基于CRISPR/Cas9加工番茄α-Man突变体的构建

为培育成熟果实软化程度低,货架期长的番茄植株,以加工番茄甘露糖苷酶基因(α-Man)为编辑对象,设计由番茄U6启动子驱动、长21 bp的guide RNA(gRNA)指导hCas9核酸酶,靶向编辑α-Man的第1个外显子。首先构建基于CRISPR/Cas9系统的植物表达载体,并通过农杆菌介导的遗传转化获得加工番茄转基因株系,然后取转基因番茄叶片基因组DNA,利用限制性内切酶法结合PCR扩增对α-Man编辑位点附近的DNA片段进行检测及测序分析。结果表明,14株转基因番茄植株有2株检测到突变现象。α-Man突变体TA克隆测序结果显示有2种编辑类型,一种表现为52 bp的缺失突变;另一种表现为单碱基突变。实现了对番茄α-Man的编辑。     

转拟南芥ICE1基因增强烟草抗寒性的研究

ICE1是CBF冷响应通道的上游转录调控因子,通过与CBF启动子中MYC顺式作用元件的结合激活CBF3基因表达.采用RT-PCR方法,从拟南芥获得AtICE1基因,将AtICE1导入pCAMBIA1301构建35S:AtICE1植物表达载体.通过根癌农杆菌GV3101,将AtICE1基因导人烟草,T1代植株经潮霉素抗性筛选,PCR、RT-PCR检测,结果表明AtICE1基因已经整合到烟草基因组中,并在转录水平表达;在正常生长条件下,转基因烟草与对照烟草的生长未见明显区别,而在瞬时低温冻害下,转基因烟草存活率明显高于对照烟草植株,说明Atl-CEI基因可以提高低温敏感作物的耐寒性.     

人工合成启动子SAR在拟南芥中的表达分析

利用植物防御基因中的病原诱导响应元件和最小35S启动子(-62～+1),人工合成了启动子SAP,并以GUS基因为报告基因,在转基因拟南芥中分析了合成启动子的表达特性.通过对转基因拟南芥GUS组织染色的分析表明:SAR启动子在子叶、毛刺、根茎交接处和根系中优势表达,在老叶中的表达量高于幼叶,说明SAR启动子具有组织和发育表达特异性.     

GFP基因在新疆小拟南芥和拟南芥中的表达分析

以质粒pMCB30为模板,扩增GFP基因,连接到载体pCMBIA2300-35S-OCS上,构建过量表达载体p35S:GFP,将其转入农杆菌GV3101.通过农杆菌介导法将p35S:GFP载体分别转入新疆特色植物小拟南芥和拟南芥中.T0代经含有卡那霉素的1/2MS培养基筛选,获得了T1代转基因小拟南芥2株,T1代转基因拟南芥9株.通过激光共聚焦显微镜观察,在转基因小拟南芥和拟南芥的根尖细胞中均可检测到GFP绿色荧光蛋白;对转基因植株进行PCR扩增,均可检测到GFP基因,表明GFP基因已成功转入小拟南芥和拟南芥中.该研究建立了小拟南芥的遗传转化体系,为进一步利用GFP基因和进一步研究小拟南芥的功能基因奠定基础.     

棉花高频体细胞胚胎发生及再生体系建立

棉花的体细胞胚胎发生率低,限制了转基因棉花的发展。为了扩大可再生棉花的基因型,发展新疆优质棉花的特点,以新疆的主要栽培品种新陆早33为材料,以下胚轴为外植体,使用葡萄糖,麦芽糖作为主要碳源,用Phytagel固化,对不同激素的浓度组合和培养条件进行探索,对棉花胚性愈伤的诱导到体细胞胚胎的发生阶段进行优化,体细胞胚胎成熟以后进行萌发培养可以获得正常的植株。通过试验证明,有利于棉花的愈伤组织生长的激素浓度为KT 0.1 mg/L,2,4-D 0.1 mg/L,下胚轴的中部诱导愈伤形态最好。体细胞胚胎发生阶段以KT,IBA组合,以低盐培养基进行子叶胚的成苗,建立了再生体系。     

SERK基因家族的研究进展

体细胞胚发生相关类受体蛋白激酶(SERK)基因相继地在胡萝卜、拟南芥、水稻等多种植物中克隆和表达, 并被证实是植物界中广泛存在的结构保守基因家族。SERK基因不仅在胚性组织中表达, 还在非胚性组织中表达, 参与了植物胚胎发育、雄性发育、病害防御和信号传导等活动。     

棉花纤维品质分子改良研究进展

棉花纤维是重要的天然纤维和纺织工业原料。目前国内外棉花育种家除了利用常规技术外,还大规模开展了棉花纤维品质分子改良的育种研究。综述了利用基因工程手段进行棉花纤维品质改良的分子育种相关研究进展。     

棉蚜Catb5基因RNAi载体的构建及其对烟草的转化

依据细胞色素氧化酶亚基Ⅰ序列的多态性设计特异性引物,通过PCR技术扩增出的特异性条带鉴定为棉蚜。提取棉蚜总RNA,利用RT-PCR技术从棉蚜中扩增出大小为515 bp的Catb5目的基因,进一步将两段Catb5基因分别正向和反向连接到植物表达载体pBi35SG12上,构建了pBi35SC5 RNAi表达载体,并通过农杆菌介导法导入烟草中,PCR检测表明已得到转基因烟草再生苗。     

棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4启动子的克隆及序列分析

棉纤维是纺织行业的重要原材料。赤霉素能够促进棉纤维的生长发育,而DELLA蛋白又是赤霉素信号转导通路中的关键调控因子,因此研究棉花DELLA蛋白基因表达的调控模式,对阐明棉纤维生长发育的分子生物学机理具有重要意义。本研究根据两个棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4序列设计特异引物,以陆地棉新陆早13号的基因组DNA为模板,用基因组步移法克隆了棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4的启动子。对两个启动子进行序列分析表明,这两个启动子均具有真核生物典型的核心启动子区,同时也都具有一个或多个光响应元件和赤霉素响应元件,说明这两个基因可能受到光信号和赤霉素信号的调控,这与其它植物中DELLA蛋白的表达模式是一致的。此外,这两个启动子还具有各种转录调控相关的顺式作用元件,比如其它激素类的响应元件和逆境胁迫响应元件,说明棉花中DELLA蛋白基因可能在响应其它激素信号以及逆境胁迫中也起到一定的作用。     

转β-1,3-葡聚糖酶基因和几丁质酶基因棉花

为了提高棉花的抗枯、黄萎病的能力,用花粉管通道法,将烟草β-1,3-葡聚糖酶基因和菜豆几丁质酶基因导入棉花,获得了抗卡那霉素的转化植株。经PCR、PCR－Southern Blot检测,证明两种基因已插入到棉花基因组中。