一个水稻类受体蛋白激酶OsRPK2的过量表达分析

为了解类受体蛋白激酶Os RPK2在水稻发育中的作用,采用反向遗传学方法构建了该蛋白激酶基因的过表达载体,将其导入野生型水稻中获得转基因植株后,观察植株的表型变化以及该基因在水稻植株不同部位的表达情况.结果发现,Os RPK2的转基因植株产生白化现象,q RT-PCR分析表明白化植株中Os RPK2的表达量明显增加,说明水稻转基因植株的白化表型是由Os RPK2基因的过表达造成的.Os RPK2的组织特异性表达结果表明,Os RPK2在水稻的不同组织器官中均有表达,但在水稻幼嫩的分生组织和幼龄叶片中表达量较高,反映了Os RPK2在水稻植株发育及建成中具有重要作用.     

番茄转录因子SlWRKY53的分离及生物学功能鉴定

构建番茄SlWRKY53的过量表达载体,通过农杆菌介导转入番茄（Solanum lycopersicum）品种Ailsa Craig（AC+）,获得转基因阳性植株.定量分析显示,这些转基因株系中SlWRKY53基因表达量显著高于野生型.表型分析显示,转基因植株对盐胁迫抗性强于野生型.对抗病性进行检测,转基因植株抗性稍强,但与野生型相比无明显差异.由此推测番茄SlWRKY53基因的过量表达能够一定程度增强植株抵抗盐胁迫的能力.     

过量表达AtA PX2基因提高水稻抗逆性

拟南芥抗坏血酸过氧化物酶2 (Arabidopsis thaliana ascorbate peroxidase 2,AtAPX2)是APX基因家族成员,在拟南芥逆境胁迫应答中起着重要作用。文章通过AtAPX2基因过表达载体构建、农杆菌介导遗传转化,获得AtAPX2基因水稻过表达植株。对过量表达AtAPX2的转基因水稻阳性植株的分析结果显示,其抗过氧化氢能力提高,对高温、盐胁迫耐受能力显著增强,田间植株秕谷率也明显低于野生型。研究结果表明,拟南芥抗坏血酸过氧化物酶基因AtAPX2在水稻中的过量表达,可通过提高清除活性氧能力而用于增强水稻对多种非生物胁迫逆境的耐受能力。     

转录因子OsNAC2对逆境下水稻产量性状的影响

以水稻OsNAC2过表达、RNAi转基因株系和野生型(日本晴)为材料,分别在苗期和生殖期进行干旱和盐胁迫处理,探索逆境条件下OsNAC2对水稻产量性状的影响。结果表明,不论是在苗期还是生殖期,OsNAC2-RNAi株系的叶相对含水量均比野生型更高,对干旱胁迫具有更强的适应能力;而OsNAC2过表达株系则相反。虽然苗期和生殖期遭遇盐胁迫的OsNAC2-RNAi株系相比野生型具有更高的叶相对含水量,但是OsNAC2的过量表达与RNAi株系的产量性状跟野生型相比并没有明显不同。生殖期干旱和盐胁迫下转基因株系的产量性状分析显示:干旱胁迫下,OsNAC2-RNAi株系的结实率与野生型相比显著提高了20.8%～29.2%,千粒重则无明显差异;而OsNAC2过表达株系每株粒数和千粒重相比野生型株系均显著降低。虽然盐胁迫下OsNAC2-RNAi株系的分蘖数和有效穗数明显比野生型高,但单株粒数和千粒重则无明显差异。上述结果表明,OsNAC2-RNAi株系具有更强的耐旱性,对于干旱胁迫下水稻的产量有显著的提高作用。     

水稻bHLH转录因子Os11g39000的功能研究

水稻Os11g39000为非典型的bHLH家族成员,其功能尚不清楚.酵母双杂交实验表明,转录因子Os11g39000可以形成同源蛋白聚合体.随机结合位点筛选实验表明,转录因子Os11g39000可以与DNA结合,并且其结合位点初步确定为TT/CG/CACC/GT/C.Os11g39000基因的组织表达模式分析发现,Os11g39000基因主要在叶片和根中表达,推测该基因可能在叶和根的发育调控中发挥作用.水培实验发现,该基因功能缺陷型转基因株系的根长显著短于野生型,表现出明显的根部发育缺陷,表明Os11g39000在水稻根的发育中起调控作用.Q-PCR分析进一步证明,功能缺陷型转基因植株体内生长素合成和信号转导相关基因表达量显著上升,表明转录因子Os11g39000参与了水稻生长素的合成和信号转导的调控.     

一个NBS-LRR蛋白质基因转化水稻及其超量表达

水稻Osxoc1334是一个编码NBS-LRR类蛋白质的基因,通过构建该基因的超量表达载体,并在农杆菌EHA105介导下转化中花11号水稻,最终获得6株再生水稻植株.对抗性愈伤组织和再生植株用GUS组织化学染色检测,结果抗性愈伤组织和6株再生水稻植株均可染上蓝色,而野生型植株不变色,用潮霉素磷酸转移酶基因的特异引物进行PCR鉴定,再生植株均可扩增到目标条带而野生型植株则不能,表明Osxoc1334基因已随T-DNA整合到再生水稻植株基因组中.采用半定量和荧光定量PCR分析转基因水稻的Osxoc1334基因表达,结果其中3株转基因植株的Osxoc1334基因平均相对表达量明显增强,其中1株为野生型植株的23.5倍.这为进一步鉴定该基因功能奠定了基础.     

热激诱导表达Hd3a的水稻转基因研究

Hd3a(Heading date 3a)基因是光周期诱导水稻开花过程中的一个关键调控基因,它在短日条件下表达并促进水稻开花.通过根癌农杆菌介导的方法将热激诱导表达的Hd3a基因转化到水稻品种日本晴中.热激处理转基因植株后,检测结果表明,叶片中转基因Hd3a的表达水平比热激前显著提高,随后又下降到热激前的水平,说明转基因Hd3a在水稻中可以被热激诱导瞬间的表达.长日条件下热激转基因水稻可成功诱导其抽穗,而同样处理的野生型植株不能抽穗,表明Hd3a的瞬间表达可诱导水稻开花,且其开花的早晚与热激处理的强度有关.     

人参亲环素基因表达载体构建及其在拟南芥中的抗盐活性分析

摘 要 为研究人参亲还素基因的抗盐活性,为该基因在人参抗逆育种方面的应用提供参考,通过植物转基因技术和外施不同浓度NaCl的方法获得阳性拟南芥植株,研究了不同植株类型不同盐浓度下的种子萌发率、植株生存率、植株主根长、植株分支数等相关指标。结果表明：在盐胁迫作用下转基因拟南芥种子萌发率高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株生存率显著高于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株主根长大于野生型拟南芥;在盐胁迫作用下转基因拟南芥植株分支数与野生型拟南芥植株分支数没有明显差异。可见人参亲还素基因提高了转基因拟南芥抵御高盐胁迫的能力。     

一个水稻蛋白激酶的过表达分析及表达调控

对一个预测的具有光反应活性的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶STK进行过表达研究,构建了STK过表达载体,并用农杆菌介导的方法进行遗传转化,获得T0代转基因植株.对转基因阳性植株进行表达分析的结果表明,转基因植株STK基因的表达量显著高于对照,说明目的基因得到了过表达.另外,利用获得的过表达转基因植株对STK调控水稻中光周期相关的开花基因Hd1和Hd3a的表达进行分析,结果表明,Hd1及Hd3a的表达在转基因植株中明显上调,表明该蛋白激酶的基因可能位于Hd1和Hd3a上游,对于Hd1和Hd3a的表达具有重要的调控作用.     

番茄SlWRKY80基因共抑制表达影响转基因植株抗逆性的研究

利用植物基因工程技术,构建了植物表达载体pBI121-35S::SlWRKY80,并利用根癌农杆菌介导法转化番茄,得到转基因阳性植株.通过生物信息学分析SlWRKY80蛋白序列与9种物种进行同源比对,发现高度保守的WRKY结构域和C2HC型锌指结构.采用Real-Time PCR分析转基因植株中SlWRKY80mRNA的表达情况,结果显示SlWRKY80的表达量显著下调,出现共抑制现象.用不同浓度的NaCl对转基因种子和野生型种子进行胁迫处理,结果显示在NaCl浓度为100mM和150mM时,转基因幼苗初生根的长度与野生型相比相对较短,显示SlWRKY80对初生根的生长有促进作用;用Pto DC3000接种转基因植株和野生型植株叶片,结果显示野生型植株叶片中细菌增殖率是转基因植株叶片中的2.5倍,显示SlWRKY80在番茄抗病信号转导中扮演负调控作用.     

水稻SIDP301基因的克隆与功能分析

水稻是一种重要的粮食作物,也是单子叶植物研究的模式植物,其抗逆相关基因的克隆与功能分析具有重要的理论和现实意义.水稻SIDP301基因编码的蛋白质含有DUF1644家族保守结构域和锌指结构域.实时荧光定量PCR(qRT-PCR)数据表明SIDP301基因在水稻各个组织中均有表达,其中在根和叶中表达水平较高.SIDP301基因的表达受高盐、高温和茉莉酸诱导.与对照相比,超量表达转基因植株的耐盐性不明显,而抑制表达转基因植株对高盐较敏感.进一步用qRT-PCR检测抗逆相关标记基因,结果表明P5CS、DREB2A、Rab16a和Lea3-1在超量表达转基因植株中的表达量高于野生型植株,而在抑制表达转基因植株中这些基因的表达变化不明显.上述结果说明SIDP301是一个抗逆相关基因,其表达量受抑制时会降低水稻的抗逆性.     

蓝型油菜BnD11基因过量表达载体的构建及遗传转化

构建了BnD11过量表达裁体pFGC5941-BnD11,转化甘蓝型油菜“1821”品系获得转基因植株.半定量RT-PCR分析显示转基因植株中BnD11基因的表达量有显著提高,盐胁迫实验结果初步显示,转基因油菜抗性得到提高.     

甘蓝型油菜BnD11基因过量表达载体的构建及遗传转化

构建了BnD11过量表达载体pFGC5941-BnD11,转化甘蓝型油菜“1821”品系获得转基因植株.半定量RT-PCR分析显示转基因植株中BnD11基因的表达量有显著提高,盐胁迫实验结果初步显示,转基因油菜抗性得到提高.     

马铃薯乙醇酸氧化酶StGLO1对模拟水分胁迫的响应

为了解乙醇酸氧化酶在调控植物生长代谢及生物与非生物胁迫过程中发挥的作用。本研究以‘青薯9号’马铃薯为材料克隆乙醇酸氧化酶基因StGLO1,构建过表达载体并转化烟草,观察在干旱胁迫处理下转基因烟草和野生型烟草的长势,并测定了叶片中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量以及转基因根茎叶中StGLO1基因的表达量变化,验证过表达StGLO1烟草在干旱胁迫下的响应。结果表明:StGLO1(GenBank登录号XM_006348318.2)基因CDS为1 116 bp,编码371个氨基酸;干旱胁迫下,转StGLO1基因烟草的生长优于野生型,转基因烟草StGLO1基因的表达量在叶片中最高;转基因烟草中的游离脯氨酸、CAT、POD的含量高于野生型,达到差异显著水平(P0.05)。该结果为进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

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。     

过量表达OsDTH11基因对水稻穗发育和花粉育性的影响

为了探究水稻成花转变基因家族成员OsDTH11的功能,采用反向遗传学方法,构建OsDTH11的过表达载体并通过农杆菌介导转化水稻,获得了水稻OsDTH11过量表达转基因植株.分子检测结果表明:OsDTH11在转基因植株中的表达明显上升,说明过量表达载体正常工作,起到了过量表达作用.表型分析发现,过量表达OsDTH11不影响水稻成花转变的时间,但转基因植株表现出穗发育不良、结实率降低(只有野生型的46%).通过碘染法进行花粉育性鉴定,与对照植株相比,过量表达OsDTH11的转基因植株花粉育性明显降低,从而降低了水稻结实率,表明OsDTH11可能在水稻穗及花的发育方面发挥作用.组织特异性表达分析结果表明:OsDTH11在水稻各个组织中均有表达,在穗中表达量很高,在分生组织、叶片和根中表达较弱.这一结果也说明OsDTH11有可能在水稻穗的生长发育过程中发挥重要作用.     

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.     

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.     

水稻盐敏感突变体ssm1的生理指标分析

探索水稻对盐胁迫的耐受机制,培育高产耐盐水稻是提高盐碱土地利用率的重要手段.通过对甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的种库进行耐盐筛选获得了盐敏感突变体ssm1,该突变体同时具有叶片早衰表型.进一步研究发现,盐处理后突变体中H_2O_2和MDA含量显著高于野生型,总抗氧化能力显著低于野生型.此外,盐胁迫处理6 h后耐盐相关基因MYB2和HKT1.1表达量下调.推测ssm1突变体的盐敏感表型是由于突变体中H_2O_2和MDA的积累导致的膜脂过氧化或膜系统受损,继而造成大量外源Na~+进入细胞导致细胞死亡.通过对盐敏感突变体ssm1的生理指标分析,探究SSM1参与水稻盐胁迫耐受机制,为培育高产耐盐水稻品种提供重要理论依据.     

棉花DELLA蛋白GhGAl4a基因在拟南芥中功能初步分析

为了探究棉花DELLA蛋白基因GhGAI4a在拟南芥中的功能,构建植物表达载体pBP35S：GhGAI4a和pBP35S：Ghgai4a,利用农杆菌介导的花滴法将其转入Col野生型拟南芥。结果显示,2个载体各自获得6个独立的转基因拟南芥纯合株系。分别统计48—96h种子萌发率,测量生长7d后幼苗的主根长度,与非转基因植株相比,过量表达GhGAI4a、Ghgai4a对拟南芥种子萌发及主根生长具有明显的抑制作用。1μmol／LGA处理转基因植株,GhGAI4a转基因植株主根长和萌发率均增大,而Ghgai4a转基因植株主根长度和萌发率均无显著变化。