麻疯树种子的研究进展

麻疯树（Jatropha curcas L．）为大戟科（Euphorbiaceae）麻疯树属半肉质小乔木或大灌木,具有很强的抗旱、耐贫瘠的特性。麻疯树的根、树皮、叶和种子均可人药。种子中主要含有脂肪类物质、蛋白质和萜类物质,其毒素为麻疯树毒蛋白和种子油。种仁中的含油量约为50％,可作为理想的生物柴油;毒蛋白、种子油及其他种子提取物可作为生物农药。关于麻疯树种子的发育、脱水行为及其调控研究较少。麻疯树是二种具有重要经济价值的战略资源。     

能源植物麻疯树分子育种研究进展

麻疯树作为一种重要的能源植物,虽然在常规育种方面的研究比较多,但在分子育种上仍处于起步阶段。在详细综述了国内外能源植物麻疯树基因的克隆,组织培养再生体系的建立相关研究进展的基础上,重点介绍了农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和纳米载体转化法等几种新技术在麻疯树育种中的应用,提出了当前麻疯树分子育种中存在的问题,并对其前景进行了展望。     

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

麻疯树种油的理化性质及籽粕中元素含量分析及其应用价值初探

麻疯树(Jatropha curcas L. )为大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha L. )植物,果实含油量高,种仁含油量在60%左右,可用于加工提炼优质生物柴油,以替代日益紧缺的石油能源~([1-2]).近年来,由国家科学技术部和联合国开发计划署共同开展的绿色扶贫项目中,麻疯树已经在中国石漠化最为严重的贵州、四川及云南等省区试种成功.麻疯树全株有毒,其种子、树皮、叶、根和乳汁中含有多种化学成分,可作为医药和生物农药资源;其种子加工后残留的油饼中蛋白质含量较高,可作为优质肥料,经脱毒后也可作为饲料~([3]).     

过氧化氢脱毒前后小桐子油饼营养成分分析

小桐子(Jatropha curcas Linn.)又名麻疯树,属于大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha Linn.)植物,在中国西南各省均有大规模种植基地。小桐子树皮和叶片具有多种生物活性[1-2];种子含丰富油脂,可作为生物柴油的原料[3]。小桐子油饼是一种在小桐子生物柴油生产过程中大量产生的副产品,其中的蛋白质含量较高、氨基酸组成合理,是优     

能源植物麻疯树的分子生物学最新研究进展

随着现代高通量测序技术的快速发展,在重要能源植物麻疯树中涌现出大量的序列信息,从而极大地促进了其分子生物学研究的进程。本研究从麻疯树分子生物学研究方法和研究结果比较分析的角度,回顾了近年来麻疯树种间与种内遗传多样性、遗传连锁图谱与QTL(quantitative trait loci)定位、基因组与转录组,以及遗传转化体系研究领域的最新研究进展,并对麻疯树分子生物学将来的发展进行了述评。     

麻疯树雌雄花中MADS-BOX基因的表达分析

麻疯树(Jatropha curcas)种子含油率高,种子中的油类物质可作为生物柴油被开发和利用,是极具潜力的生物质能源树种之一。麻疯树雌雄异花,在自然条件下雄花数量通常远远大于雌花,这大大限制了种子和油的产量,因此开展麻疯树性别分化与花发育分子机理的研究具有重要意义。该研究选取10个麻疯树的MADS-BOX基因(JcAGL1,JcAGL6,JcAGL9,JcAGL11,JcAGL15,JcAGL61-3,JcAGL62-1,JcAGL62-6,JcAGL62-7,JcAGL80-2),提取麻疯树早期发育各个阶段的雌雄花总RNA,并反转录成cDNA,采用实时荧光定量方法,探索早期发育不同阶段的麻疯树雌雄花目的基因的表达情况。结果表明:目的基因在发育起始的雌雄花中的表达具有差异,比如JcAGL6和JcAGL15在雄花中表达量要高于雌花,而JcAGL1,JcAGL9和JcAGL11在雌花中的表达量要高于雄花,这说明花原基中目的基因表达会直接或间接决定性别分化的方向;在之后的发育过程中,目的基因的表达情况在雌雄花中有所不同:随着花的发育,目的基因在雌雄花中的表达量变化存在差别,这反应出麻疯树雌雄花发育中目的基因表达模式上的差异;另外,也能看出在此过程中各个目的基因又发挥着不同的功能。该研究结果为进一步探究麻疯树雌雄花发育相关基因的表达提供了理论依据,为了解麻疯树性别分化和花发育的分子机理奠定了基础。     

基于最大信息熵模型的能源物种麻疯树潜在适宜区

麻疯树(Jatropha curcas L.)为传统能源植物,是作为生物柴油最具希望的植物资源之一。本研究通过收集麻疯树分布点的经纬度数据,基于气候、土壤和地形等37个相关生态因子,采用最大信息熵模型,预测麻疯树的潜在适宜区域,分析影响其生长的主要生态因子特征。结果显示,麻疯树生长最适宜区域主要分布在我国华南地区的广东、海南、香港、台湾和西南地区的广西、云南、四川;对麻疯树分布贡献率较大的主要生态因子为:最暖季度降水量(53.5%)、温度季节性变化标准差(15.8%)、降水量变异系数(9.3%)、年均温变化范围(5.8%)、最湿季度降水量(3.6%)、最干月降水量(3.2%);Maxent模型预测的AUC值大于0.9,表明对麻疯树潜在分布的预测结果较准确。本文对麻疯树潜在分布区域以及影响其分布的主要生态条件的研究结果,可为麻疯树的种植栽培提供科学依据。     

麻疯树植物资源研究概况

麻疯树为大戟科麻疯树属植物,主要分布于热带和亚热带地区,绝大多数生长在美州和亚洲热带地区。主要概述了麻疯树的化学成分、毒理研究、药理活性及其临床应用等研究的一些进展,并且探讨了麻疯树的开发利用前景。     

麻疯树分子生物学研究进展

麻疯树Jatropha curcas L.作为一种新兴的生物柴油型能源树种已经得到广泛的认可,关于它的各项研究持续升温。文中综述了近年来国内外关于麻疯树分子生物学方面的研究进展,一是揭示麻疯树遗传多样性和系统分类的分子标记研究;二是全面解析麻疯树分子网络的基因组、转录组和蛋白质组研究;三是以培育优质高抗品系为目标的代谢和发育调控相关基因的分离、克隆和功能研究;最后讨论了目前研究的不足和麻疯树未来分子生物学研究的方向。     

Agrobacterium mediated transformation of Vigna sesquipedalis Koern (asparagus bean)

Agrobacterium mediated transformation of Vigna sesquipedalis was achieved using cotyledonary node explants prepared from 5 days old seedlings germinated on B5 basal medium, and transformed using Agrobacterium tumefaciens strain EHA101, carrying the phosphinothricin-N-acetyltransferase gene and neomycin-3-phosphotransferase-II gene as selectable markers and GUS gene as a screenable marker. Gene transfer was achieved by inoculation of cotyledonary node explants with a bacterial suspension and a further cocultivation with Agrobacterium suspension for 3 days on B5 basal medium. Only 10% of the explants were transformed with EHA101 and exhibited transient expression of GUS genes, while 2% of shoots exhibited stable integration of genes and developed into plants. Transgenic character of tissues was confirmed by GUS assay and Southern analysis. Histological analysis of GUS gene expression directly after cocultivation revealed a high competence of subepidermal cell layers of cotyledonary node and associated cotyledons for transformation with Agrobacterium.     

小桐子低温诱导型启动子JcDnaJ20p的克隆及烟草转化功能鉴定

低温转录组数据显示,DnaJ20是小桐子低温诱导基因。为鉴定该基因启动子的低温诱导活性,基于PCR技术从小桐子叶片基因组DNA中克隆到DnaJ20基因(JcDna20)启动子序列,命名为JcDnaJ20p,利用重组技术构建了JcDnaJ20p启动子驱动GUS标记基因的植物双元表达载体pCambia1381Z-JcDnaJ20p-GUS,并通过农杆菌介导转化烟草进行功能解析。结果表明,克隆的小桐子DnaJ20基因启动子序列长度2023 bp,序列分析显示该启动子中具有真核生物典型的核心启动子区元件TATAbox和CAAT-box,另外,还鉴定到激素如脱落酸、赤霉素响应元件与植物抗逆性相关如低温、干旱胁迫响应元件。以转化空质粒pCambia1381Z-GUS与35S启动子驱动pCambia1381Z-35S-GUS的烟草为对照,对转化pCambia1381Z-JcDnaJ20p-GUS的烟草叶片分别进行15、4℃低温处理24 h,通过GUS组织化学染色表明,JcDnaJ20p在低温处理下能够提高GUS基因的表达量,具有低温诱导启动子活性。     

农杆菌介导红江橙遗传转化的研究初报

用红江橙实生苗的上胚轴为材料 ,初步研究以根癌农杆菌介导的 GUS基因转化。结果表明 :以卡那霉素作为选择试剂进行选择培养时 ,Km浓度为 5 0 mg/L;外植体以平放为好 ;抑菌剂选择头孢霉素较好。GUS基因瞬时表达检测 ,70 .4%的外植体呈阳性反应 ;GUS基因稳定表达检测 ,在获得的 1 2株抗性植株中 ,GUS反应呈阳性所占比例为 1 6.7%。     

Agrobacterium tumefaciens– mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merrill.] using immature zygotic cotyledon explants

Agrobacterium tumefaciens -mediated transformation of soybean [Glycine max (L.) Merrill. cv. Jack] using immature zygotic cotyledons was investigated to identify important factors that affected transformation efficiency and resulted in the production of transgenic soybean somatic embryos. The factors evaluated were initial immature zygotic cotyledon size, Agrobacterium concentration during inoculation and co-culture and the selection regime. Our results showed that 8- to 10-mm zygotic cotyledons exhibited a higher transformation rate, as indicated by transient GUS gene expression, whereas the smaller zygotic cotyledons, at less than 5 mm, died shortly after co-cultivation. However, the smaller zygotic cotyledon explants were found to have a higher embryogenic potential. Analysis of Agrobacterium and immature cotyledon explant interactions involved two Agrobacterium concentrations for the inoculation phase and three co-culture regimes. No differences in explant survival or somatic embyogenic potential were observed between the two Agrobacterium concentrations tested. Analysis of co-culture regimes revealed that the shorter co-culture times resulted in higher explant survival and higher somatic embryo production on the explants, whereas the co-culture time of 4 days severely reduced survival of the cotyledon explants and lowered their embryogenic potential. Analysis of selection regimes revealed that direct placement of cotyledon explants on hygromycin 25 mg/l was detrimental to explant survival, whereas 10 mg/l gave continued growth and subsequent somatic embryo development and plant regeneration. The overall transformation frequency in these experiments, from initial explant to whole plant, was 0.03 %. Three fertile soybean plants were obtained during the course of these experiments. Enzymatic GUS assays and Southern blot hybridizations confirmed the integration of T-DNA and expression of the GUS-intron gene in the three primary transformants. Analysis of 48 progeny revealed that three copies of the transgene were inherited as a single Mendelian locus. Received: 6 December 1999 / Revised: 11 February 2000 / Accepted: 14 March 2000     

麻疯树MIPS基因启动子的分离及在烟草原生质体中瞬时表达活性分析

根据麻疯树MIPS基因序列,设计特异性的巢式引物,运用TAIL-PCR法两次步移得到MIPS基因5＇端侧翼序列,序列分析显示含有多个胁迫应答相关元件,如ABRE、HSE等。以该序列为基础,PCR扩增得到5个5＇端不同长度的缺失片段,分别插入pBI221载体置换CaMV35S启动子,构建的表达载体在PEG介导下转入烟草叶片原生质体进行瞬时表达,检测GUS报告基因的活性。经GUS活性荧光定量检测发现,分离到的MIPS基因侧翼序列5＇端不同缺失片段都能启动GUS报告基因表达,启动活性最高的是WQ1区（-565bp）,核心区位于-565～-449bp。在100μmol·L-1ABA诱导下启动活性增强,但不同区段的增长幅度不同。WQ1区增长幅度最大,比未处理时提高41.4%。     

农杆菌介导的棉花子叶瞬时表达系统的建立

植物瞬时表达系统在研究功能基因的亚细胞定位、蛋白质互作、启动子活性等方面具有重要作用。选取棉花(Gossypium hirsutum)子叶为材料, 以β-葡糖醛酸酶基因(GUS)、增强型绿色荧光蛋白基因(eGFP)为报告基因, 对棉花子叶生长时间、农杆菌浓度、注射量、共培养时间等因素进行了分析, 建立了农杆菌介导的棉花子叶瞬时表达系统。结果表明, 对萌发6天的棉花子叶注射50 μLOD₆₀₀为0.5的含目的基因的农杆菌LBA4404或GV3101, 共培养2–3天后, 外源基因表达效率最高。利用此方法从棉花萌发到观测结果, 仅需8–13天, 且操作简单易行, 可快速检测棉花来源的启动子活性、亚细胞定位、蛋白质互作等。该方法在棉花基因功能研究方面有很好的应用价值。     

Agrobacterium-mediated transformation of bottle gourd (Lagenaria siceraria Standl.)

We describe a procedure for producing transgenic bottle gourd plants by inoculating cotyledon explants with Agrobacterium tumefaciens strain AGL1 that carries the binary vector pCAMBIA3301 containing a glufosinate ammonium-resistance (bar) gene and the beta-D-glucuronidase (GUS) reporter gene. The most effective bacterial infection was observed when cotyledon explants of 4-day-old seedlings were co-cultivated with Agrobacterium for 6-8 days on co-cultivation medium supplemented with 0.1-0.001 mg/l L-alpha-(2-aminoethoxyvinyl) glycine (AVG). The putatively transformed shoots directly emerged at the proximal end of cotyledon explants after 2-3 weeks of culturing on selection medium containing 2 mg/l DL-phosphinothricin. These shoots were rooted after 3 weeks of culturing on half-strength MS medium containing 0.1 mg/l indole acetic acid and 1 mg/l DL-phosphinothricin. Transgenic plants were obtained at frequencies of 1.9%. Stable integration and transmission of the transgenes in T1 generation plants were confirmed by a histochemical GUS assay, polymerase chain reaction and Southern blot analyses. Genetic segregation analysis of T1 progenies showed that transgenes were inherited in a Mendelian fashion. To our knowledge, this study is the first to show Agrobacterium-mediated transformation in bottle gourd.     

苏云金杆菌抗虫基因cryI Ac 转化辣椒的研究

通过农杆菌介导法将杀虫结晶蛋白基因cryIAc导入到辣椒子叶外植体中,经卡那霉素筛选、组织化学法检测GUS活性以及PCR、southern杂交分析证实cryIAc基因已整合进辣椒核基因组中。     

苏云金杆菌抗虫基因cryIAc转化辣椒的研究

通过农杆菌介导法将杀虫结晶蛋白基因cryIAc导入到辣椒子叶外植体中,经卡那霉素筛选、组织化学法检测GUS活性以及PCR、Southern杂交分析证实cryIAc基因已整合进辣椒核基因组中。     

抗氧化剂对农杆菌介导的大豆下胚轴GUS基因瞬时表达的影响

 大豆（Glycine max）下胚轴作为大豆遗传转化的外植体材料,能快速高频再生不定芽。然而,在遗传转化过程中褐化影响基因转化效率。在该研究中,我们用含有GUS染色基因和hpt II（Hygromycin phosphotransferase II）筛选基因的农杆菌(Agrobacteri um tumefaciens) LBA4404侵染大豆下胚轴,并用组织化学定位法测定了GUS基因的瞬时表达,以确定大豆的优化基因转化条件。 结果显示,在共培养基中加入硫代硫酸钠、L_半胱氨酸以及二硫苏糖醇等抗氧化剂,可以有效地抑制大豆下胚轴在组培过程中褐化的发生,并大幅度提高农杆菌在下胚轴的瞬时表达率。这些结果说明抗氧化剂可以降低这种影响并有效提高基因转化效率。