天麻抗真菌蛋白基因(gafp)转化彩色棉的研究

天麻抗真菌蛋白(gastrodia antifungal protein简称GAFP)是从我国传统中药天麻(Gastrodia elata B1．)中分离到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病包括棉花枯萎病、黄萎病等的致病菌离体具有很强的抑制作用,因此,在植物抗真菌病基因工程上有很重要的应用价值。本研究通过花粉管通道法,将GAFP的基因．gafp转入3个新疆彩色棉品种中,通过田间抗病筛选和分子检测,得到了高抗黄萎病的转基因植株,两株Southem杂交阳性植株LB-5-8和ZB-1—49对黄萎病表现整株免疫。RT-PCR的结果显示,LB-5-8和ZB-1—49中均有gafp的正确转录;离体的抑菌实验也表明,它们的蛋白粗提物对棉花黄萎病致病菌离体有明显的抑制,表明了gafp在转基因植株中的正确表达,翻译的产物具有活性。经过进一步选育和扩繁,发现转基因彩色棉后代具有稳定的、较强的抗黄萎病能力,本研究为通过植物抗病基因工程的方法防治棉花黄萎病提供了一条新的途径。     

转天麻抗真菌蛋白GAFP基因烟草的获得及离体抑菌活性检测

通过根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导,采用叶盘法将天麻(GastrodiaelataBl.)抗真菌蛋白基因GAFP转入烟草(NicotianatabacumL.),PCR和Southern blotting分析证明已将GAFP基因整合进烟草植株。体外抑菌实验表明GAFP转基因的烟草植株对真菌瑞氏木霉(Trichodermareesei)表现出一定的抑菌活性。     

野生天麻DNA导入马铃薯实现遗传转化的研究

采用浸苗法将野生天麻总DNA导入马铃薯试管苗,对筛选得到的转化植株进行蛋白及药用成份的分析。结果显示:(1)在200株转化的马铃薯中有21株的紫外扫描图谱与正常对照组有显著差异,且在220nm有明显吸收峰。(2)5株经PCR扩增出野生天麻抗真菌蛋白(GAFP)基因。(3)转基因马铃薯与正常马铃薯的蛋白表达有明显差异,并且在转基因马铃薯中有一条与野生天麻抗真菌蛋白(GAFP)相同的条带。而正常马铃薯中无此条带。(4)通过薄层层析法检测出3株转基因马铃薯表达野生天麻的有效药用成份天麻素。说明采用浸苗法进行外源总DNA导入是可行的。     

棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响

通过研究棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响,旨在为提高转基因抗病棉花抗病性提供理论依据。Byd、28p两品种棉花为供试材料,应用花粉管通道法将几丁质酶与β-1,3-葡聚糖双价抗病基因导入棉花株系中,多年筛选获得不同抗性水平的棉花株系;棉种经棉花黄萎病病菌侵染后,苗期测定棉株内的生理生化变化。结果显示,转基因抗病棉株体内的酶活性已达对照水平,而感病及耐病棉株内的酶活性均有不同程度的变化。所测定的棉株内的酶活性及脯氨酸含量的变化与棉株的抗病性相关。     

几丁质酶及其在抗真菌病基因工程中的应用

真菌病是作物减产的主要原因之一。而植物界大量存在具有离体抑制真菌生长增殖能力的蛋白质,相应基因在转基因植株中表达,可使这些植物产生抗真菌能力。几丁质酶就是其中之一,它能催化几丁质水解,从而抑制真菌的生长增殖。随着对其作用机理、生化特性、表达调控的深入研究,几丁质酶基因转化植株显示出很高的抗真菌能力,正日益成为植物真菌病防治的新途径。围绕几丁质酶在抗真菌病基因工程中的应用,本文对几丁质酶的活性底物,     

黄瓜转新型抗菌蛋白基因GNK2-1及其抗枯萎病的研究

GNK2-1为一种来自银杏（Ginkgo biloba）种仁的新型抗真菌蛋白,具有较强的真菌抗性且性质稳定。序列分析表明,其结构与所有已知的抗真菌蛋白不同,而与富含半胱氨酸的植物类受体激酶的胞外结构域相似。为探索GNK2-1基因在黄瓜（Cucumis sativus）抗病反应中的作用,利用基因重组技术构建了GNK2-1的高效组成型表达载体,并利用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导转入黄瓜栽培品种农城3号（Cucumis sativus＇ Nongcheng No.3＇）基因组中。通过对获得的抗性植株进行PCR、RT-PCR和Western blot检测分析,结果表明GNK2-1基因可在T0代转基因植株中转录表达,并能在T1代转基因黄瓜中稳定遗传。离体枯萎病抗性鉴定结果表明,转GNK2-1基因的黄瓜对枯萎病的抗性增强,GNK2-1可以作为黄瓜抗病性改良的潜在基因资源。     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在棉花中的过量表达和抗冻耐逆性分析

分离出菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因(SoBADH)构建成由CaMV35S驱动的双元植物表达载体pBSB, 农杆菌菌株LBA4404携带该载体转化棉花, 获得转基因棉花植株。65株转基因植株经过PCR筛选、Southern blotting分析证明有45株为成功的转化株, 外源基因已经被整合到棉花的染色体组中, 并以单拷贝插入居多。对部分株系的SoBADH基因的表达进行分析表明均有较高的mRNA和蛋白的表达。经测定这些株系中的甜菜碱脱氢酶活性显著提高, 达到0.66~1.70 nmol/min/mg水平。同时这些转基因株系在盐胁迫下比对照长势强, 株高和地上部分的鲜重显著高于非转基因对照; 在低温胁迫下, 这些转基因株系表现出显著的抗冻性能。结果表明菠菜甜菜碱醛脱氢酶能够在异源植物棉花中过量表达, 并具有较高的酶活性, 转基因棉花可作为抗逆育种的种质材料。     

表达Harpin蛋白的转基因马铃薯降低晚疫病斑生长率

以苹果火疫病菌 (Erwiniaamylovora)的Harpin蛋白基因和马铃薯 prp1 1基因启动子为主要元件 ,探索了以利用病原侵染诱导植物过敏性反应为目标的抗病基因工程新策略 .通过构建Harpin蛋白基因的 3个植物表达载体和遗传转化 ,获得68个转基因马铃薯植株 .Southern ,Northern和Westernblot分析证明 ,Harpin蛋白基因实现了在转基因植株中的插入、转录和蛋白表达 ,用Phytophthorainfestans复合生理小种测定表明 ,Harpin蛋白在转基因植株中的组成型表达和病原侵染诱导表达均能降低病斑的扩展速率 ;在病原侵染诱导Harpin蛋白基因表达的转基因植株中 ,发现有 2个植株共 3 0个接种叶片上无菌丝形成 ,病斑局限于接种点内 ,表明过敏性反应的遗传操作在植物抗真菌病基因工程中具有广阔的应用前景 .     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份。 PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2∶1（55/28）。进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份。外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0.25%。田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟(Chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变。以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与育种利用。     

大肠杆菌\%otsA\%基因的克隆和表达

用PCR方法扩增了15kb的otsA基因片段,将该片段连接到多拷贝克隆载体后转化otsBA缺失和otsA缺陷的大肠杆菌菌株,使转化株重新获得otsA基因功能。生长曲线表明转化株在高渗培养基中生长良好,薄层层析法(TLC)检测海藻糖实验说明转化株细胞经诱导后合成海藻糖,otsA基因的克隆和表达为赋予转基因植物抗高渗、耐干旱能力提供了实验依据和材料。     

转基因抗虫棉根系分泌物对棉花黄萎病菌生长的影响

转基因抗虫棉的抗病性下降已成为制约我国棉花生产的重要因素之一.以转基因抗虫棉及其亲本非转基因棉花对照为材料,研究转基因抗虫棉根系分泌物对棉花黄萎病菌孢子萌发和菌丝生长的影响,并对其根系分泌物中氨基酸及糖类的组成和含量进行了测定.结果表明：与亲本非转基因棉相比,2种转基因抗虫棉对棉花黄萎病菌的抗性下降,转基因抗虫棉的根系分泌物对黄萎病菌孢子萌发和菌丝生长均具有促进作用.与亲本常规棉中23相比,转基因双价抗虫棉中41根系分泌物中多了甲硫氨酸和赖氨酸,并且天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸的含量显著升高.泗棉三号与单价抗虫棉GK12的根系分泌物中虽然含有相同的氨基酸组分,但GK12的根系分泌物中酪氨酸、缬氨酸、亮氨酸的含量显著下降.中41根系分泌物中检测出4种糖类,而中23中仅检测出葡萄糖.抗虫棉GK12和泗棉三号根系分泌物中都检测出4种糖类,但其含量差异明显.     

外源Ca2+对水杨酸诱导番茄抗灰霉病的增效机制

探讨了外源Ca²⁺对水杨酸(SA)诱导番茄抗灰霉病的增效机制.以番茄灰霉病敏感型品种‘L402’幼苗为材料,分别进行H₂O(对照)、SA、SA+Ca和SA+EGTA(Ca²⁺螯合剂)处理,期间(1～5 d)分析各处理植株叶片活性氧(ROS)含量,苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,以及病程相关蛋白编码基因PR1、PR2和PR3表达水平的变化,并调查处理3 d后灰霉病情指数.结果表明： 与对照(病情指数为74.8)相比,SA、SA+Ca和SA+EGTA处理的植株叶片灰霉病的病情指数分别为46.9、38.5和70.3;SA处理明显提高叶片ROS含量以及苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,这些参数在SA+Ca处理的植株中被进一步提高,但在SA+EGTA处理的植株中则被降低;SA处理明显提高了PR1、PR2a和PR3b的表达水平,Ca²⁺进一步加强了这一效果,而EGTA则起抑制作用.SA或SA+Ca处理期间的PR2b和PR3a表达较未处理的对照上调了1～2倍,而PR1、PR2a和PR3b上调了2～5倍.表明Ca²⁺对SA诱导番茄抗灰霉病具有增效作用,其机理至少与Ca²⁺和SA协同作用促进ROS形成有关,而ROS作为信号分子增加植株抗病相关酶活性以及PR1、PR2a和PR3b等防卫基因的表达.     

外源Ca2+对水杨酸诱导番茄抗灰霉病的增效机制

探讨了外源Ca²⁺对水杨酸(SA)诱导番茄抗灰霉病的增效机制.以番茄灰霉病敏感型品种‘L402’幼苗为材料,分别进行H₂O(对照)、SA、SA+Ca和SA+EGTA(Ca²⁺螯合剂)处理,期间(1～5 d)分析各处理植株叶片活性氧(ROS)含量,苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,以及病程相关蛋白编码基因PR1、PR2和PR3表达水平的变化,并调查处理3 d后灰霉病情指数.结果表明： 与对照(病情指数为74.8)相比,SA、SA+Ca和SA+EGTA处理的植株叶片灰霉病的病情指数分别为46.9、38.5和70.3;SA处理明显提高叶片ROS含量以及苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,这些参数在SA+Ca处理的植株中被进一步提高,但在SA+EGTA处理的植株中则被降低;SA处理明显提高了PR1、PR2a和PR3b的表达水平,Ca²⁺进一步加强了这一效果,而EGTA则起抑制作用.SA或SA+Ca处理期间的PR2b和PR3a表达较未处理的对照上调了1～2倍,而PR1、PR2a和PR3b上调了2～5倍.表明Ca²⁺对SA诱导番茄抗灰霉病具有增效作用,其机理至少与Ca²⁺和SA协同作用促进ROS形成有关,而ROS作为信号分子增加植株抗病相关酶活性以及PR1、PR2a和PR3b等防卫基因的表达.     

棉花黄萎病及其抗病育种的研究

就棉花黄萎病菌的致病机理、棉花的抗黄萎病机制、抗黄萎病的遗传方式以及抗黄萎病棉花育种等方面的研究进行了综述。     

天麻抗真菌蛋白对木霉菌丝的作用位点

天麻抗真菌蛋白(Gastrodia Antifungal Protein,GAFP)能强烈抑制腐生真菌菌丝的生长,在天麻限制和防止蜜环菌[Armillariella melles (Vahl.ex Fr.) Karst.]侵染球茎的防卫机制中起重要作用。本文报告GAFP抗菌机理研究的部分内容——GAFP对木霉菌丝的作用位点。用荧光试剂异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate,FITC)标记GAFP,试验表明,标记后的GAFP与未标记的GAFP对木霉菌丝生长均有抑制作用。在荧光显微镜下观察GAFP在木霉菌丝上的作用位点,发现被“标记GAFP”作用后的菌丝边缘有荧光,并主要集中在木霉菌丝的顶端和菌丝横隔处,表明GAFP对木霉的作用位点在菌丝的细胞壁上。     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

轮枝菌诱导棉花细胞的氧化迸发

大丽轮枝菌（Verticilium dahliae kleb.)是引起棉花黄萎病的病原真菌。使用从大丽轮枝菌V44（高毒）和V64（低毒）的菌丝体制备的各市县导物（I44和I64）作用悬浮培养的豫棉6号（感性）和豫棉8号（耐性）细胞系,用过氧化物酶法测定诱导后30min内的反应性氧变化,发现仅有不亲和性较高的体系,即弱毒力的大丽轮枝菌（V64）和耐性的豫棉8号所组成的体系（I64-Y8）表现最高的反应性氧迸发,3min-6min时增加61.8%。使用显著低于杀菌浓度的剂量的水杨酸（SA）和H2O2作用上述大丽轮枝菌,发现水杨酸和H2O2都能影响微生物,经1mmol/L水杨酸和0.2mmol/LH2O2作用后的微生物,其所产生的诱导物对植物细胞反应性氧的诱导作用要高于未被作用的微生物的诱导物,两种化学性质的影响的共同点是使反应性氧迸发的峰值时间提前,峰值增加,水杨酸提前12min,H2O2的影响还突出表现在使反应性氧迸发的曲线锐化,即峰使时间范围的平均每分钟增加率表现显著增加,9min-12min时达到109%。     

苦瓜叶提取物对美洲斑潜蝇取食和产卵行为的抑制作用

美洲斑潜蝇是危害蔬菜、观赏植物的重大害虫之一.苦瓜叶乙醇提取物(浓度为2000～4000 μg·ml^-1)对美洲斑潜蝇成虫的取食和产卵都具有较强的抑制作用.用环己烷、乙酸乙酯、正丁醇和水依次对乙醇提取物进行萃取,并测试了4种萃取物对美洲斑潜蝇成虫取食和产卵的抑制作用.结果表明: 环己烷、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物在浓度为1000 μg·ml^-1时,处理后2 d对美洲斑潜蝇成虫的拒食率分别是11.08%、34.89%、22.99%和 0,产卵抑制率分别是0、30.91%、6.45%和 0.其中,乙酸乙酯萃取物的活性最强,当其浓度为4000 μg·ml^-1时,处理后2 d对美洲斑潜蝇成虫的拒食率和产卵忌避率分别为70.95％ 和69.49％.乙酸乙酯萃取物经硅胶柱层析分离得到(19S,23E)-5β,19-环氧-19-甲氧葫芦素-6,23-二烯-3β,25-二醇 (化合物1)、(19R,23E)-5β,19-环氧-19-甲氧葫芦素-6,23-二烯-3β,25-二醇(化合物2) 和3β,7β,25-三羟基葫芦素-5,23-二烯-19-醛缩-3-O-β-D-吡喃葡糖苷（化合物3）,3种化合物在供试的浓度（100～400 μg·ml^-1）条件下对美洲斑潜蝇的取食和产卵行为都有明显的抑制作用.在400μg·ml^-1浓度时,化合物1、化合物2和化合物3对美洲斑潜蝇成虫的拒食率分别是66.89%、53.53%和78.02%,产卵抑制率分别是76.32%、58.36%和78.36%.