Pea-Fer基因导入与表达对水稻植株和子粒重要矿质元素积累的影响

为研究外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)的导入和表达对水稻植株和子粒重要矿质元素的积累所产生的影响,本试验以原始受体亲本粳稻品种秀水11为轮回亲本,外源豌豆铁蛋白转基因纯系Fer34为非轮回亲本,采取连续回交,结合GUS标记基因辅助选择技术,在BC6F3获得含Pea-Fer的Fer34-XS11,它与秀水11构成一对近等基因系.并利用该近等基因系,研究Pea-Fer基因导入对水稻植株不同生长发育阶段(幼苗期、分蘖期、成熟期)的根、茎(叶鞘)、叶及子粒不同部分(谷壳、米糠、糙米、精米)的主要矿质元素(Fe、Ca、Mn、Zn)积累的影响.结果表明:外源豌豆铁蛋白基因(Pea - Fer)的导入,使得水稻植株在不同生长发育时期的根、茎(叶鞘)、叶等器官中的Fe含量较对照品种秀水11明显增加,而对于Ca、Mn和Zn的含量并没有显著影响;同时,水稻子粒中Fe含量积累也有较高提升,而Ca、Mn和Zn的积累却未出现显著变化.这为深入开展转基因富铁水稻新种质的研究和利用提供了一定依据.     

一种转录受病原物接种和机械创伤诱导的水稻WRKY基因的鉴定

WRKY基因编码一类植物特异性转录因子,该类基因目前在双子叶植物中得到了较好的研究.为了研究WRKY基因在单子叶植物中的生物学功能,从水稻(Oryza sativa L.)中分离了OsiWRKY基因的cDNA.该cDNA可编码一个含482个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质预测的一级结构中含有一个WRKY结构域,在该结构域中发现了一个典型的C2-H2锌指结构模块.OsiWRKY预测的一级结构中还可能含有一个细胞核定位因子;利用瞬时表达体系,发现OsiWRKY与GFP绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白的确定位在水稻细胞核中.在凝胶阻滞实验中,体外表达的OsiWRKY蛋白可特异地结合W-box顺式因子.在水稻白叶枯病原细菌接种实验中,OsiWRKy基因的转录本在抗病品种(IR-26)中的诱导增加强度明显高于感病品种(Jingang 30).在模拟接种的水稻中,OsiWRKy基因的转录本也表现诱导增加,但其诱导增加的起始时间和幅度要显著低于水稻白叶枯病原细菌接种的水稻植株.这些结果表明,OsiWRKY基因可能编码了一个含有WRKY结构域的转录因子,该转录因子可能参与了水稻对病原物接种和机械创伤的反应,但OsiWRKY蛋白调节两种反应的机制可能有所不同.     

水稻OsWRKY89启动子紫外线-B反应元件区的鉴定

植物需要利用太阳光能进行光合作用,因而不可避免地受到紫外线-B(UV-B) 辐射的影响．为了鉴定水稻WRKY转 录因子OsWRKY89基因启动子中的UV-B反应相关元件,分析了转启动子不同缺失片段与gus融合基因的水稻幼苗,发现在该启动子中存在UV-B反应元件,位于基因翻译起始位点上游-1 213～-1 188之间的25 bp区域,碱基序列为AAGATCTACCATTGCTCTATAGCTT．结合OsWRKY89和UV-B诱导上调表达基因启动子序列分析发现,该元件区在水稻UV-B反应基因启动子上具有高度的保守性,而且与已知保守的光反应元件位置邻近,表明该区域在水稻UV-B反应的转录调控中可能具有重要功能．     

黄柏果实提取物对植物病原真菌的抑制作用

在室内测定了芸香科植物黄柏(Phellodendron chinese Schneid.)果实乙醇粗提物及其4个不同极性溶剂的萃取部分在浓度为1 mg/mL时对小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)、稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、番茄镰刀菌萎焉病菌(Fusarium oxysporum f. sp.lycopersici)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)、棉花枯萎病菌(Fusarium vasinfectum)、棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.niverum)、梨黑星病菌(Venturia piri-na)、稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)等11种植物病原真菌的抑制作用.乙酸乙酯部分和正丁醇部分对植物病原菌均表现出较强的抑制活性,其中乙酸乙酯部分对两种丝核菌小麦纹枯病菌和稻纹枯病菌的生长抑制作用最强,抑制率分别为100.00%和89.36%;正丁醇部分对两者的抑制率分别为97.32%和61.32%.实验结果表明,黄柏果实中的抗真菌活性成分主要存在于乙醇粗提物中的乙酸乙酯和正丁醇萃取部分中.     

一种转录受病原物接种和机械创伤诱导的水稻WRKY基因的鉴定

WRKY基因编码一类植物特异性转录因子,该类基因目前在双子叶植物中得到了较好的研究。为了研究WRKY基因在单子叶植物中的生物学功能,从水稻(Oryza sativa L.)中分离了OsiWRKY基因的cDNA。该cDNA可编码一个含482个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质预测的一级结构中含有一个WRKY结构域,在该结构域中发现了一个典型的C2-H2锌指结构模块。OsiWRKY预测的一级结构中还可能含有一个细胞核定位因子;利用瞬时表达体系,发现OsiWRKY与GFP绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白的确定位在水稻细胞核中。在凝胶阻滞实验中,体外表达的OsiWRKY蛋白可特异地结合W-box顺式因子。在水稻白叶枯病原细菌接种实验中,OsiWRKY基因的转录本在抗病品种(IR-26)中的诱导增加强度明显高于感病品种(Jingang 30)。在模拟接种的水稻中,OsiWRKY基因的转录本也表现诱导增加,但其诱导增加的起始时间和幅度要显著低于水稻白叶枯病原细菌接种的水稻植株。这些结果表明,OsiWRKY基因可能编码了一个含有WRKY结构域的转录因子,该转录因子可能参与了水稻对病原物接种和机械创伤的反应,但OsiWRKY蛋白调节两种反应的机制可能有所不同。     

壳寡糖诱导水稻过敏性细胞死亡及抗病性的提高

作为真菌细胞壁的主要成分之一的壳寡糖(Oligo-GlcNAc)能够诱导水稻悬浮细胞和幼叶细胞发生过敏性死亡,并伴有H2O2的积累.以1 μg*mL-1壳寡糖处理水稻悬浮细胞12 h后细胞明显死亡;诱导水稻幼叶细胞出现明显的死亡所需壳寡糖浓度为5 μg*mL-1.以壳寡糖处理的水稻抗稻瘟病性也明显增强.     

信号传导拮抗物对大豆细胞植保素和异黄酮积累的影响

磷酸酶的抑制剂花萼海绵诱癌素A、芫菁素和冈田酸都能诱导大豆植保素(大豆素)的积累。相反,激酶的抑制剂K252a几乎完全阻止它们诱导大豆素的合成。与磷酸酶抑制剂相比较,酵母细胞壁激发子(YE)有利于诱导黄苷元、染料木苷等异黄酮中间体的积累,而磷酸酶的抑制剂有利于大豆素的合成。YE和芫菁素还呈现出协同诱导大豆素积累的效果。通过磷脂酶A2的抑制剂与阻止线粒体ATP合酶活性的化合物的分别处理,发现茉莉酸信号传导途径是参与调控大豆植保素合成的重要途径之一,而植保素的合成需要线粒体提供能量。     

隐地蛋白(cryptogein)基因定点突变及其广谱抗病烟草转化植株的获得

用PCR法从隐地疫霉 (Phytophthoracryptogea)基因组DNA中克隆了cryptogein(Cry)基因。将Cry基因的 13位赖氨酸 (K)突变成缬氨酸 (V) ,获突变基因CryK13V ,并将其构建于CaMV35S启动子控制的植物表达载体上。通过农杆菌介导的叶盘转化法转入烟草 ,经卡那霉素抗性筛选获 33株再生植株 ,PCR检测和Southern杂交分析表明CryK13V基因已整合到烟草基因组中。接种试验结果表明 ,转基因烟草植株对黑胫病菌、赤星病菌和野火病菌等的抗性均有提高。Northern杂交分析表明 ,微弱的CryK13V基因在转化植株中的表达就足以激活PR1和OPBP1等防卫反应相关基因的表达 ,而且表达丰度与转基因植株的抗病性有着一定的正相关性。研究结果还表明 ,隐地蛋白13位上的赖氨酸在诱导细胞死亡中起着关键的作用。     

花椒和川黄柏精油对水稻纹枯病菌形态和细胞壁降解酶的影响

采用菌丝生长速率法测定了两种芸香科植物花椒和川黄柏精油对水稻纹枯病菌菌丝生长的抑制中浓度(IC50)分别为0.24和2.35μL/mL.花椒和川黄柏精油对水稻纹枯病菌菌丝直径抑制作用不明显,但导致菌丝分支增多,菌丝分支间距明显变短.当花椒精油浓度为1.5μL/mL时,对菌丝产生的三种细胞壁降解酶:多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)的活性抑制率分别达到95.12%、85.94%和100.00%;当黄柏精油浓度为20.0 μL/mL时,对以上这三种酶活性抑制率分别达到87.65%、86.70%和100.00%.