冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定

为研究冷诱导基因的转录因子CBF1(C-repeat binding factor)基因对植物抗寒的作用,利用PCR技术从拟南芥菜(Arabidopsis thaliana)中扩增并克隆了该转录因子,并将其与CaMV 35S启动子融合构建成植物表达载体pBPCBF1.以农杆菌介导的叶盘法,分别转化了油菜和烟草.经PCR程序的DNA分析和Southern杂交对具有卡那霉素抗性的再生植株进行了鉴定,表明CBF1基因已整合进烟草和油菜基因组中.以电解质渗漏法分别检测了转化的油菜和烟草的抗寒性,结果显示转基因油菜的抗寒性较未转基因油菜有明显提高,转基因烟草抗寒性也有一定的提高.因此利用对转录因子的调控来提高植物的抗寒性可能有很好的应用前景.     

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.     

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.     

镉胁迫对转PprⅠ基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprⅠ基因油菜和野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应.结果表明:随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因油菜.两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因油菜;丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降.因此PprⅠ基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性.     

转SOD基因烟草的光合特性初探

 以转基因Fe-SOD,Mn-SOD高表达、转基因Mn-SOD反义低表达烟草及非转基因品系为供试材料,比较CO₂光强对烟草光合作用和蒸腾作用的影响及不同叶位叶片的光合差异.在相同条件下,Mn-SOD高表达烟草CO₂补偿点最高(105μmol·mol^-1),Mn-SOD低表达烟草最低(78μmol·mol^-1),CO₂浓度对非转基因烟草蒸腾作用的影响比对其他三个转基因品系的影响要强.Mn-SOD低表达烟草的光补偿点最高(45μmol·m^-2·s^-1),而Mn-SOD高表达烟草最低(25μmol·m^-2·s^-1),并且强光对非转基因烟草的光合作用抑制大,转基因品系对强光具有较强的耐受力.同一叶位叶片,转基因烟草的光合速率、蒸腾速率更强.但转基因SOD高表达烟草在整体上并没有表现出明显的光合作用优势.     

镉胁迫对转PprI基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprI基因油菜和非转基因野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应。结果表明：随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和非转基因野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5 mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2 mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因野生型油菜。两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因野生型油菜;丙二醛（MDA）含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因野生型油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降。因此PprI基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性。     

苜蓿花叶病毒RNA_23′端cDNA转基因烟草及其抗病性研究

将本室克隆的编码复制酶基因3′端约1/2序列及其3′端非编码区的苜蓿花叶病毒中国分离株(AlMV-Ch)RNA23′端cDNA,重组到植物表达载体pROKII中,通过致瘤农杆菌(A-grobacteriumtumefaciens)介导,以叶圆片为转化材料,转化普通烟草,并获得了转基因植株.经卡那霉素抗性选择、PCR检测目的基因证明AlMVRNA23′端基因已整合到转基因烟草的基因组DNA中.转基因植物的攻毒试验表明转基因植株对苜蓿花叶病毒产生高水平的抗性.     

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.     

抗冻蛋白-GUS基因诱导性融合表达载体转化烟草植株中GUS活性测定

把修饰合成的带有甘薯信号肽序列的抗冻蛋白成串基因与β-葡萄糖醛酸苷酶(GU S)报道基因融合克隆在大豆热休克启动区下游构建了温度诱导型双元载体pBF 04,三亲株配对法转化根癌农杆菌,叶盘法导入烟草,获得了转基因烟草植株.将10株转基因烟草放置在40℃诱导不同时间,利用荧光光度分析法测定水解液中GU S活性,结果诱导18、24、48小时的4株中GU S活性明显高于对照组和诱导6、12小时组,说明我们修饰合成的抗冻蛋白与GU S基因融合构建的载体在热休克启动区控制下可以诱导表达.经组织化学法测定这些阳性植株的叶片和茎段切片细胞间隙显示GU S活性,提示甘薯信号肽可能起作用.     

转乙肝病毒表面抗原基因烟草发根的获得

构建了乙肝病毒表面抗原基因（HBsAg）植物表达载体,通过冻融法将HBsAg 基因转入到发根农杆菌LBA1314中,采用叶盘法将HBsAg基因导入到烟草中,获得了转基因烟草发根.对转基因烟草发根的GUS检测结果表明：转HBsAg基因烟草发根可以染成蓝色,而非转基因烟草的根没有染色反应.这说明gus基因在转HBsAg基因烟草发根获得了表达.     

Fibrillin转基因油菜的再生及其光合特性的检测

用根癌农杆菌共培养法，以带有1～2 mm子叶柄的完整子叶为转化受体，将连有35S启动子和NPTⅡ标记基因的Fibrillin cDNA导入甘蓝型油菜主要栽培品种“2005南系”中，获得抗卡那霉素的转基因植株.对部分经卡那霉素筛选得到的再生植株进行PCR检测，有来自3个株系的植株表现为阳性，初步证实外源基因已整合到植物细胞基因组中.将转基因植株炼苗后移入大田，在3月初到4月末油菜开花结果期间，对叶片和角果进行光合指标和叶绿素荧光指标的检测以及产量性状分析，发现转基因植株和非转基因植株之间存在明显差异.     

TaNHX2基因植物表达载体的构建及在烟草中的表达

将TaNHX2基因重组于质粒pBIN438的CaMV 35S启动子下游,构建含TaNHX2基因的植物双元表达载体pBIN438-TaNHX2.采用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tobacum L.),获得含TaNHX2的转基因烟草植株.经PCR、RT-PCR分析表明,TaNHX2基因已整合到烟草中,并且得到表达.耐盐分析表明,外源基因TaNHX2提高了转基因植株的耐盐性.     

甘蓝型油菜BnBRI1基因过量表达载体和RNA干扰载体的构建及遗传转化

构建了含甘蓝型油菜BnBRI1基因过量表达载体pFGC5941-BnBRI1和RNA干扰载体pFGC5941-BnBRI1-Ri,以根癌农杆菌介导的方法转化甘蓝型油菜"W679"下胚轴外植体,经PCR鉴定,获得18株转基因阳性植株,其中1株为BnBRI1基因过量表达转基因植株,17株为BnBRI1基因RNA干扰转基因植株.经RT-PCR鉴定显示,在过表达转基因植株中BnBRI1基因表达量比野生型甘蓝型油菜高,而在RNA干扰转基因植株中表达量比野生型低,RNA干扰BnBRI1基因的表达导致了植株的矮化,矮化植株将可用于油菜株型的遗传改良,以培育适于机械化生产的中矮秆油菜新品种.     

甘蓝型油菜G蛋白β亚基过量表达载体和RNA干扰载体的构建及遗传转化

构建了含甘蓝型油菜G蛋白β亚基BnGB1基因的过量表达载体pFGC5941-BnGB1和RNA干扰(RNAi)载体pFGC5941-Ri-BnGB1,将构建的两个载体分别经根癌农杆菌介导,转化甘蓝型油菜"R197"下胚轴外植体,经过外植体的预培养、共培养以及选择培养后,获得再生植株24株.经PCR鉴定,其中有1株为BnGB1基因过量表达转基因植株,2株为BnGB1基因RNA干扰转基因植株.RT-PCR结果显示,相对于野生型"R197"油菜,过表达转基因植株中的BnGB1基因的表达量提高,而RNA干扰转基因植株中BnGB1基因的表达量降低.     

葡萄糖氧化酶基因的克隆及其在转基因烟草中的表达

通过PCR扩增,克隆了黑曲霉编码葡萄糖氧化酶的GO基因.构建了CaMV35S启动子驱动的GO基因植物表达载体,经农杆菌介导的遗传转化,获得了转基因烟草植株.经Southern,Northern和Western杂交分析,证明了GO基因在转基因烟草中的整合、转录和翻译.转基因烟草中H2O2的含量最高可达610μmol/L,比对照提高近5倍.嫁接试验证实H2O2可由砧木远距离运输至接穗,但不能由接穗转运至砧木,说明H2O2是通过导管由下向上运输.非转基因接穗嫁接至转基因砧木上3周,接穗上不同节位叶片中H2O2的含量不存在浓度梯度,说明这是一种主动运输而不是被动扩散.     

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。     

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.     

高山离子芥CbPLDβ基因对转基因烟草抗寒性的影响

为分析高山离子芥CbPLDβ基因的抗寒性价值,本实验构建了高山离子芥CbPLDβ的表达载体PBI121-CbPLDβ并转化烟草,经过筛选及PCR测序鉴定,获得转基因烟草植株.通过低温胁迫实验,分析了转基因烟草的抗寒性,结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,在低温胁迫下转基因烟草植株的电解质渗透率普遍低于野生型烟草,而游离脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白的含量均高于野生型烟草,说明CbPLDβ基因提高了烟草抵抗低温的能力.     

苦瓜McAG2启动子的克隆与表达研究

文中从苦瓜基因组中克隆得到长为1417 bp的McAG2基因5′上游片段并进行了DNA序列分析.通过PCR得到了其缺失片段,将其插入pBI121载体替换CaMV35S启动子,得到了McAG2基因5′侧翼缺失表达载体.并利用农杆菌介导转化烟草,建立了相应的转基因烟草植株,以研究其在不同器官组织中的表达特性. β-glucuronidase(GUS)染色结果显示该启动子在转基因烟草叶片和根组织中没有表达活性.     

转番茄蛋白酶抑制剂Ⅱ基因烟草植株的培育及其抗虫特性分析

将分离的番茄蛋白酶抑制剂Ⅱ基因cDNA序列tin2和含有一个109bp内含子的基因组DNA序列tin2i,分别构建成植物表达载体pBCT2和pBT2.然后通过农杆菌介导转化烟草叶片外植体,获得了两类转基因烟草植株.分子生物学检测和胰蛋白酶抑制剂活性分析结果表明,tin2序列和tin2i序列都能够在转基因烟草中正确表达.抗虫活性检测结果显示,转tin2i序列的烟草植株的抗虫活性高于转tin2序列的烟草植株,推测这可能与tin2i序列中内含子的存在有关.