新疆地区烟粉虱类群mtDNA COI基因序列分析

采用mtDNA COI序列鉴定了新疆首府城市乌鲁木齐（东经86°40′-88°55′,北纬43°15′-44°20′）和位于该城市以东195 km的烟粉虱暴发危害区吐鲁番市（东经88°05′-89°54′,北纬41°20′-43°35′）的烟粉虱生物型。通过对两地2008-2010年采集的11个样本群体（样本量均超过30头,每个样本群体检测10头以上）进行检测,结果表明,Q型烟粉虱已经传入新疆。2010年,由乌鲁木齐市花卉市场采集到的一品红种群HH-1与吐鲁番市温室采集到的辣椒种群LJ、番茄种群XHS、茄子种群QZ和烟草种群YC为Q型。另外,2010年采自花卉市场的一品红种群HH-2、2009年前采自野外杂草和温室的锦葵种群JK-S、棉花种群ZH-O以及采自吐鲁番市棉田的种群TC1、TC2和TC3仍然属于B型。     

梭梭叶苞状虫瘿结构特征和生长发育研究

该研究采用形态和显微结构观察方法,并结合基于转录组测序和差异表达基因富集分析,研究梭梭叶苞状虫瘿的生长发育特点以及梭梭叶苞状虫瘿与梭梭之间的相互关系,为昆虫与植物协同进化和梭梭虫害防治提供理论依据。结果表明:(1)叶苞状虫瘿的生长发育阶段可以分为3个时期,生长期、形成期和衰亡期。(2)在生长期和形成期的叶苞状虫瘿与梭梭同化枝、鳞叶部位的解剖结构有明显的差别:生长期叶苞状虫瘿的表皮细胞外的角质层损伤,但表皮细胞完整、形态差异不大、排列紧密,没有栅栏细胞组织和花环结构,只有含水量较高的海绵组织,且细胞比同化枝和鳞片小而密,细胞数量是鳞片中的2倍左右,维管柱直径比同化枝和鳞片小;形成期叶苞状虫瘿的表皮细胞外的角质层受到严重损伤,表皮细胞不完整、形态差异大、排列疏松,海绵组织含水量严重减少,维管组织不明显。(3)梭梭叶苞状虫瘿中与植物细胞正常发育相关、光合作用相关的基因富集下调表达,与胁迫相关基因富集上调表达。研究认为,梭梭的叶苞状虫瘿只为促进木虱的生长发育,在提高梭梭光合作用方面没有作用。     

天麻抗真菌蛋白基因(gafp)转化彩色棉的研究

天麻抗真菌蛋白(gastrodia antifungal protein简称GAFP)是从我国传统中药天麻(Gastrodia elata B1．)中分离到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病包括棉花枯萎病、黄萎病等的致病菌离体具有很强的抑制作用,因此,在植物抗真菌病基因工程上有很重要的应用价值。本研究通过花粉管通道法,将GAFP的基因．gafp转入3个新疆彩色棉品种中,通过田间抗病筛选和分子检测,得到了高抗黄萎病的转基因植株,两株Southem杂交阳性植株LB-5-8和ZB-1—49对黄萎病表现整株免疫。RT-PCR的结果显示,LB-5-8和ZB-1—49中均有gafp的正确转录;离体的抑菌实验也表明,它们的蛋白粗提物对棉花黄萎病致病菌离体有明显的抑制,表明了gafp在转基因植株中的正确表达,翻译的产物具有活性。经过进一步选育和扩繁,发现转基因彩色棉后代具有稳定的、较强的抗黄萎病能力,本研究为通过植物抗病基因工程的方法防治棉花黄萎病提供了一条新的途径。     

梭梭NAC转录因子HaNAC38、HaNAC42克隆及表达分析

本研究从梭梭中克隆得到2个NAC转录因子,分别命名为Ha NAC38和Ha NAC42。Ha NAC38读码框长879 bp,编码292个氨基酸;Ha NAC42读码框长582 bp,编码198个氨基酸。序列比对显示Ha NAC38和Ha NAC42均含有NAC家族的A、B、C、D、E保守结构域。荧光定量PCR分析结果显示,梭梭(Haloxylon ammodendron,H.ammodendron)幼苗中Ha NAC38和Ha NAC42基因在干旱、高盐、IAA、ABA处理以及高温胁迫条件下的表达模式并不完全相同,为进一步研究梭梭NAC转录因子功能和调控机制打下基础。     

大麦产量相关基因HvYrg1的克隆及植物RNA干扰载体的构建

大麦谷粒是受多个数量性状基因(QTL)控制的复杂性状,而RING E3泛素连接酶在决定大麦产量和蛋白质降解途径中起到极为重要的作用。本研究按照同源克隆的方法,依据水稻、拟南芥、玉米、小麦和酵母等E3泛素连接酶保守区域设计引物,采用RT-PCR方法从西藏大麦中克隆出产量相关基因HvYrg1全长cDNA序列,包括完整的开放阅读框架(ORF)1 275 bp,编码蛋白为424个氨基酸(GenBank No. EU333863)。同源性比较结果显示,它与GenBank上已报道的水稻GW2基因同源性最高为86%。以植物表达载体pCAMBIA2300-35s-OCS质粒为基础,构建由35s启动子调控的HvYrg1基因的RNA干扰载体pCAM-RNAi-HvYrg1。这一载体的成功构建为研究该基因在作物产量的功能鉴定打下了很好的基础。     

天麻抗真菌蛋白基因(gafp)转化彩色棉的研究

天麻抗真菌蛋白（gastrodia antifungal protein简称GAFP）是从我国传统中药天麻（Gastrodia elata Bl.）中分离到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病包括棉花枯萎病、黄萎病等的致病菌离体具有很强的抑制作用,因此,在植物抗真菌病基因工程上有很重要的应用价值。本研究通过花粉管通道法,将GAFP的基因gafp转入3个新疆彩色棉品种中,通过田间抗病筛选和分子检测,得到了高抗黄萎病的转基因植株,两株Southern杂交阳性植株LB-5-8和ZB-1-49对黄萎病表现整株免疫。RT-PCR的结果显示,LB-5-8和ZB-1-49中均有gafp的正确转录;离体的抑菌实验也表明,它们的蛋白粗提物对棉花黄萎病致病菌离体有明显的抑制,表明了gafp在转基因植株中的正确表达,翻译的产物具有活性。经过进一步选育和扩繁,发现转基因彩色棉后代具有稳定的、较强的抗黄萎病能力,本研究为通过植物抗病基因工程的方法防治棉花黄萎病提供了一条新的途径。     

线果芥CpNSP5基因的克隆及表达分析

以该实验室前期从线果芥(Conringia planisiliqua L.)中通过mRNA差异显示技术筛选到的414bp干旱响应相关核心片段为基础,采用RACE技术对该片段进行全长克隆,序列比对分析发现,该片段与拟南芥的AtNSP5基因相似性较高,命名为CpNSP5。CpNSP5基因全长1 228bp,开放阅读框966bp,编码321个氨基酸。推测蛋白分子量为35.034 5kD,等电点为5.41。蛋白二级结构预测包含26个β-折叠,具有典型的Kelch repeat结构。系统进化分析发现,CpNSP5与白菜亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测发现,CpNSP5基因在20%PEG-6000和200mmol·L~(-1) NaCl胁迫下均受到不同程度诱导,说明CpNSP5基因可能与线果芥响应逆境胁迫有关。该研究结果为作物的抗旱育种提供了候选基因。