植物DNA甲基化变异对生物和非生物胁迫的响应机制

高等植物具有复杂的机制使其对环境的变化做出响应,这种机制是通过长期进化建立起来的.它们能够对出现的生物和非生物胁迫产生响应.在分子水平上,植物对各种胁迫的响应是受多基因表达变化调控的,包括植物激素水杨酸、脱落酸等信号途径在整合、协调植物胁迫过程中起关键作用.近年来的研究表明,在植物响应胁迫这一过程中还进行着表观遗传调控...     

转基因白桦中GUS基因表达的定量分析

以转基因白桦（Betula platyphylla）为材料,采用单酶切结合Southern杂交的方法揭示不同转基因植株中GUS基因的整合拷贝数为1—4个。采用组织化学染色法定性分析不同整合方式转基因白桦植株中GUS基因的表达。结果表明,11个转基因植株中有2株出现了GUS基因沉默,其余植株均有不同水平的GUS表达。在此基础上应用分光光度法定量分析不同拷贝数的GUS转基因白桦中β-葡萄糖醛酸酶活性。结果表明,在11个转基因尢性系中除2个株系的GUS基因沉默外,其它9个转基因植株中GUS酶活力差异明显,但这种差异与GUS基因的拷贝数没有必然联系。     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

转基因植物中外源基因的整合特性及其研究策略

综述了外源基因在宿主中的整合特性及结构变化的多样性。将外源基因在宿主中的整合方式分为3种：单拷贝单位点整合、串联多联体单位点整合及单拷贝或多拷贝在多位点整合。分析了不同整合方式对表达的影响。详细讨论了植物转基因的整合机制,阐述了以基因组的双链断裂修复为基础的整合模型。最后介绍了国内外的研究者对不同的整合方式所采取的研究策略。     

蜘蛛杀虫肽与Bt-toxin C肽融合蛋白(BGT)基因的原核表达与蛋白质纯化

从质粒pCAMBIA2301-BGT中获得蜘蛛杀虫肽与Bt-toxin C肽融合蛋白(BGT)基因编码区全长,并构建了原核表达载体pET28a-BGT。将此质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中,获得有效表达,新蛋白的分子量约为51 kDa,主要以包涵体形式存在。在变性条件下以不同的咪唑和pH值洗脱方式进行比较,确定以咪唑为金属鳌合亲和柱层析的洗脱条件,获得了纯BGT蛋白。     

转基因白桦中GUS 基因表达的定量分析

以转基因白桦(Betula platyphylla)为材料, 采用单酶切结合Southern杂交的方法揭示不同转基因植株中GUS基因的整合拷贝数为1-4个。采用组织化学染色法定性分析不同整合方式转基因白桦植株中GUS基因的表达。结果表明, 11个转基因植株中有2株出现了GUS基因沉默, 其余植株均有不同水平的GUS表达。在此基础上应用分光光度法定量分析不同拷贝数的GUS转基因白桦中b-葡萄糖醛酸酶活性。结果表明, 在11个转基因无性系中除2个株系的GUS基因沉默外, 其它9个转基因植株中GUS酶活力差异明显, 但这种差异与GUS基因的拷贝数没有必然联系。     

施肥对水曲柳生长及开花结实的影响

为了研究施肥对水曲柳生长及开花结实的影响,以2年生水曲柳嫁接苗、13年生水曲柳幼树、29年生已开花水曲柳大树为材料,采用氮、磷、钾3因素3水平正交试验设计,连续三年进行施肥处理。通过测量嫁接苗的树高、地径;幼树的树高、胸径;已开花大树的开花率、结实率等生长发育指标研究不同配方施肥对水曲柳生长发育状态的影响,得出促进水曲柳生长发育的施肥最优组合。结果显示：施肥处理对水曲柳的生长发育具有促进作用。3种肥料对2年生水曲柳嫁接苗生长的影响顺序为氮肥 > 磷肥 > 钾肥,施肥最优组合为氮肥每株0.006 kg、磷肥每株0.012 kg、钾肥每株0.008 kg;对13年生水曲柳幼树生长的影响顺序为氮肥 > 磷肥 > 钾肥,施肥最优组合为氮肥每株0.15 kg、磷肥每株0.3 kg、钾肥每株0.2 kg;对已开花水曲柳大树开花率及结实率的影响顺序为氮肥 > 钾肥 > 磷肥,施肥最优组合为氮肥每株0.3 kg、磷肥每株0.6 kg、钾肥每株0.4 kg。结果表明合理施肥可以促进水曲柳的生长和开花结实,本试验结果也为水曲柳合理施肥提供了技术依据。     

水曲柳FmMUR5基因的克隆及表达模式的分析

在核苷糖合成途径中,尿苷二磷酸-阿拉伯吡喃糖变位酶（MUR5）可以催化UDP-阿拉伯吡喃糖和UDP-阿拉伯呋喃糖之间的相互转化。本研究分析了水曲柳FmMUR5基因的时空表达模式及其在非生物胁迫和植物激素诱导下的表达特征。结果表明,水曲柳FmMUR5编码区全长为1 080 bp,编码359个氨基酸。FmMUR5蛋白为稳定的亲水性蛋白,不存在信号肽和跨膜结构。FmMUR5基因与樟子松、大麦等物种的MUR5遗传距离比较近,说明它们亲缘关系比较近。FmMUR5基因在新生枝中表达最高,具有组织特异性,各个部位在八月份表达量相对较高。非生物胁迫和激素诱导下,FmMUR5基因的表达量随处理时间而改变,但其变化趋势不尽相同。在低温（4℃）、盐（NaCl）以及甘露醇3种非生物胁迫下,FmMUR5基因在处理1 h后表达量最高,分别为对照组的1.5、1.4和6.3倍;在4℃和甘露醇处理24 h后,FmMUR5基因表达量最低,而在盐（NaCl）处理12 h后表达量最低。FmMUR5基因在脱落酸（ABA）和生长素（IAA）处理1 h后表达量最高,分别为对照组的2.5和3.8倍,在赤霉素（GA）处理12 h后表达量最高,为对照组的1.1倍;而FmMUR5基因在脱落酸（ABA）处理24 h后表达量最低,在生长素（IAA）和赤霉素（GA）处理6 h后表达量最低。本研究结果表明FmMUR5基因参与非生物胁迫以及植物激素信号诱导。     

转基因白桦不同月份叶片基因组DNA甲基化水平的变异

目的：以转坛￡抗虫基因白桦的不同月份叶片为实验材料,揭示基因组DNA甲基化水平与植物叶片发育及外源基因表达水平之间的相关性。方法：应用DNA-MSAP方法检测叶片基因组DNACCGG位点甲基化状态,利用Northern杂交技术分析其外源基因表达水平。结果：转基因白桦叶片基因组DNA同年5～9月总甲基化水平分别为21．95％、29．62％、25．41％、41.39％和47．24％,除7月份稍有波动外,整体呈现随着叶片的成熟和衰老渐升高趋势;全部扩增位点中,半、全甲基化位点比例分别为17．99％和15．19％,在各月份叶片中变化较大,其中半甲基化位点比例分别为10．37％、19．14％、14．92％、17．2％和28．83％,全甲基化位点比例依次为11．58％、10．49％、10．50％、24．11％和18．40％。同一无性系外源基因在当年5～7月表达量最高,8～9月呈下降趋势,与基因组甲基化状态呈负相关趋势。结论：转基因白桦叶片的成熟和衰老及外源基因表达量降低均可能与基因组DNA甲基化水平的升高相关。     

培养基组分、激素及pH值对转基因白桦花粉萌发的影响

采用花粉离体培养法研究了培养基不同组分、激素及pH值对转基因白桦（Betula platyphylla Suk.）花粉萌发的影响。结果表明,培养基组分在一定范围内促进花粉萌发,转基因白桦花粉萌发对硼酸和Ca^2＋的反应敏感,培养基中缺乏该物质时花粉不萌发。激素类物质低浓度时促进萌发,高浓度时抑制萌发。最适合培养基组分为蔗糖18%,硼酸0.015%,Ca^2＋ 0.020%,pH6.0,NAA 10mg/ml,6-BA 1mg/ml。并对不同保存条件（4℃,-20℃）下转基因白桦花粉的萌发率进行了比较,4℃下干燥保存更有利于保持转基因白桦花粉的活力。