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AB...     

UV-B预处理对拟南芥uvr8-2突变体响应干旱胁迫的影响

以拟南芥uvr8-2突变体植株为材料,研究UV-B预处理对植株响应干旱胁迫的影响以及植物激素在此过程中的作用.实验结果表明:从形态观察到生理指标,UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体的干旱适应性,与野生型Ler的结果一致;UV-B预处理显著提高了拟南芥uvr8-2突变体抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,抗氧化酶基因POD和CAT的表达量,以及植物激素ABA、JA、SA的质量分数,降低了细胞膜受损程度.由此推测:UV-B预处理诱导uvr8-2植株的干旱适应性中存在一条不依赖于UVR8的信号转导途径,即通过增加植物逆境响应激素ABA、JA和SA的质量分数,调控抗氧化酶基因CAT和POD表达和增强抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫下拟南芥的叶片萎焉、相对含水量下降等现象.     

拟南芥CARK5激酶响应脱落酸信号的研究

为了研究拟南芥脱落酸（Abscisic acid，ABA）受体的翻译后修饰，本研究以能够磷酸化ABA受体的激酶CARK5作为研究对象，通过构建了转基因株系来检测CARK5在ABA信号途径中的功能.结果显示： CARK5能够促进ABA介导的抑制种子萌发、幼苗的形态建成以及主根的生长，但是过表达激酶失活型CARK5m（CARK5N250A）则跟突变体cark5表型类似.拟南芥中过表达CARK5增强植株抗旱性；ABA处理后，ABA响应标记基因RAB18表达量增加.这些结果说明，CARK5通过可以磷酸化ABA受体，正调控ABA信号通路.     

拟南芥一氧化氮相关突变体在干旱胁迫下抗旱相关基因表达的研究

据报道,拟南芥一氧化氮（nitric oxide,NO）合成缺陷突变体noa1较野生型Col-0抗旱,而个别抗旱相关基因表达的增强是其抗旱机理之一.为了证实该结果及研究NO信号分子在抗旱中的作用,系统地对8种共12个不同类型的抗旱相关基因在干旱处理不同时间的拟南芥野生型和noa1及亚硝基谷胱甘肽还原酶功能缺失突变体gsnor1-3间的表达情况进行了反转录PCR分析.研究结果表明,抗旱相关基因的表达在拟南芥不同基因型间无明显差异,noa1的耐旱性与抗旱相关基因的表达无显著相关性.     

NCED3基因雌二醇诱导表达对ABA合成酶基因和代谢酶基因表达的影响

胞内ABA信号系统是否存在正反馈调节,一直存在争论.借助于雌二醇诱导的基因表达体系,对ABA合成关键酶基因NCED3超表达,结果发现,由于NCED3限速酶基因的高表达提高了内源ABA信号水平,进而上调了ABA合成酶基因ZEP、AA03等的表达水平,-gitt~了代谢酶基因CYPT07A3的表达.研究显示内源ABA信号水平存在正负两种反馈调节机制,植物特定生理过程中ABA信号池的高低是两种调节的协同结果.     

拟南芥中与ABA信号途径相关的两个同源未知基因的研究

本研究主要在实验室前期筛选出的两个编码同源未知基因AB(AB025622)和AC(AC023628)所构建的拟南芥过量表达和抑制表达转基因植株基础上对转AB基因拟南芥的生理性状进行初步分析以及在转录水平上分AB、AC和ABI1、ABI2在ABA影响下其表达情况.研究证明AB基因的过量表达导致植株对ABA不敏感,失水率增加,而AB的抑制表达导致植株对ABA敏感,降低了植株的失水率.初步证实AB参与ABA信号传导.此外,通过RNA的半定量分析可知在转录水平上AB、AC和ABI1、ABI2的表达量都受ABA诱导变化,证明ABA对野生型拟南芥植株生理性状的影响与控制AB、AC和ABI1、ABI2内源表达量有密切联系.     

拟南芥abf3和abf4突变体对ABA和盐胁迫响应

研究拟南芥abf3、abf4突变体和野生型(Col)对ABA和盐胁迫的响应.结果表明:与野生型相比,abf3对ABA的敏感性显著下降.盐胁迫下,abf3、abf4突变体的绿胚率、叶绿素含量、黄化率均低于Col,abf4根长比高于Col,abf3与Col无显著差异,说明ABF3、ABF4对盐敏感性高于Col,ABF4更为显著.以上结果初步显示:拟南芥同源基因ABF3和ABF4在对外施ABA和盐胁迫响应中发挥不同的作用.     

拟南芥SnRK2.2/2.3激酶参与调节镉胁迫响应的机制探究

为探究拟南芥SnRK2.2和SnRK2.3基因对Cd胁迫响应的分子机制. 以野生型（WT）、双突变体SnRK2.2/2.3、过表达SnRK2.2和过表达SnRK2.3的转基因植物为材料,研究SnRK2.2和SnRK2.3基因与Cd胁迫响应的关系.发现过表达两个基因可以提高拟南芥对Cd的耐受性,表现为可以减少Cd、丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）的累积量,增加抗氧化酶CAT、POD和SOD的活性. qRT PCR结果显示在Cd胁迫下,两种过表达植株中铁转运蛋白IRT1和转录因子FIT、bHLH038和bHLH039表达水平受到明显抑制,ABA合成相关基因AAO3和NCED3的表达量显著上调.在Cd胁迫下,两种过表达植株中ABA含量显著高于WT和双突变体. 以上结果表明：拟南芥遭受Cd胁迫时,SnRK2.2和SnRK2.3基因通过下调IRT1基因表达从而减少植物对Cd的吸收,同时通过增加内源ABA含量来缓解Cd对植物的毒害.     

两类转基因烟草在实验和田间环境下的抗旱比较(英文)

尽管干旱应答基因在植物抗旱中的功能已得到广泛认可,但其在不同条件下对植物抗旱的贡献至今未见系统地比较和研究报道.本研究以转基因烟草为实验材料,对两类不同的基因,即干旱应答基因(如At DREB1B和At CBL1)及根系形态建成调节基因(如iaa M和At CKX3)的抗旱能力进行了比较.用根系特异启动子PYK10(P10)驱动At CKX3,35S:At CKX3和P10:iaa M进行烟草转化,结果表明其能明显促进转基因植株的根系生长和发育.虽然干旱应答基因(35S:At DREB1B,35S:At CBL1)以及35S:iaa M的转化植株在实验室可控条件下抗旱性明显提高,但是在田间条件下,这些转化植株对干旱胁迫却变得敏感.而根系形态建成调节基因(P10:At CKX3,35S:At CKX3,P10:iaa M)的转基因植株虽然在实验室环境下未表现抗旱,但在田间条件下能耐受干旱.该研究证明转基因植物的抗旱性会随着环境变化而改变,在田间自然条件下,操纵植物根系生长的基因对提高植物抗旱性更加重要.     

叶绿体信号参与了拟南芥干旱胁迫响应

研究了50 μmol/L除草剂norflurazon (NF) 对自然干旱胁迫下拟南芥野生型植株和叶绿体信号突变体gun1和gun5的生理参数和一些抗性基因转录水平的影响.干旱胁迫与除草剂协同处理10 d时,叶片出现白化和萎蔫;叶片含水量明显下降;丙二醛含量大幅度升高;活性氧积累明显加重;Lhcb基因表达下调;POD,APX,GPX和Rd29a基因的转录水平显著上调.突变体gun1和gun5叶片白化比野生型严重;突变体生理指标的变化幅度比野生型大;突变体基因表达的变化幅度很小（甚至没有变化）,远小于野生型.这些结果表明,叶绿体信号的关键分子GUN1和GUN5蛋白可能参与了干旱信号传导和适应机制,尤其是GUN1蛋白的作用更为明显,暗示叶绿体信号转导途径可能与植物抗逆过程有交叉.     

拟南芥At5g66070基因在ABA处理下的初步研究

本研究以拟南芥为实验材料,探索基因At5g66070在植物激素ABA处理条件下的相关生理功能.结果表明,在10μMABA处理下,该基因的表达量明显升高,表明该基因受到ABA的诱导.亚细胞定位发现AT5G66070定位在细胞核.通过DNA及RNA水平筛选鉴定At5g66070基因T-DNA插入纯合突变体,然后经根瘤农杆菌介导法进行遗传转化,筛选获得过表达转基因株系.表型分析发现经ABA处理后,突变体相对于野生型而言根长较短,表明突变体对ABA更为敏感.气孔关闭实验发现10μM ABA能诱导突变体气孔关闭,而野生型和过表达无显著影响.以上结果表明At5g66070在拟南芥的ABA胁迫响应中起负调控作用.     

拟南芥锌指结构域ABRv1基因的功能研究

为了分析拟南芥脱落酸响应蛋白RING-V1基因(ABRv1)的功能,构建了高表达载体pBI121-ABRv1,经农杆菌转化,花序浸染后得到T0代转基因种子,并经卡那霉素板筛选得到转基因苗,再经过两代的筛选获取了纯合的高表达株系ABRv1.通过DNA及RNA水平鉴定了ABRv1基因的T-DNA插入突变体abrv1.对突变体、高表达转基因株系及野生型进行ABA诱导处理,突变体的萌发率不足10%,野生型萌发率为40%,而过表达株系萌发率为67%;突变体株系气孔几乎全部关闭,过表达株系气孔关闭不明显,大小是突变体株系的2~3倍.结果表明ABRv1基因在拟南芥的ABA信号应答响应中可能起负调控作用.     

拟南芥RING finger结构域ABRv1基因的功能初步研究

拟南芥ABscisic acid responsive RING-v protein 1基因（ABRv1）编码一个含有RING finger结构域的E3连接酶。为了分析ABRv1的基因功能,我们首先构建了高表达载体pBI121- ABRv1,经农杆菌转化,花序浸染后得到T0代转基因种子,并经卡那霉素板筛选得到转基因苗,再经过两代的筛选获取了纯合的高表达株系ABRv1。通过DNA及RNA水平鉴定了该基因的T –DNA插入突变体abrv1。对突变体、高表达转基因株系及野生型进行ABA诱导处理,检测其萌发率、气孔关闭情况进行,发现ABA处理后突变体的萌发率降低,过表达株系萌发率升高;突变体株系气孔几乎未关闭,过表达株系气孔关闭非常明显。以上结果表明ABRv1基因在拟南芥的ABA信号应答响应中可能起负调控作用,为深入分析该基因的功能打下基础。     

拟南芥AAP6基因的克隆与转化马铃薯的研究

氨基酸透性酶(AAP)是植物中的氨基酸转运蛋白,在氨基酸转运过程中发挥着重要作用.以野生拟南芥(生态型col-0)为材料,利用PCR和DNA重组技术,克隆得到拟南芥中的氨基酸透性酶基因(At AAP6).该基因全长1,446,bp,构建At AAP6基因的植物表达载体pCAMBIA2300-At AAP6,并利用农杆菌介导的遗传转化方法在马铃薯品种"早大白"中异源过表达At AAP6基因.经过抗性筛选与植株再生,成功得到马铃薯转基因植株,并诱导得到转基因马铃薯微型薯.RT-PCR结果表明,At AAP6基因在转基因马铃薯中都能正常地转录表达.这一研究为进一步开展At AAP6基因功能验证,提高马铃薯块茎中的氨基酸以及贮藏蛋白的含量提供了研究基础.     

番茄红素ε-环化酶调节烟草抗旱性的研究

类胡萝卜素是一类重要的天然色素,在植物生长发育和抵御逆境的过程中起着重要作用.番茄红素ε-环化酶是类胡萝卜素合成的关键酶,催化番茄红素向α类胡萝卜素的转化.本文以烟草为材料,通过转基因手段分别获得了烟草Ntε-LCY基因的过量表达和基因沉默株系.表型分析结果显示:与野生型植株相比,Ntε-LCY过量表达植株的抗旱能力显著降低,而Ntε-LCY表达沉默株系的抗旱能力明显增强.生理指标测定结果显示:Ntε-LCY过量表达植株叶片的失水效率、活性氧(ROS)含量显著高于野生型植株,而Ntε-LCY沉默株系的生理指标值明显低于野生型植株.这些生理指标值的改变趋势与植株ABA含量的变化趋势相反,表明Ntε-LCY基因可能通过调控ABA含量,影响植株的失水效率和ROS累积,进而调控植物的抗旱性.     

利用TAIL-PCR方法克隆拟南芥干旱主效基因NCED3

利用远红外成像技术筛选得到一株T-DNA插入的干旱敏感突变体,并成功利用TAII,PCR技术克隆到该突变基因为NCED3,该基因编码植物体内ABA合成的关键限速酶,突变体在干旱胁迫下不能合成ABA而表现出不耐干旱的特性.最后通过PCR及RT PCR方法验证了TAIL-PCR结果的的靠性.     

拟南芥中参与盐胁迫应答的基因 At1g14260的功能初探

拟南芥中未知基因At1g14260的表达受到多种非生物胁迫的诱导, 特别是在NaCl的诱导下, At1g14260的表达量明显增加. 对T DNA插入突变体at1g14260(salk 118406)的分析表明, 敲除了基因At1g14260的拟南芥相比野生型对盐胁迫更加敏感. 此外, 构建了融合表达载体PBi221 At1g14260 GFP并且成功转入拟南芥原生质体中, 在荧光显微镜下观察到融合蛋白定位于原生质体细胞核中. 因此, At1g14260可能参与了拟南芥中盐胁迫的过程.     

一株晚花和镉敏感拟南芥突变体的分离与鉴定

为了进一步挖掘拟南芥响应Cd胁迫的分子机制,从化学诱导型拟南芥突变体库(约6 000株系)中筛选获得Cd敏感突变体,通过测量经Cd处理后拟南芥植株的根长变化获得Cd响应突株系,然后单株收种并鉴定,最终获得一株对Cd胁迫敏感的突变体。Thermal asymmetric interlaced-PCR(TAIL-PCR)发现这株突变体T-DNA的插入定位于基因At1g35820和At1g35830之间。进一步分析表明这个突变体也是FLC(Flowering locus C)依赖的晚花突变体,将这株突变体命名为fcr(flowering and cadmium related gene)。FLC在拟南芥开花调控网络中起枢纽作用,并且是开花正调控基因Suppressor of overexpression of co 1 (SOCI)的抑制因子。在该突变体中FLC的表达明显高于野生型植株,而FLC下游基因SOCI的表达明显低于野生型植株,但FLC上游基因的表达变化不明显。进一步实验发现,突变体fcr中调节环境因素和春化作用的基因High expression of osmotically responsive gene 1(HOS1)表达量显著增加。通过以上结果我们推测,突变体fcr中的晚开花和Cd敏感表型可能是HOS1基因过量表达所致。     

拟南芥糖基转移酶基因UGT71C5启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆到长度为903 bp的UGT71C5基因启动子,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥,得到转基因拟南芥,并且通过启动子分析软件对全序列进行分析,发现在该段序列中含有典型的TATA-box、CAAT-box和光应答元件GT1、干旱应答元件ERD等一些顺式作用元件.利用分光光度法测定转基因植株在光照、干旱和ABA等胁迫处理下的GUS酶活力,结果表明：转基因植株的GUS酶活力介于野生型和35S阳性对照之间,与正常条件下生长的转基因植物相比,光照处理     

异源表达花生基因AhGLK1对拟南芥glk1glk2突变体表型特征及抗旱性的影响

为探讨花生基因AhGLK1对拟南芥表型特征和抗旱能力的影响,以glk1glk2突变体为实验材料,异源表达AhGLK1,观察转基因拟南芥表型特征,包括叶色、叶片数量和形态等;利用共聚焦显微镜观察叶绿体;测定拟南芥叶片失水率和旱后存活率;利用荧光测定仪检测干旱和复水恢复过程中,拟南芥叶片叶绿素荧光参数的变化.结果表明:AhGLK1/glk1glk2回复株系拟南芥叶片呈绿色,叶片数量增加,叶片卷曲,叶柄增长,叶绿体发育完善,气孔增多,叶片保水性提高,旱后存活率显著升高.叶绿素荧光参数在干旱胁迫下显著降低,而复水时恢复.证明AhGLK1通过影响叶片数量、形态发育以及光合作用等提高拟南芥的抗旱能力.