76 kD. It is constitutively expressed in all of the tested tissues and the total cellular content of COP1 protein is not noticeably affected by light conditions. (2) The nuclear localization signal of COP1 plays a critical role in regulation of its nuclear-cytoplasmic partitioning. The subcellular localization of the COP1 protein containing nuclear localization signal is regulated by light in the epidermal cells of leaves, but, it is located in nucleus constitutively in root cells. (3) The coiled-coil domain is very critical to the function of COP1 protein, while the zinc binding RING finger domain only plays a supportive role. (4) The WD-40 repeats domain is essential to the COP1 function, but this domain alone does not affect photomorphogenesis. (5) Overexpression of COP1 protein not only inhibits the photomorphogenesis of the stems and leaves of the transgenic tobacco, but also results in the generation of short and clustered roots. In contrast, overexpression of COP1 protein without WD-40 repeats domain promotes the photomorphogenesis process in the stems and leaves and lead to root elongation and lack of lateral roots. The COP1-COP1 interaction happens not only in the nucleus, but also in cytoplasm.