转TaDREB基因提高芦荟抗低温特性的研究

以库拉索芦荟(Aloe vera L.)幼茎为外植体,利用农杆菌介导法将携带小麦功能基因TaDREB的表达载体pBIR1转化库拉索芦荟,在添加3.0mg/L BA、250mg/L Carbenicillin和15~25mg/L G418的MS培养基上诱导、筛选丛生芽,连续筛选几代后,将2.0~3.0cm高的抗性再生芽转移到1/2MS生根培养基上壮苗,共获得58株生长良好的抗性植株。根据标记基因npt Ⅱ及目的基因TaDREB的序列设计上游引物,对所有抗性植株进行PCR检测,共获得3株PCR阳性植株,结果表明目的基因的转化效率为0.5%。将转基因阳性植株置于4℃低温处理2周,20℃冷冻处理30min,发现对照植株发生严重冻害,而转基因植株生长良好,抗低温特性明显提高。对低温胁迫条件下培养14天的转基因植株SOD、POD酶活性进行分析,结果表明低温胁迫下转基因植株SOD、POD活性均呈降－升－升－升趋势变化,与非转基因植株的变化趋势降－升－降－降有所不同。进一步利用电导率法检测,结果转基因植株电导率的平均值为0.456,明显低于对照的0.685;说明转基因芦荟细胞膜的稳定性得到很好的改善,是其抗低温特性提高的内在生理基础。     

糙皮侧耳Pleurotus ostreatus子实体凝集素基因polectin2及其启动子的克隆及功能鉴定

凝集素在食用菌的生长发育、抗病虫等逆境及抗肿瘤等方面发挥着重要的作用,但是关于糙皮侧耳凝集素基因的抗逆功能研究还比较薄弱。因此,本文利用PCR技术克隆得到糙皮侧耳子实体凝集素polectin2基因及其启动子序列,测序和生物信息学结果显示该基因不含内含子,完整开放阅读框为408bp,编码136个氨基酸,预测蛋白分子量15.3k Da;启动子polectinpro序列长度为927bp,生物数据库PLACE分析结果表明polectinpro含有低温、干旱胁迫诱导和病程相关等抗逆元件。然后,构建含有GFP融合蛋白的重组植物表达载体pCAMBIA1302-polectinpro-gfp,并进行烟草遗传转化,结果证明该启动子能够在低温诱导下驱动gfp基因表达。同时成功构建了含有polectin2的重组植物表达载体pCAMBIA1301-polectin2并进行了烟草遗传转化;对阳性转化植株T1代和野生型种子进行低温胁迫实验,结果表明转基因种子萌发率明显高于野生型。综上所述,推测polectin2基因具有耐低温功能,且其启动子具有低温诱导活性。上述结果为进一步利用子实体凝集素polectin2基因提高食用菌的耐低温等抗逆功能提供了理论依据和技术支持。     

THP基因的重新克隆及草菇表达载体的构建

草菇 (Ｖｏｌｖａｒｉｅｌｌａｖｏｌｖａｃｅａ)是一种高温型的食用菌 ,在 4℃低温条件下 ,其菌丝自溶死亡 ,子实体发软、液化直至腐烂[1～ 3 ] 。草菇的这一特性严重地限制了草菇的生产、新鲜草菇的流通、低温冷冻保鲜和出口创汇以及草菇菌种的低温冷冻储藏。草菇是同宗结合的真菌 ,生活史复杂[4 ] ,菌丝没有锁状联合 ,杂种选择缺乏标记 ,这给草菇的杂交育种带来极大的困难[5,6] 。基因工程的发展为解决草菇不耐低温冷藏这一难题提供了可能。ＴＨＰ(ＴｈｅｒｍａｌＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓＰｒｏｔｅｉｎ)基因—热滞后蛋白基因 ,是加拿大科学…     

紫花苜蓿F-box蛋白基因MsFTL的克隆及功能分析

FTL(F-box Triple LRR protein)是F-box蛋白家族的成员,具有F-box保守结构域,在植物抵御逆境胁迫过程中起重要作用。本研究参考低温胁迫下紫花苜蓿转录组数据设计引物,通过RT-PCR克隆获得紫花苜蓿MsFTL基因,该基因的全长1422 bp,编码473个氨基酸。该蛋白含有1个F-box结构域及3个LRR重复。系统进化分析表明,MsFTL与蒺藜苜蓿XP_003626345.1 F-box/FBD/LRR-repeat protein亲缘关系最近。两者蛋白序列比对发现共有11个差异位点。在低温、盐、干旱以及外源ABA处理下,MsFTL基因受到诱导,表达量上调。构建植物过表达载体pCBM-MsFTL,通过农杆菌介导法转化烟草。对经过抗性筛选、PCR和Real-time PCR验证的转基因植株进行低温抗性鉴定。在-4℃低温胁迫下,野生型烟草叶片出现了明显的萎蔫失水现象,而转基因烟草萎蔫程度相对较轻。生理检测结果表明,4℃处理24 h之后,转基因烟草的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD活性,CAT活性高于野生型,MDA含量低于野生型。本研究表明,MsFTL基因在提高植物对低温胁迫的抗性方面具有重要的作用。     

低温胁迫下草菇甘油‐3‐磷酸酰基转移酶基因表达变化的研究

以草菇低温敏感型V23菌株与耐低温型VH3菌株为试验材料,将二者菌丝体置于冰浴中进行不同时间的低温胁迫处理。首先提取RNA,反转录为cDNA,然后构建含有微管蛋白(tubulin,TUB)基因片段和甘油‐3‐磷酸酰基转移酶(glycerol‐3‐phosphate acyltransferase,GPAT)基因片段的质粒,最终对GPAT基因在低温胁迫不同处理时间下的表达进行定量。结果表明,耐低温型的VH3菌株,在低温处理2h时,GPAT基因相对表达量上升,4h,表达量下降,6h上升,之后逐渐下降。低温敏感型V23菌株,在低温处理2h时,表达量下降,4h,表达量上升,此后逐渐下降;除低温处理4h外,V23菌株的GPAT基因表达量始终低于VH3菌株,初步推测GPAT基因的高表达与草菇的耐低温能力相关。     

草菇冷诱导基因Cor1在低温下表达变化的研究

将草菇菌株V23和耐低温诱变草菇菌株VH3的菌丝在4℃下处理不同时间,分别提取RNA,反转录获得cDNA作为模板,构建含Cor1基因和GPD内标基因片段的质粒作为标准品,采用荧光定量PCR技术研究Cor1基因在低温下的表达变化。结果表明草菇V23菌株的Cor1基因未经低温处理的表达量最大,低温处理后表达量持续下降,在6h达到最低值,8h开始该基因的表达量上升;而VH3菌株Cor1基因低温处理后表达量明显增加,2h达到最大值,4h下降,但6h开始上升,10h又下降。通过推测Cor1基因表达与草菇耐低温特性有相关性,为今后利用草菇自身的抗寒机制进行遗传改造提供理论依据。     

萝卜低温胁迫转录因子的克隆及遗传转化

采用RT-PCR和电子克隆技术从抗寒植物萝卜(Raphanus sativusL.)中分离了一个低温胁迫转录因子的cDNA全长序列,命名为RsICE1(GenBank登录号为HQ891287).序列分析显示,该基因全长1 375 bp,编码区为1266 bp,编码421个氨基酸.序列比对表明,该蛋白C端含有一个典型的bHLH结构域,与其他植物的ICE1蛋白具有较高的同源性.进化树分析表明,RsICE1编码的蛋白与油菜的ICE1编码蛋白亲缘关系最近,处在同一进化分枝.半定量RT-PCR分析表明,RsICE1是冷诱导条件下差异表达的基因.构建该基因的植物表达载体,利用农杆菌介导法转化粳稻品种龙粳24,经PCR和RT-PCR分子检测,证明RsICE1基因已经整合到水稻基因组中,并正常表达.与对照相比,低温处理后转基因株系存活率和脯氨酸含量明显增加,相对电导率积累速率明显下降,提高了抗低温胁迫能力.     

沙冬青脱水素基因转化紫花苜蓿的耐寒性研究

以紫花苜蓿品种‘中苜2号’为野生型材料,采用农杆菌介导法将沙冬青脱水素基因(dehydrin,AmDHN)导入紫花苜蓿基因组中并获得转基因植株,通过PCR和Southern blot杂交鉴定转基因植株,利用RT-PCR和qRT-PCR检测转基因植株中AmDHN基因及低温胁迫相关基因的表达量,并测定低温胁迫下苜蓿叶片的脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量,从分子水平和生理指标两个层面研究转基因植株的抗寒特性,为进一步获得抗寒性较强的转基因苜蓿新材料提供依据。结果显示:(1)AmDHN基因已整合在转基因苜蓿植株基因组中,而且在不同的转基因株系中AmDHN的表达量也各不相同。(2)低温(4℃)处理后转基因植株中冷胁迫相关基因CBF2、CBF3、ProDH和CAS17的表达量明显高于同期野生对照;CBF2、CBF3和CAS17表达量在冷处理5h后都显著增加并达到最大值,而ProDH表达量在冷处理7d时最高,它们的最高值分别是对照的2.5、4、1.6和3倍左右。(3)苜蓿叶片的Pro和MDA含量均随低温处理时间延长而逐渐增加,转AmDHN基因苜蓿叶片的Pro含量始终高于同期野生型植株,而其MDA含量却始终低于同期野生型植株,且两类植株间差异均在胁迫14d时达到显著水平。因此,推测转AmDHN基因苜蓿中积累的AmDHN蛋白可能对一些酶的活性及膜系统起冷冻保护作用,从而使得转AmDHN基因紫花苜蓿的植株抗寒性提高,同时AmDHN也可能通过调控与低温相关基因的表达间接调节植物的耐低温能力。     

油菜转抗草甘膦、抗虫基因获得双抗植株

以草甘膦为筛选剂,用农杆菌介导法将编码5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）的aroA—M12基因和编码苏云金杆菌毒蛋白的Btslm基因导入到甘蓝型油菜优良品种湘油15号中。在用草甘膦对转化体进行筛选的基础上．对转基因再生植株进行了PCR检测、Southern blot和Western blot分析．结果证明外源基因确已导入到该油菜品种中,而且表达了相应的蛋白。对转基因植株进行抗草甘膦、抗虫性鉴定的结果表明．转基因植株具有抗草甘膦、抗虫的双重特性。研究结果还表明抗草甘膦的aroA—M12基因在植物基因转化中,既可以用作抗除草剂基因,又可以代替常用的抗生素标记,用作植物筛选标记基因。     

草菇热激蛋白60基因(Vvhsp60)生物信息学分析及低温下的表达

【背景】生物受到温度胁迫时,热激蛋白被诱导并在短时间内大量产生,可以使受损的蛋白质恢复正常构象,增强生物对逆境胁迫的耐受性。【目的】初步探究草菇热激蛋白60(Vvhsp60)与低温耐受性的关系,为深入开展草菇不耐低温特性的遗传改良奠定理论基础。【方法】对Vvhsp60进行生物信息学分析,以低温敏感型草菇菌株V23及耐低温菌株VH3为实验材料,利用实时荧光定量PCR技术分析低温胁迫及热激诱导后在低温下草菇菌丝体中Vvhsp60基因的表达水平。【结果】草菇Vvhsp60编码蛋白不存在信号肽,不属于分泌蛋白,在线粒体和细胞质内发挥生物学作用,属于双向跨膜蛋白。低温处理显著提高了V23与VH3菌丝体中Vvhsp60基因的表达量,而且VH3中的表达量显著高于V23,推测Vvhsp60基因的表达量高可能有助于增强草菇对低温胁迫的耐受性。经热激处理后两菌株Vvhsp60基因的表达量显著高于各自未热激处理的对照组,表明热激处理可诱导Vvhsp60基因的表达。【结论】Vvhsp60与草菇低温耐受性相关,并且热激可以诱导Vvhsp60基因的表达。     

Highly efficient Agrobacterium-mediated transformation of Volvariella volvacea

Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (ATMT) was successfully applied to the edible straw mushroom, Volvariella volvacea. Mycelium pellets were transformed to cold stress resistance using the afp gene as both a selective marker and a reporter gene, under the control of a heterologous Lentinula edodes gpd promoter. The efficiency of transformation is over 100 times higher than that previously reported in V. volvacea. Stable integration of the afp gene with 1-4 copy numbers was confirmed in all 10 randomly selected transgenic events by Southern blot analysis. The mitotic stability of the transformants was demonstrated after five successive transfers on PDA medium without selection pressure and the PCR analysis of basidiospores harvested from transformants.     

草菇Vvrin1基因RNAi转化子的筛选及其转录组分析

草菇味道鲜美,食用价值高,是我国主要栽培的商业食用菌之一。MADS-box转录因子对真核生物的生长发育和信号传导具有关键性的调控作用。本研究通过农杆菌介导的方法获得5个草菇MADS-box转录因子Vvrin1基因的RNA干扰转化子,并进一步对转化子的表型进行分析,发现5个转化子菌丝在PDA固体培养基和栽培料中的生长速度均显著小于（P<0.05）转化野生型菌株H1521,且转化子菌丝颜色呈黄白色,较粗,较稀疏。出菇实验发现,RNA干扰转化子生长停滞在菌丝阶段未能形成原基出菇。转化子菌丝阶段的转录组测序数据发现,上调基因主要富集在核糖体、氨基酸生物合成和次生代谢物的生物合成等途径;下调基因主要富集在MAPK信号通路、脂肪酸氧化、磷脂酰肌醇信号系统等途径。进一步推测MADS-box转录因子Vvrin1基因表达水平降低会影响MAPK信号通路和磷脂酰肌醇信号通路的表达,进而降低菌丝生长速度,影响原基形成。     

mRNA差别显示技术分离草菇低温诱导基因*

本文报道采用改良的mRNA差别筛选法,通过选用3'锚定引物和18-25碱基的PCR随机引物组合,以琼脂糖凝胶电泳,EB显色替代聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影,对低温处理草菇(Volvariella volvacea)及正常草菇基因表达进行筛选、分析,结合RNA斑点杂交技术加以验证,分离得到70个草菇低温诱导DNA片段。     

mRNA差别显示技术分离草菇低温诱导基因

本文报道采用改良的mRNA差别筛选法,通过选用3'锚定引物和18-25碱基的PCR随机引物组合,以琼脂糖凝胶电泳,EB显色替代聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影,对低温处理草菇(Volvariella volvacea)及正常草菇基因表达进行筛选、分析,结合RNA斑点杂交技术加以验证,分离得到70个草菇低温诱导DNA片段。     

草菇不同菌株木聚糖酶xyn基因的表达及其酶活性分析

木聚糖酶是半纤维素酶系的重要组成部分,能够分解水稻、小麦等农作物秸秆中的半纤维素。研究探讨木聚糖酶相关基因及其功能,为进一步探讨木聚糖酶与草菇生物转化率之间的关系提供理论依据。首先通过生物信息学手段构建了草菇2个木聚糖酶基因xyn1和xynII编码氨基酸序列的系统进化树,然后从生物转化率不同的草菇菌株分别提取各自的RNA,反转录为cDNA后,采用实时荧光定量PCR技术分析了xyn1和xynII基因的转录表达情况;最后应用DNS法对这些菌株中的木聚糖酶活性进行了测定。研究结果表明,xyn1编码的氨基酸序列与草腐菌相似性较高,而xynII编码的氨基酸序列与木腐菌遗传差异较小。在木聚糖酶活性测定和实时荧光定量PCR结果中,不同菌株的木聚糖酶活性趋势与xynII的转录表达趋势相似,均呈现依次递减。草菇的木聚糖酶活性与其生物转化率之间存在正相关性,推测草菇不同菌株木聚糖酶活性差异可能表现在转录水平上的差异。     

羽衣甘蓝胁迫应答基因BoRS1转化烟草的初步研究

将克隆于羽衣甘蓝的胁迫应答基因BoRS1连入中间载体p35S-2300：：gus：：noster相应位点,成功地构建了含BoRS1基因的植物双元表达载体p35S-2300：：BoRS1：：noster,并通过农杆菌介导法对烟草进行了遗传转化。PCR检测结果表明目的基因BoRS1已成功地导入并整合到烟草基因组中。RT-PCR分析显示,在不同的转基因烟草植株中BoRS1表达量存在差异。转BoRS1烟草的耐干性和甘露醇胁迫研究表明,BoRS1基因的表达对提高植物抗干旱胁迫能力有一定的作用。     

Improvement of cold tolerance of the half-high bush Northland blueberry by transformation with the <Emphasis Type="Italic">LEA</Emphasis> gene from <Emphasis Type="Italic">Tamarix androssowii</Emphasis>

Previous studies have shown that the late embryogenesis abundant (LEA) gene of Tamarix androssowii can enhance the drought tolerance of transgenic tobacco. In this study, the cloned LEA gene was transformed into half-high bush Northland blueberry in order to enhance its ability to tolerate cold stress. The cephalosporin antibiotics ceftriaxone, cefotaxime and cefazolin were used to optimize transformation of leaf explants, and kanamycin sulfate was used to select for transgenic shoots. PCR and Southern blot analysis confirmed 8 transformants with LEA gene copy numbers ranging from 1 to 7. The LEA chimeric gene was found to be normally transcribed in 6 transgenic lines by RT-PCR. The 8 transgenic lines were tested for cold tolerance by measuring the activities of peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA) content and relative electrolyte leakage (REL). Overexpression of the LEA gene enhanced the activity of both POD and SOD under low temperature stress conditions. Lipid peroxidation in the transgenic lines was significantly lower than in non-transgenic plants after cold stress, as determined by MDA content and REL. Thus, our findings indicate that the LEA gene confers increased cold tolerance in the Northland blueberry and implicate the metabolic pathways through which it exerts this effect.     

草菇低温诱导蛋白研究初探

对低温处理的草菇Volvariella volvacea菌丝体的可溶性蛋白进行分析,发现草菇菌丝在低温协迫中有新的可溶性蛋白产生,应用电泳技术分离纯化了草菇菌丝体中的一个低温诱导蛋白,经等电聚焦分析,该蛋白质的等电点6.79,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析该蛋白质是由分子最为70kD和48kD的两条多肽所组成。     

用分子生物学技术对草菇进行菌株鉴别

利用AP-PCR和RAPD技术对三个草菇菌株进行鉴别,其结果与用草菇菌株V34基因文库中的中等重复序列为探针进行限制性内切酶长度多态性分析(RFLP),及对编码核糖体5.8SrRNA的DNA(rDNA)进行PCR扩增后的产物进行限制性内切酶长度多态性分析(PCR-RFLP)的结果相一致。这一结果显示出用这四种方法对草菇菌株进行鉴别具有相似的效果。同时用这四种方法构建的分子生物学标记显示出这三个菌株中的两个菌株在遗传上有着较大程度的相似性。