病毒诱导的烟草DHS基因的沉默

将本生烟草(Nicotiana benthamiana) DHS (deoxyhypusine synthase, 脱氧羟腐胺赖氨酸合酶)基因的cDNA片段插入到马铃薯X组病毒(PVX)载体中, 构建重组病毒载体PVX-NbDHS. 通过病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)系统, 抑制本生烟草DHS基因表达. 感染植株表现为生长增强、叶片叶绿素含量下降、叶片衰老延缓和开花推迟. 半定量RT-PCR和Northern blot结果表明, PVX-NbDHS-VIGS植株中DHS mRNA丰度显著下降. Western blot检测表明, DHS靶蛋白eIF-5A的表达量与DHS呈平行下调变化. 综合分析植物表型和相应基因表达水平, 可以推断DHS在植物生长与发育中起重要作用.     

HrpNEcc蛋白农药的中试生产条件和药效研究

将自行分离得到的HarpinEcc基因在大肠杆菌BL21中进行了表达,通过基因工程菌培养基配方的筛选实验,得到国产LB＋M9培养基为最适培养基;进行了7、80、250 L发酵罐的逐级放大实验,均得到1 g/L以上稳定的HrpNEcc蛋白表达量,为该蛋白质国产化、工业化发酵生产提供了坚实的中试依据;使用HrpNEcc干粉制剂处理6～8叶的大白菜幼苗、大白菜、紫甘蓝、马铃薯、胡萝卜、冬瓜、菊花和马蹄莲等蔬菜和花卉,观察了综合防病效果,均获得了较好的防治软腐病的效果.     

病毒诱导的基因沉默及其在植物功能基因组学研究中的应用

病毒诱导的基因沉默(VIGS)是植物体中天然存在的一种抵御外源核酸入侵的防御系统,正常情况下保护植物免受病毒的侵染.植物的这种防御机制可被病毒RNA激活,属于转录后基因沉默现象.如果在病毒载体中插入目标基因片段,侵染寄主植物后,植物会表现出目标基因功能丧失或表达水平下降的表型.利用这种机制,可以确定基因功能.目前,这种技术有望发展成为一种简单、快速、高通量的分析已知序列基因功能的方法.文中综述了VIGS技术的原理与发展,并讨论该技术在植物功能基因组学研究中的应用前景.     

桃(Prunus persica)中2个MADS box基因功能的初步鉴定和遗传作图

我们在以前的研究中克隆了2个桃MADS box 基因, PpMADS4和PpMADS6, 它们分别为AGAMOUS (AG)和FRUITFULL (FUL)的同源基因, 本研究把它们进一步转入拟南芥中分析它们的功能. 转基因结果表明, 这2个基因都能导致拟南芥早花, 二级花序减少, 出现顶端花, 但PpMADS4与PpMADS6对拟南芥花器官有截然不同的影响. PpMADS4引起转基因植株花器官同源异型转变: 萼片心皮化, 花瓣雄蕊化; PpMADS6转基因植株表现为花瓣、雄蕊和心皮花器官数目的增加. 它们对果实发育也产生不同的影响: PpMADS4转基因植株的角果在伸长期花的外2轮萼片和花瓣不脱落; PpMADS6转基因植株的角果成熟后不开裂, 并可诱导从一朵花中长出多个果角. 这些结果表明, PpMADS4在拟南芥中可模拟AG的功能, 而PpMADS6与拟南芥FUL功能相似. PpMADS6对花器官数目的影响暗示FUL同源基因具有调节花器官数目的新功能. 通过RT-PCR分析花器官发育和控制顶端分生组织的基因表达, 结果表明, PpMADS6诱导产生超数花器官可能是通过控制CLV-WUS通路的基因来实现的. 此外, 将PpMADS4转化为一个SSR标记, 并将其定位在桃属植物的G5 连锁群上, 与PpMADS6基因位于同一染色体区段上. 最后, 对PpMADS4和PpMADS6在农作物及果树育种上的潜在应用价值进行了讨论.     

CBL-CIPK信号系统在植物应答逆境胁迫中的作用与机制

植物在长期适应中演化形成感知、传导和应答逆境胁迫的精细调控机制,CBL—CIPK信号系统是近年来兴起、植物特有的依赖于Ca2＋信号参与逆境胁迫调控的信号网络．CBLs感知逆境Ca2＋信号,结合Ca2＋后与蛋白激酶CIPKs特异作用,激活的CBL—CIPK复合体通过翻译后磷酸化下游靶蛋白,或调节转录因子及胁迫应答基因,实现不同细胞水平、组织部位抗逆性的调控．该系统具有特异性、多样性和复杂性,同时存在不同信号途径的交叉作用．目前响应高盐、低K＋和高pHCBL～CIPK信号途径研究取得重要进展,有望通过基因工程结合分子设计育种途径快速高效提高作物抗逆性．但仍有待于鉴定出更多的CBL—CIPK信号成分,特别是鉴定特殊生境植物的信号成分,并解析其在逆境胁迫响应中的功能．     

扁桃基因组DNA的制备和AFLP技术体系的建立

AFLP技术对DNA模板的质量要求较高。桃属果树扁桃的叶片含有较高的糖分、多酚类等物质,基因组DNA的纯化比较繁琐。笔者采用3×CTAB缓冲液提取基因组DNA,并加以纯化,使DNA质量达到AFLP技术的要求。在AFLP分析中,筛选出合适的引物组合:采用E+3/M+3选择性引物组合时,扩增条带少;改用E+2/M+3引物组合后,扩增产物主要分布在600～100bp内,且扩增条带数目适中,多态性适宜,电泳图谱清晰。     

34个普通扁桃种仁营养成分分析

对34个普通扁桃果实的蛋白质、脂肪酸、苦杏仁甙、维生素E和矿质元素进行了测定和分析。结果表明，这34个扁桃种仁中都含有丰富的营养，其中蛋白质的质量分数平均为28．7％，不饱和脂肪酸的平均高达92．5％，且主要为油酸71．8％，亚油酸20．7％；维生素E含量在138．2～351．5μg/g，平均为236．3μg/g；大部分扁桃品种苦杏仁甙含量在47．7～275．1μg/g；每100g种仁中平均含钾552mg，钙308mg，镁288．8mg，磷500mg，铜1．16mg，铁5．1mg，锌3．8mg，说明普通扁桃具有很高的营养和经济价值。     

抑制CCoAOMT表达的转基因杨树的制浆性能

检测了生长3年的转反义CCoAOMT基因杨树(Populus tremula × Populus alba)的制浆性能. 该株系木质素含量比野生型对照下降约13%, G/S略有增加. 化学成分分析表明, 转基因杨树的灰分含量、冷水抽提物、热水抽提物、1% NaOH抽提物、综纤维素、戊聚糖及纤维素含量与野生型对照没有明显差别, 但转基因杨树的苯醇抽提物含量略有增加. 纤维特征分析表明, 转基因杨树的纤维品质有所提高. 实验室小规模制浆实验表明, 降低木质素含量可以明显改善转基因杨树的制浆性能, 表现为木质素更易于去除、纸浆得率增加和纤维聚合度提高.     

新型蛋白农药发酵工艺与应用研究

项目研究在构建Harpin蛋白农药高效表达工程菌基础上,开展了工程菌发酵参数研究和规模发酵实验研究,实验筛选出两种廉价诱导剂;在1 000 L发酵罐中Harpin蛋白表达量最高达到4.78 g/L以上,且该蛋白能有效防止细菌性软腐病的发生.