转ChIFN-γ基因烟草抗虫作用初步研究

 对田间烟蚜的自然发生情况观察和抗虫试验的研究显示,转ChIFN-γ基因烟叶具有显著的抗虫效果.为探索转基因烟草的抗虫机理,测定了叶片中烟碱含量并对植株组织进行切片染色.结果表明,烟碱含量与对照无显著差异;转基因烟草叶片增厚,细胞致密,细胞壁增厚可能是导致抗蚜虫、抗斜纹夜蛾的最直接因素之一.     

施用有机肥对烟草腺毛形态结构及分泌物的影响

以盆栽烤烟K326为材料,研究了在有机肥和无机肥条件下,烟草腺毛形态结构发育及分泌物的差异.采用荧光电子显微镜观察腺毛发现:移栽后60 d,荧光下观察有机肥处理下腺头细胞叶绿素荧光强度较无机肥强烈.透射电镜观察发现:腺头细胞内叶绿体结构完整,类囊体基粒片层发达,其中含有大量的高电子致密度的黑色嗜锇颗粒;而无机肥处理嗜锇颗粒较小,数量较少.对不同肥料处理烟草叶面浸提物进行GC/MS分析,有机肥处理烟草腺毛主要分泌物--西柏三烯二醇的含量在各时期明显高于无机肥处理,相关性分析结果表明各时期处理间分泌物含量均呈显著性差异,表明肥料对烟草叶面腺毛的分泌活动具有显著影响.     

转ChIFN-γ基因烟草抗虫作用初步研究

对田间烟蚜的自然发生情况观察和抗虫试验的研究显示,转ChIFN-γ基因烟叶具有显著的抗虫效果.为探索转基因烟草的抗虫机理,测定了叶片中烟碱含量并对植株组织进行切片染色.结果表明,烟碱含量与对照无显著差异;转基因烟草叶片增厚,细胞致密,细胞壁增厚可能是导致抗蚜虫、抗斜纹夜蛾的最直接因素之一.     

转BnTR1基因的烟草对多种逆境胁迫的抗性研究

将BnTR1基因转化到了本生烟中,发现与非转基因对照相比,转基因烟草对甘露醇和PEG模拟干旱表现出较强的抗性,尤其是PEG胁迫时,三个转基因株系在生物量的积累和整体长势方面都优于对照.干旱处理20d后复水并培养14d后,对照烟草全部枯死,但是所有转基因烟草都恢复生长直至开花结果.当把烟草叶片圆片浸泡在系列盐水中,盐浓度超过600mM时,对照烟草圆片受损白化,而转基因烟草圆片能保持较大面积的绿色。热激蛋白基因HSP90和HSP70在所有烟草中的表达量都有明显提高,其表达量的增加在对照和转基因株系中并无差异,但是在正常条件下不表达的HSF30和sHSP17.6基因在热激处理后都表达了,而且HSF30的表达量增加了50%,sHSP17.6的表达量增加了30%.     

60Co-γ射线辐照对转pprI基因烟草抗氧化酶活性的影响

以转pprI基因烟草植株为材料,并以同步培育的非转基因烟草植株为对照,研究了60Co-γ射线辐照对转pprI基因烟草抗氧化酶活性的影响.结果表明,经500 Gy 60Co-γ辐照后,转基因和非转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧酶活性以及可溶性蛋白质含量在开始时(0～12 h)都逐渐提高,其中POD的活性则在6 h后达最大值,而SOD和CAT活性在12 h后达到最大值,随后三者活性都逐渐降低.但在500 Gy 60Co-γ辐射后相同的时间内,转基因烟草的3种抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量均比非转基因烟草高,SOD、POD、CAT和可溶性蛋白质含量的峰值分别是非转基因烟草峰值的1.1290、1.9690、1.5840和1.9521倍,表明pprI基因提高了烟草在500 Gy60Cp-γ辐照下SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性水平,从而提高了转基因烟草对辐射的耐受能力.     

转蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶基因提高烟草的耐旱性

蔗糖: 蔗糖-1-果糖基转移酶（sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase, 1-SST）以蔗糖为底物催化生成蔗果三糖等低聚合度的果聚糖.将从莴苣中克隆的1-SST基因重组到pCAMBIA1300-als中,构建了在CaMV 35S启动子调控下的植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘转化法将1-SST基因导入烟草中,PCR和Southern杂交检测表明获得了转基因植株,RT-PCR结果表明该基因在烟草中正常表达. 对T₀代转基因烟草进行的耐旱性分析结果表明,干旱胁迫6d的转基因植株丙二醛含量和电解质渗漏率显著低于未转基因对照,叶片相对含水量下降速度也明显比对照慢. 对转基因植株叶片糖分分析表明,转基因烟草植株积累果聚糖,并在干旱胁迫后含量明显增加,而未转基因对照植株不积累果聚糖. 在14%PEG溶液中未转基因烟草种子的萌发率仅为转基因烟草种子的一半;在附加200mmol/L甘露醇的培养基中未转基因烟草种子根的生长明显受到抑制,而转基因烟草根的生长发育正常. 以上研究结果表明,转1-SST基因烟草植株耐旱性的提高可能与该基因的表达有关.     

ChIFN-γ基因植物表达载体的构建与瞬时表达

 为了使鸡干扰素-γ（ChIFN-γ）基因在油菜中获得高效表达,优化了油菜偏爱的密码子,在ChIFN-γ的5′端添加Kozark序列,3′端增加内质网滞留信号肽SEKDEL.应用同尾酶将人工合成的ChIFN-γ,Napin特异性启动子及信号肽与NOS终止子克隆到质粒pSH中构建成植物表达载体pSH-NGN.经生菜瞬时表达,ELISA检测表明ChIFN-γ蛋白获得有效表达.研究结果为进一步遗传转化油菜奠定了基础,同时也对构建基因的正确表达提供了一种新的快速鉴定方法.     

基于过表达技术的烟草NtGGPPS1基因功能的研究

将NtGGPPS1-T质粒和spCAMBIA1300载体分别双酶切(SalⅠ和KpnⅠ)后连接,转化,挑取单克隆,筛选得到植物超量表达载体spCAMBIA1300-NtGGPPS1,并通过农杆菌介导侵染栽培烟草K326,在获得阳性转基因烟草后,进行定量RT-PCR以定量分析烟草牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因NtGGPPS1在转基因植株中的转录积累.同时,通过LC-MS和GC-MS检测转基因植株中质体色素和萜类化合物含量的变化.结果显示,与对照组相比,NtGGPPS1基因在编号为Nt1-OE1、2、3、4、7植株中表达上调,阳性转基因烟草中新黄质、紫黄质、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b和β-胡萝卜素6种质体色素,以及烟叶中代表性二萜类物质α-西柏三烯二醇(α-CBD)和β-西柏三烯二醇(β-CBD)的含量明显增加.以上结果表明,NtGGPPS1基因参与了烟草中质体色素和二萜类化合物的生物合成.     

茶树糖基转移酶基因CsUGT73D1的研究

茶树鲜叶中,对茶饮色、香、味品质形成具有重要作用的风味化合物,常由糖基转移酶催化、生成糖苷化合物。其中,一些物质的合成受茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导。本研究基于茶树转录组数据库,发现糖基转移酶基因CsUGT73D1为MeJA诱导。该基因编码序列长1470bp,编码具有489个氨基酸残基的糖基转移酶,与葡萄、拟南芥和可可同源基因(VvUGT73D1、AtUGT73D1、TcUGT73D1)在系统进化分类上同属一组。实时定量PCR结果表明,CsUGT73D1基因在叶、雌蕊、花瓣和雄蕊中都有表达,但表达模式不同;其表达受MeJA、GA和ABA诱导。CsUGT73D1与GFP融合蛋白的瞬时表达结果表明,该蛋白定位于细胞质中。过表达该基因的转基因烟草和拟南芥生长发育进程加快、叶片腺毛减少。此外,转基因烟草叶片的分泌型腺毛数量比对照叶明显减少。因而推测,CsUGT73D1作用于多个生物学途径。     

新疆小拟南芥烯醛双键还原酶基因对转基因烟草耐盐性的影响

为了研究前期从新疆小拟南芥中克隆的编码烯醛双键还原酶(alkenal reductase)Ap AER基因的功能,本研究构建了带有花椰菜花叶病毒(Ca MV)的35S启动子的植物过表达载体35S:Ap AER,并转化至农杆菌GV3101中,采用叶盘法转化烟草获得了转35S:Ap AER基因的烟草。用250 mmol/L的Na Cl溶液分别胁迫转基因和野生型烟草2和4 d,并测定了脯氨酸(Proline)和丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)及过量化物酶(POD)酶活力等生理指标。结果表明:高盐胁迫下14 d,转基因烟草的长势明显优于野生型烟草,转基因烟草普遍植株较高、叶片大、叶色深;转基因烟草的Proline含量、CAT及POD酶活力均高于对照,而反映质膜受损情况的MDA含量显著低于对照。表明过表达Ap AER基因,能提高转基因植株清除醛自由基的能力、提高脯氨酸等渗透调节物质的含量及相关还原酶活性,从而显著提高转基因烟草的耐盐性。     

表达千穗谷Ah-AMP基因的转基因烟草抗病性研究

通过PCR从苋属植物千穗谷(Amarathus hypochondriacus)的总DNA中扩增出苋菜抗菌肽(Ah-AMP)的核基因片段,序列分析结果表明该基因长261bp,编码一个由86个氨基酸组成的Ah-AMP前体多肽.在构建Ah-AMP基因的植物表达载体pBinAH916后,通过根癌土壤杆菌介导方法转化了烟草.转化再生植株和T 1 代转基因烟草的PCR和Southern blot分析表明,Ah-AMP基因已整合到烟草的染色体中,并为单拷贝整合.T 1 代转基因烟草的Northern blot分析结果表明,Ah-AMP基因在转基因烟草中至少在mRNA水平上能正常表达.对T 0 代转基因烟草进行烟草青枯病的抗病性试验,筛选出两株抗性较强的植株.对T 1 代抗青枯病的统计分析发现,其抗病性比起始品种SR1分别提高了2.24和1.62个级别;其病情指数比起始品种降低49.6%和37.3%.对黑胫病也表现一定的抗性,主要表现在推迟发病时间,减缓发病速度上.这些结果表明Ah-AMP基因在植物抗病基因工程研究中可能是一个有潜在应用价值的基因.     

三种蒿属植物叶面腺体观察及其挥发性物质的SPME-GC-MS分析

为了解艾蒿、臭蒿和黄花蒿三种蒿属植物挥发性物质的组成,探寻其与叶面腺毛体的关系,通过顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用法对其化学成分进行鉴定分析比较,并利用体式荧光显微镜观察三种蒿属植物叶面腺毛体数量.结果表明:1黄花蒿挥发性物质种类和含量最多,艾蒿挥发性物质种类和含量其次,臭蒿挥发性物质种类和含量最少,三者主要成分均为单萜类化合物与倍半萜类化合物;2三种植物均含有顺-3-己烯酸乙酯、蒈烯、桉树脑、大根香叶烯、β-石竹烯;3艾蒿挥发性物质还含有罗勒烯、2,6-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-羟基、樟脑、β-榄香烯、丁香烯、桉叶稀、杜松烯、E-环氧法尼稀,臭蒿挥发性物质还含有羟基脲、β-蒎稀、β-榄香烯、丁香烯,黄花蒿挥发性物质还含有3-己烯-1-醇、2-辛烯-4-醇、5,5-二甲基-1-乙基-1,3-环戊二烯、邻异丙基甲苯、莰烯、D-柠檬稀、β-蒎稀、E-β-法尼烯;4三种植物中黄花蒿挥发性物质种类和含量最多,其腺毛体密度也最大;艾蒿挥发性物质种类和含量其次,其腺毛体密度也处于其次;臭蒿挥发性物质种类和含量最少,其腺毛体密度也最小.     

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.     

花椰菜查尔酮合酶基因的克隆及功能分析

基于同源序列克隆技术,从花椰菜中克隆了查尔酮合酶(chalcone synthase;CHS)基因cDNA全长,将该基因成功转入花椰菜,经过Basta抗性筛选,PCR鉴定,得到7株花椰菜转基因过表达阳性植株.转基因花椰菜的核盘菌胁迫分析显示,与对照花椰菜相比,在病原胁迫的不同时期,转基因植株中BoCHS基因的表达量显著上升,且随着胁迫时间的增加,该基因表达量均增高,且在36 h时达到最大值,表明转基因花椰菜通过过量表达CHS来增强自身对菌核病的抗性,使植株对菌核病的抗性明显增强.与查尔酮合酶在油菜、向日葵、烟草等中的抗病作用一致,表明花椰菜BoCHS基因也是抗菌核病的重要基因.     

超表达状态下的TMP21对介导阿尔茨海默氏病γ分泌酶复合物活性影响的研究

研究转运膜蛋白21(TMP21)在小鼠成纤维细胞中超表达状态下,对γ分泌酶活性的影响.利用TMP21 cDNA转染敲除淀粉样前体蛋白表达基因的小鼠胚胎成纤维细胞系(MEF(KO)),以梯度浓度G418筛选TMP21表达量最高的细胞.处理超表达组(T)和对照组(C)细胞,并收集纯化含γ分泌酶复合物的样本.用Western blotting检测TMP21蛋白表达量,选用饱和浓度的γ分泌酶底物C99,运用ELISA检测Aβ-peptide40和Aβ-peptide42的生成总量.结果表明,样本T1、T2及IPT2所含TMP21的蛋白表达量较相应对照组样本C1、C2和IPC2分别上升11.5%(P=0.08),28.1%(P＜0.01),69.1%(P＜0.001),提示经TMP21 cDNA转染后MEF(KO)细胞中TMP21蛋白表达明显提高.同时,对照样本C1、C2及IPC2,样本T1、T2及IPT2中所含γ分泌酶活性分别降低33.4%(P=0.01),71.9%(P＜0.001),96.5%(P＜0.001).转染组样本中,样本IPT2所含γ分泌酶活性最低,提示经处理γ分泌酶得到明显纯化分离,与Western blotting所得结果一致.因此,高表达状态下的TMP21蛋白,对MEF(KO)细胞中γ分泌酶的活性具有明显的降低作用,表明TMP21为γ分泌酶的负调控因子之一.     

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。     

利用AmROS1和AmDEL获得高花青素含量的转基因烟草

MYB和bHLH是调控植物中花青素合成代谢的关键基因.本研究将来源于金鱼草的AmROS1和AmDEL基因构建到同一载体中,并通过农杆菌介导的转基因方法使烟草sansum过量表达AmROS1和AmDEL.对获得的转基因苗进行PCR阳性检测后,获得阳性植株16株,其中有8株在根、花、叶片、茎杆中均有明显高花青素的积累.同时RT-PCR检测表明与花青素合成代谢相关基因NtCHI、INbCHS、NtF3H、NtF3′H、NbDFR、NtLAR、NtANS、NtUFGT的表达量明显高于野生型,而与黄酮合成相关基因NtFLS在转基因和野生型中均没有表达.转基因系烟草的叶片中花青素在0.3~1.5%之间,本研究获得了高花青素的烟草转基因系并为花青素代谢工程的研究提供基础.     

转APX基因烟草抗旱能力研究

用毛白杨中克隆得到的抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因,构建植物表达载体pBI121-APX,将pBI121-APX载体用农杆菌介导法转化烟草,成功得到转基因烟.PCR、PCR-Southern的结果表明,APX基因已经成功的整合到转基因烟草基因组中.干旱实验结果表明,与对照相比较,转基因烟草表现出较强的抗旱性.     

油菜ICE1基因表达载体构建及转化烟草

从油菜中克隆得到了ICE1基因的开放阅读框序列.构建了以CaMV35S为启动子的植物表达载体,经农杆菌介导法转化烟草,获得转基因植株.通过PCR检测,目的基因成功转入烟草中.将转油菜ICE1基因的烟草和非转基因烟草置于2℃处理7 d,非转基因烟草出现萎蔫,转基因烟草没有明显变化,非转基因烟草丙二醛浓度明显高于转基因烟草.将转基因烟草与非转基因烟草分别置于0、-2、-4℃各1 h后,转基因烟草APX、SOD活性明显高于非转基因烟草.     

金银花新品系与主栽品种的表皮毛、叶色素及光合速率的比较分析

对金银花新品系与主栽品种的叶、茎、花蕾表面腺毛、非腺毛的密度、长度进行观察和分析,并测定其叶的叶绿素、花青素含量和光合速率,为良种的鉴别和鉴定提供依据.结果表明,豫金1号的表皮毛长度、密度均高于对照,豫金2号表皮毛除叶下表面非腺毛长度低于对照亚特红蕾1号,其他均高于对照;豫金1号、豫金2号的叶绿素含量和光合速率分别较对照高,说明在一定范围内,叶片的光合速率随叶绿素含量的增加而提高,叶片花青素含量与光合速率的相关系数达到显著水平(P0.05),花青素含量与光合速率之间呈负相关.结论:表皮毛的长度、密度等可作为金银花新品种鉴别指标的依据.