拟南芥SPL1基因参与调节低磷条件下的根际酸化反应

根际酸化是植物适应低磷胁迫的重要策略, 但植物是如何感知和转导低磷信号, 进而促进根际酸化的分子机制至今还不十分清楚。利用pH指示剂(溴甲酚紫)显色法从拟南芥(Arabidopsis thaliana) T-DNA插入突变体库中分离得到了1株低磷诱导根际酸化缺失突变体spl1。在含溴甲酚紫的低磷培养基上培养8小时, 野生型拟南芥根际培养基的颜色变为黄色, 而突变体spl1根际培养基的颜色没有明显变化, 表明spl1的低磷根际酸化反应能力降低。当低磷胁迫处理延长20天, spl1叶片的花青素积累明显高于野生型。同时也出现, 即使在磷营养正常条件下, spl1突变体也表现出根毛数量与长度增加的特征。进一步的研究表明, 在低磷条件下, spl1突变体根部的磷含量略高于野生型, 与磷转运相关基因的表达量明显高于野生型。分子遗传学分析结果表明, SPL1基因受低磷胁迫诱导, 主要在拟南芥的叶片和花等组织中表达, 其编码的蛋白广泛分布在细胞的各个部位。以上结果表明, SPL1参与介导低磷诱导的拟南芥根际酸化反应, 调节多种低磷胁迫反应及低磷条件下磷饥饿诱导基因的表达。     

蒙古冰草MwMYB4基因功能鉴定

MwMYB4基因是从蒙古冰草中克隆得到的MYB类转录因子家族成员之一。该研究以转MwMYB4基因的拟南芥后代为材料,通过在干旱和低温胁迫下对转基因植株进行表型分析、理化指标测试和分子鉴定,分析并验证MwMYB4基因的功能。结果显示:(1)蒙古冰草MwMYB4基因已成功整合到转基因拟南芥T_1代的基因组中并实现转录水平的表达。(2)转基因拟南芥T_2代植株在干旱胁迫条件下,转基因植株叶片枯黄程度较轻,相对电导率较野生型变化幅度低,脯氨酸含量明显高于野生型对照,且MwMYB4基因的表达量随干旱胁迫时间延长而增加。(3)在低温胁迫条件下,转基因拟南芥叶片的枯白程度明显低于野生型,且MwMYB4基因的表达量随低温胁迫时间增加而增加。研究表明,过量表达蒙古冰草MwMYB4基因能够提高转基因拟南芥对干旱和低温的耐受性,该基因可能在干旱胁迫和低温胁迫调控机制中发挥调控作用,可作为改良农作物和其他牧草抗旱、抗寒性的重要候选基因。     

磷和葡萄糖及细胞分裂素对拟南芥SEN1基因表达的影响

拟南芥SEN1基因受衰老诱导.将该基因启动子融合报告基因萄聚糖酶(glucuronidase,GUS)基因转入拟南芥,通过染色并测定GUS活性发现,缺氮、缺磷、缺钾诱导叶中SEN1表达,而只有缺磷能导根中SEN1表达.缺磷对根叶中SEN1的诱导被3%葡萄糖和细胞分裂素抑制.3%葡萄糖胺在根和叶中均诱导SEN1表达,外源细胞分裂素不能抑制这种效应.结果表明:SEN1基因可受缺磷信号特异调控,并受糖信号和细胞分裂素负调控;葡萄糖胺能大大促进根和叶中SEN1表达,且不受细胞分裂素的负调控.     

柱花草WRKY转录因子在低磷胁迫下的克隆与分析

该研究依据生物信息学分析,采用RT-PCR方法从格拉姆柱花草[Stylosanthes guianensis (Aubl.)]中克隆出1个WRKY转录因子基因,命名为StWRKY45。该基因最大开放阅读框(ORF)为924bp,编码307个氨基酸,分子量为35.62kD,等电点为9.81。系统进化树分析表明,StWRKY45属于WRKY转录因子第Ⅱ类WRKY基因,与拟南芥AtWRKY45、AtWRKY57亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,在非磷胁迫下(对照),StWRKY45基因在柱花草幼苗的根、茎、叶中都有表达,但表达量均相对较低;在低磷胁迫下,StWRKY45基因在格拉姆柱花草根、茎、叶中的表达基本随胁迫时间的延长逐渐升高,且均在叶中的表达量最高;在低磷胁迫96h时叶、茎中的相对表达量均达到最高,分别是对照的20.47倍、9.38倍,但在低磷胁迫72h时根中的相对表达量达到最高,为对照的9.29倍。研究表明,StWRKY45基因受低磷胁迫诱导高表达,推测StWRKY45基因可能参与柱花草对低磷胁迫的响应。     

钙调素参与拟南芥根细胞增殖及幼苗对外源脱落酸的敏感性反应过程

钙调素作为真核细胞的重要信号蛋白,在真核生物正常及逆境条件下的生长发育中发挥着重要作用.研究报道钙调素可促进离体培养的高等动植物细胞的增殖,但有关钙调素蛋白在植物体内的细胞增殖功能尚未见报道.特别是拟南芥基因组中存在7个编码经典钙调素亚型的基因,多数编码基因的功能有待进一步探究.首先借助常用的钙调素拮抗剂W7进行药理学实验,结果表明,野生型拟南芥幼苗根的生长受到了明显的抑制,根尖分生区的面积变小、细胞数目明显减少,根尖分生区中细胞分裂标记基因CYCB1;1的表达受到了明显抑制,这表明在根尖分生区W7可能通过对活性钙调素的抑制作用影响了根尖分生区域的细胞增殖,而根尖分生区正常的细胞增殖需要一定量活性钙调素蛋白的存在.脱落酸(ABA)是植物逆境下的重要激素,在植物种子萌发及幼苗生长发育中发挥着重要作用,W7存在下的拟南芥幼苗对ABA的敏感性下降.借助反向遗传学手段获得了拟南芥中三个编码典型钙调素蛋白基因的三重缺失突变体cam234,蛋白质印迹结果表明三重缺失突变体中钙调素蛋白的含量明显降低.相同培养条件下与野生型相比,三重突变体幼苗根长变短,并且幼苗对ABA敏感性也表现下降趋势,暗示着这三个基因编码的钙调素蛋白可能参与了根分生区域细胞增殖过程及幼苗对脱落酸的敏感性反应,讨论了钙调素的细胞增殖功能及与幼苗对脱落酸的敏感性反应间的关系.     

沙冬青AmCaM1基因的克隆及其功能初步分析

钙调素(calmodulins, CaMs)是一类非常保守的Ca2+感受蛋白,在Ca2+信号转导中起重要调节作用。本研究分析了强抗逆植物沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)AmCaM1在非生物胁迫下的表达变化,克隆了该基因并将其构建到植物表达载体上,然后转化拟南芥进行了初步的功能分析。结果表明,AmCaM1的转录水平在低温、干旱和盐胁迫下迅速上调;其cDNA编码区由450 bp组成,编码蛋白含149个氨基酸残基,在其一级结构中具有四个保守的EF-手型基序;将该基因转化拟南芥可提高种子萌发期对水分胁迫的耐性,而对耐盐和耐冷性无明显作用。     

盐芥热激同源蛋白70基因(Thhsc70)的分子克隆及鉴定

热激蛋白70(hsp70s)具有分子伴侣的功能,其中在非胁迫条件下表达的hsp70s称为热激同源蛋白70(hsc70).为更好地了解hsc70基因的特性,鉴定了盐芥(Thellungiella halophila(C.A.Mey.)O.E. Schulz)中编码胞质hsc70蛋白的基因Thhsc70.实验结果表明:在非胁迫条件下,Thhsc70基因具有组织特异性表达;Thhsc70基因受热胁迫和冷胁迫的诱导表达,但几乎不受盐诱导和干旱诱导.Thhsc70基因在拟南芥中过量表达后提高了转基因拟南芥的热耐受性和冷耐受性.     

盐芥热激同源蛋白70基因(Thhsc70)的分子克隆及鉴定(英文)

热激蛋白70(hsp70s)具有分子伴侣的功能,其中在非胁迫条件下表达的hsp70s称为热激同源蛋白70(hsc70)。为更好地了解hsc70基因的特性,鉴定了盐芥(Thellungiella halophila(C. A. Mey. )O. E. Schulz)中编码胞质hsc70蛋白的基因Thhsc70。实验结果表明:在非胁迫条件下,Thhsc70基因具有组织特异性表达;Thhsc70基因受热胁迫和冷胁迫的诱导表达,但几乎不受盐诱导和干旱诱导。Thhsc70基因在拟南芥中过量表达后提高了转基因拟南芥的热耐受性和冷耐受性。     

超表达AVP1基因提高甜菜的耐低磷和耐盐抗旱性

为探讨H⁺-焦磷酸酶编码基因对甜菜磷吸收和抗性的影响，实现优良基因在甜菜基因工程中的利用，研究在甜菜中超表达拟南芥液泡膜H⁺-焦磷酸酶编码基因AVP1,对转基因甜菜分析其耐低磷、耐盐性和抗旱性。结果显示，AVP1基因在甜菜植株的叶片和块根中表达，且在逆境胁迫下增强表达量响应胁迫；低磷处理条件下，转基因甜菜与野生型甜菜相比具有更高的含磷量，可提高甜菜对磷的吸收利用效率；干旱、盐胁迫处理条件下，AVP1基因在转基因甜菜中显著上升，在盐胁迫或干旱处理条件下，转基因植株的生长受抑程度相对较轻。随着盐和干旱胁迫的加剧，转基因植株体内MDA含量与野生型植株相比较低而脯氨酸含量显著增加，AVP1基因可通过减轻逆境对甜菜细胞膜的损伤及提高甜菜细胞的渗透调节能力，进而增强甜菜对高盐和干旱胁迫的抗性。     

一个钙调蛋白类基因对拟南芥叶片气孔分布的影响

以一个缺磷胁迫诱导的钙调蛋白类基因AtPsiCaM为研究对象,采用拟南芥浸润转基因方法获得了AtPsiCaM基因的35S增强转基因植株。经Northern杂交检测表明,在AtPsiCaM基因的增强转基因株系中,该基因的转录水平明显增强。实验结果表明AtPsiCaM基因降低了增强转基因植株叶片的气孔指数和气孔导度,并且影响了植株的气孔分布。     

水稻OsBP-73基因表达需要其内含子参与

该实验室以前的研究表明,水稻OsBP-73基因含有2个外显子和1个长度为2 471 bp的内含子.该文报告用OsBP-73基因ATG翻译起始密码子(在第1外显子中)上游序列(1- 818～ 215)与GUS基因构成嵌合质粒pRSSl,将该质粒转化水稻后,在抗性愈伤组织和转基因植株中未能检测到GUS基因的表达.只有用含有完整的内含子及其上游序列(1 818～ 2 844)与GUS基因构成嵌合质粒(p13GNF)时,才能在p13GNF的转基因抗性愈伤组织和植株中检测到GUS基因的表达.实验还证明,单是内含子序列并不能驱动GUS基因在转基因水稻中表达.由此推测:OsBP-73基因的启动子序列驱动基因表达时,需要基因内含子的参与.     

用无启动子的GUS报告基因捕获水稻基因启动子

构建了嵌合质粒p13DGUTs,它是在Ds转座子中插入了无启动子的B．葡萄糖醛酸酶报告基因(GUS),用于分离水稻基因启动子。将p13DGUTs转化粳稻品种中花11的胚性愈伤组织,获得了496个转基因植株。抗性愈伤组织与转基因植株的GUS染色与PCR分析表明整合在水稻染色体上的Ds因子都发生了随机跳跃。转基因植株T0代与部分T1代的GUS染色结果表明,M92转基因植株中Ds转座子整合位置上游的水稻基因启动子指导GUS基因的表达及表达的特性是可遗传的。文章对此方法在分离水稻基因启动子与基因上的应用进行了讨论。     

Ammonium-induced loss of root gravitropism is related to auxin distribution and TRH1 function, and is uncoupled from the inhibition of root elongation in Arabidopsis

Root gravitropism is affected by many environmental stresses, including salinity, drought, and nutrient deficiency. One significant environmental stress, excess ammonium (NH(4)(+)), is well documented to inhibit root elongation and lateral root formation, yet little is known about its effects on the direction of root growth. We show here that inhibition of root elongation upon elevation of external NH(4)(+) is accompanied by a loss in root gravitropism (agravitropism) in Arabidopsis. Addition of potassium (K(+)) to the treatment medium partially rescued the inhibition of root elongation by high NH(4)(+) but did not improve gravitropic root curvature. Expression analysis of the auxin-responsive reporter gene DR5::GUS revealed that NH(4)(+) treatment delayed the development of gravity-induced auxin gradients across the root cap but extended their duration once initiated. Moreover, the β-glucuronidase (GUS) signal intensity in root tip cells was significantly reduced under high NH(4)(+) treatment over time. The potassium carrier mutant trh1 displayed different patterns of root gravitropism and DR5::GUS signal intensity in root apex cells compared with the wild type in response to NH(4)(+). Together, the results demonstrate that the effects of NH(4)(+) on root gravitropism are related to delayed lateral auxin redistribution and the TRH1 pathway, and are largely independent of inhibitory effects on root elongation.     

根癌农杆菌介导的苜蓿体胚转化

以苜蓿体细胞胚胎作为根癌农杆菌介导转化的受体,通过对GUS基因瞬时表达率的分析,研究该转化体系的最佳实验参数。实验结果显示,负压处理10min和共培养5d时表达率最高(可达17．4％)。以这一转化方法分别对带有3种不同启动于的表达载体进行比较,发现由CMV35S启动于驱动的GUS基因的瞬时表达率可达82．7％,Ubil启动于驱动的可达57．8％,而Actl启动于驱动的则未见表达。     

The human gene for beta glucuronidase is on chromosome 7.

Inconsistent assignments of the human gene for beta glucuronidase (GUS) to chromosomes 7 and 9 have previously been reported. In this study, we have correlated the expression of human GUS in 22 primary Chinese hamster/human hybrid lines with quantitative cytogenetic analysis. Eight hybrids were positive for human GUS as manifested by a five-band pattern on electrophoresis. All of them contained a human chromosome 7 in 34% or more of cells, and seven of them had not retained chromosome 9. One hybrid with only 6% of metaphases possessing a chromosome 7 had no detectable human GUS activity. Human GUS expression was absent in 10 hybrid clones containing chromosome 9 but not 7 and in control fibroblasts from a patient with GUS deficiency. These results support the assignment of presumably the structural gene for beta glucuronidase to chromosome 7.     

蓄势待发的印度生物技术产业

构建的重组表达质粒pPIC9K-HSA-IFNα-2b经限制性内切酶SalI酶切线性化后电转化巴斯德毕赤酵母菌（P.Pastoris）SMD1168,将阳性转化子用甲醇诱导表达并进行PCR鉴定和Mut表型鉴定,再用Western-Blot法及Wish细胞-VSV病毒系统来鉴定表达蛋白的免疫原性及生物活性,同时,在摇瓶培养条件下,初步研究了甲醇诱导浓度及菌体诱导的起始OD值两因素对目的蛋白表达量的影响,本研究成功表达出具有高生物学活性的白蛋白融合干扰素蛋白（HSA-IFNα-2b）,对摇瓶发酵表达条件的初步摸索也为进一步在大规模发酵中提高目的蛋白在P.Pastoris的表达水平提供一个参考依据。     

玉米脱氧麦根酸分泌通道蛋白基因YS3启动子的克隆与启动活性分析

缺铁是世界范围内农业生产面临的严重问题,玉米通过分泌脱氧麦根酸(2’-deoxymugineic acid, DMA)吸收利用土壤中的难溶性铁。为探明玉米DMA分泌通道蛋白基因YS3的表达和调控机制,本文通过克隆获得长为2813 bp的YS3基因启动子,该序列含有大量TATA-box、CAAT-box等启动子基本元件,以及光响应、激素调控等多个顺式调控元件;构建YS3启动子驱动GUS基因的植物表达重组载体pCAMBIA-YS3GUS,利用农杆菌介导转化拟南芥,获得pYS3::GUS转基因植株,对转基因植株进行GUS组织化学染色,并通过石蜡切片技术对转基因植株进行组织观察,分析pYS3::GUS转基因植株中YS3基因启动子的活性。结果表明,YS3启动子主要驱动GUS基因在拟南芥根部表达,且主要集中在根部表皮细胞,机械损伤可激发YS3启动子活性,驱动GUS基因在损伤临近部位表达。本研究对于理解玉米DMA分泌的分子调控机理方法od3 gmaigensuan有重要意义。