转反义trxs基因对小麦种子萌发过程中淀粉水解酶的影响

检测转反义trxs基因小麦种子萌发过程中胚乳内α-淀粉酶、β-淀粉酶和支链淀粉酶活性变化的结果表明,在种子萌发4d内,转基因小麦3种酶的活性态酶活性均低于野生型小麦,而3种酶的抑制态酶活性则均高于野生型小麦,转基因小麦淀粉酶的抑制程度高于野生型小麦,这可能是转基因小麦酶活性降低的原因之一。     

大麦转化体系的改进及TrxS基因的转化

以啤酒大麦品种“晋引6号”的幼胚为转化起始材料,用基因枪法将分别携带有目的基因(TrxS)和除草剂基因(筛选基因,Bar)的两个质粒进行了共转化,同时对基因转化的相关技术和植株再生的培养方案进行了优化。结果表明,受体材料宜选用预培养15d的幼胚;在培养前2周添加1mg／L ABA可抑制胚芽萌发而且有助于胚性愈伤组织的形成;1．0mg／L ZT与0．1mg／L IAA激素配比可有效促进愈伤组织的分化。利用优化的培养条件,经在含3～5mg／L筛选剂PPT的培养基上筛选、再生及生根培养。共在178块抗性愈伤组织上获得11株再生植株,再生率达到6．2％,经对T0、T1、T2代PCR、nested PCR和Southern杂交检测表明,TrxS基因已经稳定整合到大麦基因组中且遗传稳定、结构完整。     

六个黄淮麦区优质小麦品种在晋中麦区晚播的产量与品质性状研究

目的：为拓宽山西优质小麦品种资源,采用田间试验,研究来自黄淮麦区的6个优质小麦品种在晋中晚熟冬麦区的籽粒产量及品质性状表现。方法：供试小麦品种分别是：来自河南省国家小麦工程中心的豫农416（编号Y-1）、豫麦34（Y-2）、豫麦70（Y-3）和豫麦18（Y-4）,来自山西省农科院棉花科学研究所的舜麦紫秆（S-1）和舜麦1718D（S-2）,以山西农业大学育成品种山农129为对照（CK）。试验于2010年10月15日在山西农业大学实验农场进行,收获后测定籽粒产量与产量结构及籽粒品质。结果：引进的6个黄淮麦区育成小麦品种在晋中晚熟冬麦区晚播种植,其籽粒品质均优于当地品种山农129,但产量不足。6个引进品种在晋中晚播种植后,其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量等相关的籽粒品质亦明显高于原品种。相对而言,豫麦34、豫农416和舜麦紫秆均为高蛋白（〉17％）强筋（≥32％）品种,但前者高产（〉5800kg·hm-2）,后两者中产（〉4300kg·hm-2）;豫麦70和舜麦1718D均为高蛋白中筋（30％-32％）品种,但前者中产,后者低产（〈4000kg·hm-2）;豫麦18则为中等蛋白（〉16％）中筋的高产品种,当地品种山农129为低蛋白（〈16％）低湿面筋（〈30％）的高产品种。结论：豫麦34和豫麦18对改良山西小麦品种籽粒品质具有一定的意义。     

小麦TaLEC1基因的克隆及其表达特性分析

为了探讨LEC1基因在小麦(Triticum aestivum L)非生物胁迫应答中的功能,该研究通过RT-PCR结合RACE技术克隆小麦TaLEC1基因,并采用qRT-PCR方法分析了该基因在小麦不同组织以及不同处理下的表达模式,为深入研究小麦LEC1基因在干旱、高温和高盐胁迫下的响应机制奠定基础。结果表明:(1)成功克隆到小麦TaLEC1基因,该基因cDNA序列全长为1 074 bp,其中5′端非编码区23 bp,开放阅读框为741 bp,3′端非编码区310 bp,编码246个氨基酸,具有典型的CBFD_NFYB结构域。(2)实时荧光定量分析显示,TaLEC1在不同组织间表达差异显著,10 d龄幼苗的叶中表达量最高。(3)TaLEC1基因可被植物激素ABA诱导而上调表达,属于ABA依赖型的表达调控通路。(4)PEG模拟干旱胁迫处理后的0.5～1 h,TaLEC1基因呈上调表达;42℃胁迫处理过程中,TaLEC1基因呈稳定上调表达趋势,并在胁迫处理后12 h和48 h时表达急剧上调,分别为对照的52.8倍和34.5倍;NaCl胁迫处理0.5 h时TaLEC1基因迅速上调表达。研究表明,小麦TaLEC1基因参与ABA依赖的胁迫响应,推测可能在小麦耐受高温胁迫和渗透胁迫过程中发挥着重要的脱水保护功能。     

大麦铁蛋白基因(HvFer1)cDNA的克隆和表达

根据玉米铁蛋白ZmFer1的氨基酸序列,采用同源序列法进行序列拼接和引物设计,RT-PCR扩增获得了1个源自二叶期大麦叶片mRNA的大麦铁蛋白基因cDNA片段,HvFer1(GenBank登录号为EF440353)。HvFer1全长1023 bp,5′非翻译区56 bp,3′非翻译区202 bp,开放阅读框编码254个氨基酸。序列分析表明,此蛋白与已知植物铁蛋白高度同源,相似性介于56.7%～83.7%之间,N端具27个氨基酸的信号肽,C端(84～247)具有1个类似铁蛋白的功能域。RT-PCR表达谱分析显示,HvFer1在大麦的茎、叶、幼穗和幼根均能表达,茎和幼穗中表达量略高些。此外,HvFer1受PEG和盐胁迫的强烈诱导表达,中度铁胁迫也可不同程度地增加HvFer1的表达量。     

转反义硫氧还蛋白基因小麦萌发种子中蛋白质的变化

硫氧还蛋白h（thioredoxin h,Trx h）是一类广泛存在于生物体内的多功能活性蛋白,分子量约为12kD,它通过还原靶蛋白中的二硫键参与酶活性调节、抗胁迫、信号传导等许多重要的生命活动。硫氧还蛋白h能促进谷物类种子萌发过程,主要表现在以下2个方面：（1）在籽粒萌发期间,硫氧还蛋白可通过还原储存蛋白的分子内二硫键使其更易于被降解;（2）硫氧还蛋白也可以直接地通过将酶还原或者间接地通过使酶抑制蛋白失活而激活酶。源于Phalaris coerulescens的trxs基因（thioredoxin s,trxs）与小麦硫氧还蛋白h基因（thioredoxin h,trx h）同属于硫氧还蛋白基因家族,它们的cDNA有94％的同源性,表达产物也有相似的生物功能。我们采用基因枪法将反义trxs基因导入小麦,获得了可稳定遗传的小麦,并检测出转基因种子中硫氧还蛋白h表达量、水溶蛋白和醇溶蛋白的还原状态以及α-淀粉酶活性均低于对照小麦;另外,通过模拟降雨抗穗发芽试验证实转基因株系具有很强的抗穗发芽能力。以转反义trxs基因抗穗发芽小麦为材料,检测反义trxs基因小麦籽粒萌发过程中蛋白质的变化,探讨转反义trxs基因小麦的抗穗发芽机理。研究表明反义trxs基因能够减缓KCl可溶性蛋白中Chloroform-methanol（CM）蛋白向代谢类蛋白的转化进程,在萌发初期降低籽粒代谢类蛋白的含量,使籽粒代谢速度下降,而CM蛋白主要包含一些分子量小于20kD的蛋白质。在籽粒成熟过程中,硫氧还蛋白能够阻止麦谷蛋白亚基形成谷蛋白聚合体的过程,在转基因小麦中麦谷蛋白更易于形成大分子量的谷蛋白大聚合体,使得转基因小麦中的谷蛋白在萌发初期更难于被水解,因此转基因小麦籽粒会因谷蛋白难于降解而萌发较慢。另外,反义trxs基因减慢了麦胚中10kD蛋白的降解过程。     

转反义trxs基因小麦株系00T89分子鉴定及抗穗发芽特性研究

以皖麦48为受体导入反义trxs基因已获得00T89第4代(T4)转基因株系,对其进行反义基因的PCR鉴定、相对定量RT-PCR基因表达检测以及抗穗发芽特性研究。结果表明,18个T4代转基因株系中,13个株系目的基因检测呈阳性;成熟期籽粒萌发过程中,8个株系转录水平上mRNA丰度极显著降低(P<0·01),mRNA丰度与穗发芽指标呈显著和极显著的相关性(r=0·7181)。其中6个株系在开花后30d至成熟后10d表现出明显的抗穗发芽特性。与非转基因对照相比,平均穗开始发芽时间推迟2·7d(P<0·01),穗粒发芽率和穗发芽度分别降低35·5%(P<0·01)和47·5%(P<0·01),成熟后25d这些株系又逐渐恢复发芽特性,无显著差异(P>0·05)。     

转反义trxs基因小麦株系01TY18遗传分析及抗穗发芽特性

以豫麦18为受体导入反义trxs基因获得的株系01TY18(T0)为材料,运用PCR、实时荧光RT-PCR以及离体整穗发芽的方法,对反义trxs基因在转基因小麦中的遗传稳定性、基因表达和抗穗发芽特性进行了研究.结果表明,8个T1代转基因株系中有6个株系目的基因检测呈阳性,且在以后的世代中能够稳定遗传并呈典型的孟德尔单基因3∶1分离规律;反义trxs基因在6个转基因株系中能够正常表达且表现出显著的抗穗发芽特性.与非转基因对照相比,转基因株系穗粒发芽率和穗发芽度平均分别降低62%(P<0.01)和50.8%(P<0.01).     

不同筋力小麦品种在不同生态环境下籽粒淀粉糊化特性分析

以不同筋力小麦品种 强筋、中筋、弱筋 在河南省5个纬度点 32°N～36°N 种植为材料,利用快速粘度分析仪 RVA 研究了不同筋力品种的淀粉糊化特性,结果表明:弱筋小麦品种的淀粉糊化特性和强筋、中筋小麦品种有明显的差异;弱筋小麦品种更易受环境条件的影响;两个中筋小麦品种的表现不一致,其中豫麦70的环境变异程度大于豫麦49的变异程度;弱筋小麦品种、强筋小麦品种以及中筋品种豫70的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度均随着纬度从北到南呈逐渐下降的趋势;所有品种的淀粉糊化指标均在信阳点表现为最低.