化学诱导激活型拟南芥突变体库的构建及分析

利用化学诱导激活XVE（LexA-VP16-ER）系统构建了一个包含40000余个独立转化株系的拟南芥突变体库,并对其中的18000余个株系进行了初步的遗传学和表型分析鉴定。卡那霉素抗性分离比表明,51．6％的株系为单位点插入株系,T-DNA插入的平均拷贝数为每株系1．38个。部分T1代和T2代植株表现出了可见的形态变异,包括下胚轴长度、根长度、植株大小和颜色、叶子颜色和形态、开花时间、种皮颜色及结实情况等对数个代表性突变株系表型及T—DNA插入位点侧翼序列进行了分析,结果表明突变体的表型是由于T—DNA的插入造成的,而且这些突变体中包括前人发现的AP2和AGAMOUS的等位基因。由于T-DNA标记或相邻的基因可被XVE系统诱导性的激活,或被T-DNA破坏导致功能缺失,该突变体库可以用于大规模筛选鉴定功能缺失性和功能获得性突变体。     

烟草激活标签突变体库的创制和突变表型的初步鉴定

突变体库在烟草功能基因组研究中具有重要的作用,本研究建立了快速、高效农杆菌介导的烟草遗传转化体系,目前已经创制了3万份激活标签( pSK1015)突变体.利用PCR扩增对突变体库进行阳性检测,扩增结果表明其阳性率接近90％.大田T1代可视突变表型调查结果表明,在团棵期具有可视突变表型的概率为5.4％,在现蕾期具有可视突变表型的概率为3.6％.     

拟南芥激活标记突变体库的构建及突变体基因的克隆

激活标记(activation tagging)技术是以功能获得突变体为研究对象,在植物功能基因组学的研究中具有重要的作用.文章以双子叶模式植物拟南芥(Arabudidopsis thaliana)野生生态型植株为实验材料,以含有激活标记质粒pSKI015的农杆菌直接喷雾进行转化,并以抗除草剂Basta为筛选标记,构建了拟南芥的激活标记突变体库.结果共得到约20 000个独立转化株系(T1代),其中38个株系有明显的表型变化,约占转化植株总数的千分之二.基因组DNA Southern杂交结果表明,大多数转化植株为多拷贝T-DNA插入.通过质粒拯救(plasmid rescue)和TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced-PCR)可获得T-DNA插入的基因组旁邻序列,为克隆突变体的基因奠定基础.     

转座子标签法在构建G-细菌突变体库中的应用

应用转座子标签法以水稻黄单胞菌 (Xoo)为研究对象 ,构建了Xoo的突变体库 ,为革兰氏阴性细菌突变体库的建立 ,验证了一个较新的方法和思路。经分子生物学检测 ,此方法简便易得、高效稳定 ,可以定向突变 ,为研究G-细菌的各项功能提供了良好的素材 ,加快了研究进程。     

拟南芥耐盐突变体stg2的筛选

采取在高盐平板上萌发的方法,对一个雌激素诱导激活型拟南芥突变体库进行了耐盐突变体的筛选,最终得到了2株稳定的耐盐突变体。本文中对其中的一株耐盐突变体,命名为stg2(salt tolerance during germination 2),进行了研究。遗传实验表明它的耐盐特性是受雌激素诱导的,是功能获得型的耐盐突变体。本实验中还探讨了stg2突变体的筛选过程及耐盐生理特点。     

拟南芥耐旱、耐高盐突变体sdtl的获得

Among the 20000 independent Arabidopsis activation tagging lines, we screened a novel mutant with high-salinity and drought tolerance, namely sdt1 (high-salinity and drought tolerant 1). sdt1 kept normal growth under drought stress by consecutively withholding water for 26d, while all the wild type wilted to death. Furthermore, the same result was repeated under high-salinity stress when sdtl and wild type were treated with 150 mmol/L NaCl. Seeds germination test on the medium indicated that the response of sdt1 to endogenous or exogenous ABA was reduced as compared with wild type. Under drought stress conditions the rates of water loss of sdt1 rosette leaves were significantly lower than that of wild type. Southern hybridization of sdt1 and the result of high-salinity tolerance genetic analysis showed that two copies of T-DNA were inserted into the two linking sites by shoulder to shoulder.     

拟南芥抗盐突变体的RAPD分析

以筛选得到可以稳定遗传的抗盐单基因突变体2^#和15^#以及野生型拟南芥为材料进行RAPD分析,150条引物中有3条引物在突变体之间扩增出多态性,不仅证明了DNA水平突变的发生,而且表明它们之间遗传背景相似,是一系列抗盐性不同的近似等位基因系。1条引物在突变体的扩增产物比在野生型的扩增产物多出一个大小约为1200bp的片段,初步认为该片段与抗盐的主效基因有关。     

激活标签法及其在植物基因工程上的应用

激活标签法是新近发展起来的一种用于基因分离和鉴定的方法。它通过诱变使特定内源基因发生过量表达,而产生显性功能获得型突变,从而对基因进行鉴定和分析。因为具有独特的性质已使其成为发现新基因和进行基因功能分析的有效工具。本文综述了激活标签法的原理、研究现状和在植物基因工程上的应用。 Abstract:Activation tagging is a new method for isolation and functional identification.It can generate dominant gain-of-function mutants by overexpression of a particular endogenous gene.Due to this special characteristics of activation tagging,this method has been a powerful tool for new gene discovery and gene functional analysis.This paper reviewed the principle and study conditions of activation tagging,as well as its use in plant genetic engineering.     

激活标签转化结球甘蓝的研究

以'夏光'甘蓝下胚轴为材料,采用含激活标签pSKI015的农杆菌GV3101进行遗传转化研究,对预培养时间、侵染时间和共培养时间等转化条件进行优化.结果表明,预培养2 d,侵染6 min,共培养1 d是遗传转化的较优组合.采用GV3101转化下胚轴结合glufosinate筛选,获得了2株表型变异植株:一株叶片中心绿色,边缘黄化;另一株叶片卷曲.PCR检测显示这2株植株均含有pSKI015增强子序列,Southern blot结果显示这2株植株具有明显的杂交信号,说明这2株植株为激活标签突变体.     

拟南芥耐旱、耐高盐突变体sdt1的获得

在有20000个独立转化株系的拟南芥(Arabidopsis thaliana)激发标签突变体库中,筛选到1 株耐旱、耐盐突变体sdt1(high-salinity and drought tolerant 1)。实验结果表明在连续26d不浇水的干旱胁迫条件下,sdt1可保持正常生长而野生型全部萎蔫死亡。此外,在外施150 mmol/L NaCl水溶液的高盐胁迫条件下．sdt1可正常生长,而野生型全部死亡。在0．5xMS培养基上进行的发芽实验表明sdt1对内源和外施ABA的敏感性均低于野生型,为一个ABA不敏感突变体。对叶片失水率的测定结果表明,在干旱胁迫下sdt1的失水率显著小于野生型。Southern杂交结合sdt1的遗传分析表明该突变体为紧密相邻的2个T-DNA串联插入,对突变的功能基因有待进一步分子鉴定。     

Constructing and Phenotypic Analyzing an Activation Tagging Arabidopsis Mutant Pool

Activation tagging method is an effective tool of obtaining gain of function mutant and investigating the gene function, which plays an important role in plant functional genomics study. In this paper, we used Arabidopsis Columbia wild type as material to construct an activation tagging mutant pool by Agrobacterium tumefaciens mediated transformation, the binary vector pCB260 contained two Ds elements, one GFP report gene and one basta resistance selection genes, which show more convenient and efficient to screen the transgenic plant. Until now, over ten thousand transformed plants were generated. Among them, about 50 dominant mutants with obvious phenotypes were isolated, including early or late flowering time, unmoral leaf shape and flower, sterility and thin seed capsule color. T DNA flanking sequences of ten special mutants were validated by TAIL PCR and sequencing, whose T DNA insertion fragments distributed in all five chromosomes of Arabidopsis genome, respectively.     

拟南芥叶边缘锯齿状突变体的分离与鉴定

叶的极性建立直接决定叶的平展性发育,极性改变导致叶形态异常,影响植物体的各种正常生理活动。利用反向遗传学方法,从拟南芥基因激活标签突变体库中分离到一个叶片边缘锯齿状表型的突变体（命名为pCB1294）,该突变体同时表现出叶表皮腺毛形态发育异常。通过TailPCR方法成功定位突变基因为At5g41663,该基因编码miR319b基因。Real time PCR显示,pCB1294突变体植株中miR319b基因的表达量是野生型（col）植株的11倍多。所得结果为进一步研究miRNA调控叶极性的分子机制和进一步分析miR319b与叶形态发生的关系奠定了基础。     

拟南芥光形态突变体的筛选与基因鉴定

以哥伦比亚(Columbia)野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,用含有激活标记双元质粒pCB260的农杆菌浸花进行转化,构建拟南芥T-DNA插入突变体库.通过突变体的筛选和表型分析,获得了两株光形态突变体,子叶下胚轴伸长的光抑制效应减弱.通过TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced-PCR)技术,成功扩增出突变植株T-DNA插入位点侧翼序列,经NCBI序列比对,T-DNA分别插在CRY1第一和第三外显子部位.突变体的表型分析及PCR鉴定结果表明,T-DNA插入CRY1并影响到突变植株的光形态建成.     

拟南芥草酸不敏感突变体的筛选与分析

草酸是多种真菌的致病因子。在含1.2 mmol/L 草酸和10 mmol/L 雌二醇的MS缺钙培养基上, 从大约含6000个独立株系的拟南芥化学诱导突变体库中筛选草酸不敏感的突变体。初筛获得的可能的草酸不敏感突变体单株收种后, 进一步复筛获得5株较抗草酸的突变体D33、D74、D154、D282和D630。对它们的TAIL-PCR的第三步产物回收、测序、比对的结果表明：D33的T-DNA插入位点位于At2g39720 (Zinc finger ) and At2g39730 (Rubisco activase) 之间, D74、D154、D282和D630都插在At5g10450 (14-3-3 protein GF14 lambda) 的第一个内含子上。突变体后继的遗传分析与分子分析正在进行中。     

拟南芥草酸不敏感突变体的筛选与分析

草酸是多种真菌的致病因子.在含 1.2 mmol/L 草酸和 10 μmol/L 雌二醇的 MS 缺钙培养基上,从大约含 6000个独立株系的拟南芥化学诱导突变体库中筛选草酸不敏感的突变体.初筛获得的可能的草酸不敏感突变体单株收种后,进一步复筛获得 5 株较抗草酸的突变体 D33、D74、D154、D282 和 D630.对它们的 TAIL-PCR 的第三步产物回收、测序、比对的结果表明:D33 的 T-DNA 插入位点位于 At2g39720(Zinc finger)and At2g39730 (Rubisco activase) 之间,D74、D154、D282 和 D630 都插在 At5g10450 (14-3-3 protein GF14 lambda) 的第一个内含子上.突变体后继的遗传分析与分子分析正在进行中.     

Isolation and Identification of an Arabidopsis thaliana Mutant with Serration Leaf Margin

Leaf polarity determines leaf flatness development directly, and abnormal polarity usually results in many abnormal leaves, which subsequently affects many physiological functions of plants. So the normal leaf development is important to plants. Here, an abnormal serration leaf margin mutant with abnormal leaf trichome development, named pCB1294, was isolated from an activation tagging Arabidopsis mutant pool through reverse genetics. By Tail PCR, the mutant gene loci At5g41663 encoding miR319b was successfully identified. Real time PCR shows the relative expression level of miR319b gene in the pCB1294 mutant is eleven times of higher than that of the wild (col). Our study lay the foundation for further studying the genetic mechanism of leaf polarity and investigating the interaction between miR319b and leaf morphology.     

新疆北部拟南芥自然居群表型变异与协变

拟南芥(Arabidopsis thaliana)自然居群的表型特征代表其在自然环境下的适应状况, 不同居群间特征的对比可以为了解拟南芥表型变化规律, 进而分析其形成过程和机制提供重要线索。本研究以分布于新疆北部天山、塔尔巴哈台山和阿尔泰山的10个种群的9个表型性状为基础, 对比分析了小尺度、局域尺度和区域尺度环境下原生境拟南芥种群表型性状的变化。结果发现, 不同性状对环境变化的反应不同, 其中株高、株重、根重、根长、单个果实重、果实开裂力度在3种环境尺度下种群间的差异均达到极显著水平, 而分枝数、果实长度的种群间变化不显著, 种群间的表型分化系数较低。不同环境尺度下株重、根重、单株果数均表现出一致的协变格局, 反映了生理功能性状之间整合对拟南芥适应环境的重要性。同时, 各种群间整体的性状协变差异性明显, 根长、单个果实重、分枝数、果实长度、果实开裂力度等特征与其他特征协变具有明显的局部性, 局域尺度和区域尺度环境之间的变化较大。聚类分析发现区域尺度上的不同种群聚合在一起的现象非常突出, 进一步表明拟南芥的表型特征受微环境的强烈影响。Mantel检验表明, 小尺度上10个种群株高、株重、根重、单个果实重、果实长度、果实开裂力度6个性状变化存在显著的空间相关性, 而分枝数、根长的相关性却不显著。因此, 我们认为拟南芥表型变化受小尺度环境的影响强烈, 但在表型层面并非所有性状都与原生境气候存在遗传关联。     

拟南芥矮小丛生突变体的分离与分子鉴定

顶端优势是指侧生分生组织的生长被主茎或主花序所抑制。最近的研究通过分离和鉴定顶端优势发生改变的突变体开始揭示顶端优势的分子机制。通过T-DNA标签法分离了拟南芥矮小丛生(bushy and dwarf l,budl)突变体。突变体植株的表型包括顶端优势丧失、株型矮小,表明budl突变体存在生长素代谢、运输或信号传导的缺陷。一个对生长素特异反应的启动子驱动的报告基因在budl中表达模式改变。生长素敏感性和运输能力的测定表明这两个过程在budl中均正常。以上结果显示budl表型是生长素代谢缺陷的结果。遗传分析表明BUDI为半显性突变且与一个T-DNA插入共分离,可通过iPCR方法分离。