转甜瓜CmSAMDC基因拟南芥的获得及其耐盐性研究

该研究以哥伦比亚生态型野生拟南芥为材料,将甜瓜CmSAMDC基因构建到植物双元表达载体pCAMBIA1304上,采用农杆菌介导法转入拟南芥,在含有50mg/L潮霉素(Hyg)MS固体培养基上筛选转基因后代,并利用T3代转基因幼苗进行耐盐性分析。结果显示:(1)成功构建了植物超表达载体35S∷CmSAMDC,并经农杆菌介导法转化拟南芥,潮霉素抗性筛选后获得了转CmSAMDC基因拟南芥T3代植株。(2)转CmSAMDC基因拟南芥T3代幼苗在含100、150、200mmol/L NaCl培养基中,侧根长势比野生型植株更为健壮;在200mmol/L NaCl浇灌处理后,转CmSAMDC基因T3代植株仍能维持正常生长,而野生型植株的生长明显受到抑制;在400mmol/L NaCl浇灌处理后16d,野生型植株逐渐死亡,而转基因植株仍能继续存活;对盐胁迫后植株的脂质过氧化程度(MDA)测定显示,野生型植株MDA水平较转基因植株上升更为明显。研究表明,过表达甜瓜CmSAMDC基因增强了转基因拟南芥的耐盐性。     

AtNHX5基因过量表达对拟南芥耐盐性的影响

为了研究AtNHX5基因在植物耐盐中的作用,构建了植物过量表达载体pROKⅡ-AtNHX5,并转化拟南芥。结果显示:(1)RT-PCR检测表明,转基因拟南芥中AtNHX5基因的表达大幅提高。(2)对转基因纯合株系进行耐盐性分析显示,AtNHX5过量表达提高了植株在种子萌发和苗期的耐盐性。(3)转基因植株在盐处理下的干重、鲜重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。在200mmol/L NaCl处理下,以转基因株系a1-4为例,其地上部分单株鲜重、单株干重、K+含量分别是野生型的1.27、1.54、1.16倍,较野生型显著升高。研究表明,过量表达AtNHX5基因促进了盐胁迫下转基因植株对K+的吸收,转基因拟南芥的耐盐性明显提高。     

转ZjAPX基因拟南芥对NaCl、干旱胁迫的耐性研究

旨在探讨枣树抗坏血酸过氧化物酶基因ZjAPX在植物渗透胁迫中的作用。将ZjAPX基因转入到模式植物拟南芥,以野生型(WT)、转ZjAPX拟南芥株系T2为试材,进行不同浓度NaCl胁迫和干旱胁迫。结果表明,转基因株系的种子萌发、植株生长均优于野生型株系;荧光定量PCR检测转基因拟南芥植株在干旱和盐胁迫处理10 d后目的基因ZjAPX的表达量显著高于野生拟南芥,表明ZjAPX的高表达明显提高了植株的抗旱和耐盐性。     

NRRB在水稻应答高盐和干旱胁迫中的功能解析

为研究NRRB在水稻抗逆反应中的作用,通过重叠延伸PCR扩增NRRB基因编码区,构建超量表达载体,并转化水稻愈伤组织获得超量表达转基因水稻植株。鉴定结果表明,该基因已被整合到水稻基因组中,并实现超量表达;同时构建了抑制表达载体,获得转基因株系,PCR检测结果证实NRRB基因在转基因水稻中受到明显抑制。对T1代转基因植株进行抗旱性、耐盐性分析,结果显示,超量表达NRRB基因增强了转基因水稻对干旱的抗性,抑制表达NRRB基因的转基因水稻对干旱的敏感性增强,表明NRRB正调控水稻对干旱的抗性;耐盐性分析表明,NRRB基因的抑制表达降低了植株对盐的敏感性。     

水稻受盐抑制基因OsZFP1的转基因分析

OsZFP1(水稻锌指蛋白1)基因编码的蛋白含有3个推测的Cys2/Cys2-型锌指结构域,它的表达受盐胁迫负调控.构建了以35S为启动子的OsZFP1基因的植物表达载体,并将其转入拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)植物和水稻(Oryza sativa L.)愈伤组织中以过量表达OsZFP1基因.转基因的拟南芥植株和水稻愈伤组织对盐处理的敏感性都比野生型要高.这一结果表明OsZFP1基因可能编码一种负调控蛋白,它可能抑制某些盐诱导基因的表达.在ABA处理下,转基因拟南芥植株比野生型植株抽苔晚,说明OsZFP1基因的作用可能受ABA调节.     

过表达秋茄C2H2型锌指蛋白基因KcZFP提高烟草耐盐性

基因转录调节是植物对非生物胁迫适应机制的一个重要方面,转录调节因子在胁迫信号转导途径中调节下游基因的表达,在建立植物对胁迫适应性过程中起到重要作用.锌指蛋白是功能多样的转录调节因子蛋白家族,家族成员在植物响应非生物胁迫方面扮演着重要角色.本研究以秋茄C2H2型锌指蛋白编码基因KcZFP为目的基因,在烟草中过表达KcZFP,分析C2H2型锌指蛋白在植物耐盐性中的作用.研究结果显示:转基因株系中,KcZFP表达量显著提高.过表达KcZFP的烟草植株的耐盐性明显提高,在200 mmol/L NaCl处理的条件下,KcZFP过表达烟草中脯氨酸水平远高于野生型植株.对光合作用参数比较分析显示,在KcZFP过表达植株中净光合速率受盐胁迫的影响小于野生型植株,光合系统在一定程度上得到了保护.研究结果说明KcZFP作为转录调节因子参与了植物的渗透调节,对植物的耐盐性具有贡献.     

转金属硫蛋白基因(MT_1)烟草耐NaCl胁迫能力

为明确柽柳(Tamarix sp.)金属硫蛋白(MT1)基因过量表达对提高植物耐NaCl能力的作用,对转MT1因烟草进行分子检测和生理特性分析,结果表明具有卡那霉素抗性的转基因植株经RT-PCR Southern杂交均表现为阳性,说明外源MT1基因已整合到烟草基因组,并且得到了表达。金属硫蛋白基因的过量表达提高了转基因烟草植株的耐NaCl能力,表现为在含有150mmol/L和300mmol/L NaCl的MS培养基上,转基因植株的株高和鲜重均明显优于非转基因株系;在生理性状上表现为转基因植株丙二醛(MDA)含量明显低于非转基因株系,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性比非转基因株系明显增加。     

绒毛白蜡FvNCED3基因植物表达载体构建及功能分析

[目的]构建绒毛白蜡FvNCED3基因的植物过表达载体并对其基因功能进行分析。[方法]采用双酶切法将绒毛白蜡FvNCED3基因插入pROKⅡ载体中,构建pROKⅡ-FvNCED3植物表达载体;浸花法转化拟南芥,抗性种子经Kan筛选后进行PCR检测;测定不同盐浓度培养基中转基因幼苗和对照植株的鲜重与根长,鉴定其基因功能。[结果]双酶切重组质粒得到1 823 bp的目的片段,表明成功构建pROKⅡ-FvNCED3植物表达载体;转基因种子经50mg/L Kan筛选培养6 d时效果最好,转化率达4.97‰。耐盐性分析表明,盐胁迫下,转基因株系根长显著长于对照,且盐浓度为100 mmol/L、150 mmol/L时,其鲜重分别为对照的1.43倍、2.06倍。[结论]成功构建pROKⅡ-FvNCED3植物表达载体,经PCR证明FvNCED3基因整合到植物基因组中。转基因后代的耐盐性分析初步表明FvNCED3基因具有增强植物耐盐性的功能。     

转山菠菜胆碱单加氧酶基因(AhCMO)水稻创制及其耐盐性研究

胆碱单加氧酶(Choline monooxygenase,CMO)是高等植物体内合成甜菜碱的一个关键酶.利用载体pCAMBIA3300与玉米泛素(Ubiquitin)启动子构建了AhCMO基因的过表达载体.采用基因枪轰击愈伤组织细胞将AhCMO基因转化东稻3号(OryzasativaL.subsp.japonica Kato),经抗性筛选,获得再生苗18株,选取农艺性状与野生型基本一致的其中7株进行PCR与Southern杂交检测,获得3株转AhCMO基因阳性植株;RT-PCR的检测结果表明外源AhCMO基因能正常转录;草铵膦叶片涂布试验结果表明,Bar基因在转AhCMO基因水稻植株中能正常表达;对T1代转基因再生植株进行0.5%NaCl高盐处理,结果表明,4号、7号转AhCMO基因水稻耐盐性强于非转基因对照,说明外源AhCMO基因能提高东稻3号的耐盐性.     

秋茄KcRD22基因的克隆与功能分析

本文以用200 mmol/L NaCl处理24 h后的秋茄幼苗为材料提取秋茄叶片总RNA,利用RT-PCR方法克隆获得KcRD22基因的全长cDNA,通过构建pCAMBIA-2300-KcRD22过表达载体,利用农杆菌侵染的方式获得过表达KcRD22的烟草转基因株系,并对转基因株系的耐盐性做出初步分析.实验结果显示:KcRD22基因的ORF长1 131 bp,编码1个等电点为9.07、分子量为39.8 kD、由375个氨基酸组成的蛋白.PCR及RT-PCR鉴定结果表明,KcRD22基因已经分别整合到8株烟草的染色体中,并在两个株系中获得表达.对转基因烟草进行光合作用测定,结果显示100 mmol/L NaCl处理显著降低了野生型烟草的净光合速率,而转基因植株叶片的光合作用受到的影响较小.盐浓度达到200 mmol/L时,转基因植株及野生型烟草净光合速率都明显降低,但盐胁迫解除后,转基因烟草光合作用的恢复情况明显好于野生型烟草,说明KcRD22的过表达提高了烟草的抗盐性.本文初步确定了KcRD22基因对植物耐盐性的贡献,这为进一步深入研究该基因在耐盐机制中的功能奠定了良好基础.     

Over-expression of a single Ca2+-dependent protein kinase confers both cold and salt/drought tolerance on rice plants

A rice gene encoding a calcium-dependent protein kinase (CDPK), OsCDPK7, was induced by cold and salt stresses. To elucidate the physiological function of OsCDPK7, we generated transgenic rice plants with altered levels of the protein. The extent of tolerance to cold and salt/drought stresses of these plants correlated well with the level of OsCDPK7 expression. Therefore, OsCDPK7 was shown to be a positive regulator commonly involved in the tolerance to both stresses in rice. Over-expression of OsCDPK7 enhanced induction of some stress-responsive genes in response to salinity/drought, but not to cold. Thus, it was suggested that the downstream pathways leading to the cold and salt/drought tolerance are different from each other. It seems likely that at least two distinct pathways commonly use a single CDPK, maintaining the signalling specificity through unknown post-translational regulation mechanisms. These results demonstrate that simple manipulation of CDPK activity has great potential with regard to plant improvement.     

转HAL1基因番茄的耐盐性

利用农杆菌介导的叶盘法,把HAL1 基因转入番茄,Southern杂交检测得到转基因植株.耐盐实验表明, T1代转基因番茄在150 mmol/L的NaCl胁迫下仍有43%的发芽率,200 mmol/L的NaCl胁迫下发芽率为6%,而对照种子在100和150 mmol/L的NaCl胁迫下发芽率分别为11.0%和0.转基因番茄的电解质相对外渗率小于对照,而根冠比和叶绿素含量大于对照,转HAL1基因显著提高了番茄的耐盐性.盐胁迫下Na 、K 的累积状况表明,转基因番茄根、茎、叶的K /Na 均有所提高,根系的SK/Na增大,茎、叶的RSK/Na和RLK/Na减小,说明根系对K /Na 离子的选择吸收和运输能力加强.不但选择吸收K /Na ,而且表现出整株水平上的有利于耐盐的K /Na 区域化分配.     

转铜/锌超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶基因马铃薯的耐氧化和耐盐性研究

高盐等逆境可以加剧植物体内活性氧的产生,进而引起植物细胞死亡。为开发抗逆境作物,以置于氧化诱导型启动子下定位于叶绿体的转铜/锌超氧化物歧化酶（Cu/ZnSOD）和抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)马铃薯为材料,研究了其对MV和 NaCl所引起的氧化胁迫的耐受性。结果表明, MV胁迫下,转基因马铃薯叶片膜的相对电导率明显低于对照; NaCl胁迫下,其叶绿素含量高于对照。 在含NaCl 的培养基上,转基因幼苗生根率明显大于对照。另外,NaCl胁迫下转基因马铃薯叶片的SOD和APX酶活性显著高于对照,与其耐盐性的提高相一致。这些研究表明,转入Cu/ZnSOD和APX基因的马铃薯清除活性氧的能力增强,抗逆性得到提高。本实验采用氧化诱导型启动子调控下的SOD和APX两个基因协同作用,使外源基因只有在逆境胁迫时才特异性表达,增强转基因植株的抗逆效果,为培育抗逆经济作物开阔了思路。     

ERF类转录因子OPBP1基因的超表达提高烟草的耐盐能力

ERF是植物中的一类重要的转录因子,参与调节植物的生长,发育以及抗胁迫等过程,对一烟草OPBP1基因（属于ERF类基因）的烟草转化,获得了该基因超表达的植株,转基因植株明显地增加了耐盐能力,Northern杂交结果表明,OPBP1基因有不同程度的表达,而且表达丰度与其耐盐性有一定的正相关性,凝胶阻滞实验结果证明OPBP1融合蛋白能特异地与含GCC盒的DNA序列结合,这些结果说明OPBP1基因可能作为一转录因子来调节烟草耐盐相关的基因。     

超表达AVP1基因提高转基因百脉根的耐盐性和抗旱性

本研究以超表达拟南芥液泡膜H＋-焦磷酸酶编码基因AVPI的转基因百脉根为材料,对其耐盐性和抗旱性进行了检测。结果显示：在200mmol·L^-1 NaCl下处理或自然干旱7d后,转基因植株的生长虽然受到抑制,但受抑程度明显低于野生型植株,前者叶片相对含水量比后者分别高18％和14％,净光合速率分别高20％和21％,而MDA含量则分别低35％和27％,相对质膜透性分别低28％和27％。此外,随着盐和干旱胁迫的加剧,与野生型植株相比,转基因植株体内积累了更多Na＋、K＋和Ca2＋。以上结果表明,AVPI基因的超表达可能提高了百脉根细胞Na＋区域化能力,既减轻了过量Na＋对细胞质的毒害作用,也提高了植株的渗透调节能力,从而增强了百脉根的耐盐性和抗旱性。     

AtNHX1基因对草木樨状黄芪的转化和耐盐性表达研究

应用RT-PCR技术从100mmol/LNaCl胁迫处理的拟南芥幼中克隆得到编码液泡膜Na /H 逆向转运蛋白的AtNHX1基因cDNA 编码ORF.并在该ORF上游分别插入CaMV 35启动子和TMV RNA5'UTR的Ω片段,而在下游插入NOS polyA构建真核表达盒,进而将该表达盒插入双元植物表达栽体pNT质粒的T-DNA区构建了携带AtNHX1 基因的植物表达载体质粒pNT-AtNHX1.将pNT-AtNHX1 导入农杆菌LBA4404,用农杆菌介导法将AtNHX1 基因导入豆科牧草草木樨状黄芪中,共获得103株Kan抗性再生植株.通过对农杆菌茵液浓度、侵染时间和乙酰丁香酮浓度等影响转化效率的因素进行优化,初步建立了稳定的草木樨状黄芪农杆菌转化体系.经过PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测表明,AtNHX1 基因已被成功整合到草木樨状黄芪基因组中,并且能够正常转录.野生型和转基因株系诱发的愈伤组织进行耐盐生长实验,结果显示相同盐胁迫条件下,转基因愈伤组织的相对生长率显著高于野生型愈伤组织.施加梯度NaCl胁迫后,植株叶片K ,Na 含量和叶片相对电导率测定结果显示,转基因植物叶片比野生型积累更多的Na 和K ,维持较高的K /Na ;转基因株系叶片相对电导率显著低于野生型.上述结果表明,AtNHX1 基因的导入和表达在提高草木樨状黄芪耐盐性的同时减轻了盐胁迫对植物细胞膜的伤害.关键词: AtNHX1 草木樨状黄芪农杆菌遗传转化耐盐性.     

转LEA基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳LEA基因的功能,为通过基因工程手段培育耐盐植物提供基础资料。方法:对转LEA基因烟草当代(T0)和子一代(T1)分别进行不同浓度的NaCl胁迫处理,研究转基因烟草的耐盐性。结果:转基因烟草T0代组培苗耐受NaCl的临界浓度为230mmol/L,而对照耐受NaCl的临界浓度为130mmol/L以下;T1代幼苗耐受NaCl的临界浓度为150mmol/L,对照耐受NaCl的临界浓度为100mmol/L以下;在临界浓度转基因烟草的T0代、T1代根系发育良好,生长量明显高于非转基因对照烟草。结论:柽柳LEA基因的转化提高了烟草的耐盐性。     

转柽柳晚期胚胎富集蛋白基因烟草T1代的耐盐性评价

目的:验证转柽柳晚期胚胎富集(LEA)蛋白基因烟草T1代的耐盐性。方法:采用盐胁迫方式,对转柽柳LEA蛋白基因烟草T1代的6个株系及非转基因对照烟草T1代进行不同浓度NaCl胁迫处理,分析了NaCl胁迫下转基因烟草的生长量、根系的发育及盐害程度。结果:各转基因烟草T1代组培苗在150mmol/L的NaCl培养基上根系生长良好,平均增重(鲜重)是非转基因对照的7.72倍,平均高生长是非转基因对照的3.51倍,盐害指数低于或等于50%;而非转基因对照烟草T1代组培苗生长缓慢,根系几乎不能生长发育,盐害指数达65%。结论:柽柳LEA蛋白基因的导入提高了T1代烟草的耐盐性。     

Sugar starvation- and GA-inducible calcium-dependent protein kinase 1 feedback regulates GA biosynthesis and activates a 14-3-3 protein to confer drought tolerance in rice seedlings

Germination followed by seedling growth constitutes two essential steps in the initiation of a new life cycle in plants, and in cereals, completion of these steps is regulated by sugar starvation and the hormone gibberellin. A calcium-dependent protein kinase 1 gene (OsCDPK1) was identified by differential screening of a cDNA library derived from sucrose-starved rice suspension cells. The expression of OsCDPK1 was found to be specifically activated by sucrose starvation among several stress conditions tested as well as activated transiently during post-germination seedling growth. In gain- and loss-of-function studies performed with transgenic rice overexpressing a constitutively active or RNA interference gene knockdown construct, respectively, OsCDPK1 was found to negatively regulate the expression of enzymes essential for GA biosynthesis. In contrast, OsCDPK1 activated the expression of a 14-3-3 protein, GF14c. Overexpression of either constitutively active OsCDPK1 or GF14c enhanced drought tolerance in transgenic rice seedlings. Hence, our studies demonstrated that OsCDPK1 transduces the post-germination Ca²⁺ signal derived from sugar starvation and GA, refines the endogenous GA concentration and prevents drought stress injury, all essential functions to seedling development at the beginning of the life cycle in rice.