壳寡糖诱导的烟草SKP1基因表达

壳寡糖是一种高效的植物抗性诱导剂,应用mRNA差异显示技术从经过壳寡糖诱导的枯斑三生烟草叶片中分离到了编号为5、31、37和46的4个基因片段.4个基因片段与本塞姆氏烟草(Nicotiana benthamiana)SKP1基因的mRNA同源性都达到82%,据此推断这4个片段是感病烟草品种枯斑三生烟草的SKP1基因.质粒双酶切及反向Northern分析结果表明,该基因表达在壳寡糖诱导下增强.由于SKP1基因与植物的抗病毒病相关,从而在mRNA水平上验证了壳寡糖的诱导抗性效应.     

人工合成的纳豆激酶基因转化烟草的研究

根据植物偏爱密码子人工合成的纳豆激酶基因sNK和其中插入番茄果实特异表达基因E8第一内含子的纳豆激酶基因sNK-E8i,通过农杆菌侵染的方法转化到烟草NC89中。经PCR检测,得到12株转sNK基因烟草植株和10株转sNK-E8i基因烟草植株,初步证明目的基因已整合到烟草基因组中;RT-PCR检测有9株转sNK基因烟草植株和10株转sNK-E8i基因烟草植株为阳性;通过RT-qPCR将两种基因在烟草中的表达量进行比较,结果表明转sNK-E8i基因的植株中纳豆激酶的表达量比转sNK基因的植株中高;通过纤维蛋白平板法检测其活性,共有5株转sNK基因烟草植株和3株转sNK-E8i基因烟草植株检测到溶圈,说明目的基因在部分转基因烟草中可正常转录和翻译并表现出溶栓活性。经加代培养已得到T1代转基因植株。     

转铁蛋白基因烟草中内源铁蛋白基因的差异表达及含铁量的变化

铁蛋白是一种由24个亚基组成的高分子贮藏蛋白质,可以储存多达4500个铁原子,在动植物及微生物的新陈代谢中起着非常重要的作用。有研究表明,外源铁蛋白的大量表达可以提高植物储存铁离子的能力。为了明确外源铁蛋白基因转化植物中内源铁蛋白基因差异表达与植物含铁量的关系,本研究在成功获得2个烟草铁蛋白基因的全长cDNA克隆NtFerl（登录号：ay083924）和NtFer2（登录号：ay141105）的基础上,以烟草品种SR-1（Nicotiana tabacum cv．Petit Havana SR-1）为受体,培育了转铁蛋白基因烟草。将双元载体pBI121中的GUS基因用来自大豆的铁蛋白基因SoyFer1（登录号：m64337）置换,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得在CaMV35S启动子驱动表达的大豆铁蛋白基因转化烟草植株。Northern杂交和Western杂交分析表明外源铁蛋白基因在转基因烟草中得到了正确表达。比较转基因烟草和非转基因烟草的内源铁蛋白基因表达强度、叶片铁含量、根系铁还原酶活性、株高和鲜重表明,外源铁蛋白基因不但促进了NtFer1的表达,提高转基因植株的储存铁的能力和根系铁还原酶活性,而且促进植株的生长速度。以上结果说明,外源铁蛋白基因转化烟草中内源铁蛋白基因的表达、铁离子的还原吸收及光和作用都得到了进一步的提高。     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默。发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录。利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默。进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默。对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加。     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.).Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默.发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录.利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默.进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默.对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加.     

不同启动子驱动下acdS基因转化烟草及耐盐性研究

acdS基因编码产生ACC脱氨酶,该酶属于脱巯基家族,可以降低逆境乙烯的合成量。利用农杆菌介导的叶盘法将CaMV35S-2启动子和rolD启动子驱动下的acdS基因转入烟草NC89叶片中。在含有卡那霉素的MS培养基上筛选得到Kanr转化烟草。通过PCR、Southern blotting对得到的Kanr转基因烟草进行分析,结果表明,acdS基因已经整合到了烟草的基因组中。对转基因烟草的RT-PCR及cDNA进行测序分析表明,acdS基因能够正确转录。对转基因烟草进行耐盐性测定,结果显示,与对照相比,两种启动子驱动下的转基因烟草耐盐性均有增强。但是rolD启动子驱动下的转基因植株的耐盐性最强。     

纳豆激酶基因的优化设计、合成及其在烟草叶片中的瞬时表达

根据植物偏爱密码子优化设计、合成纳豆激酶基因sNK,利用重叠延伸PCR法在其中插入番茄果实特异性表达基因E8的第一内含子构成sNKi基因,通过农杆菌渗透法将这两种基因渗入到烟草NC89叶片中并实现瞬时表达。通过RT-qPCR法将两种基因在烟草叶片中转录水平的表达量进行比较,结果表明两种基因在烟草叶片中均表达,且sNKi基因的表达量显著高于sNK基因;通过纤维蛋白平板法在两种基因的瞬时表达样品中均能检测到纤溶酶活性,表明目的基因在烟草叶片中可正常翻译并表现出溶栓活性,且sNKi基因在翻译水平的表达量显著高于sNK基因。表明内含子对人工合成的纳豆激酶基因的瞬时表达具有显著的促进作用。     

苎麻CCoAOMT基因cDNA反义转化模式烟草'WS38'

苎麻咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(CCoAOMT)是其木质素合成过程的一种关键酶,运用克隆的该酶基因cDNA及植物表达载体pBI121、pWM101,分别构建了35S启动子控制的苎麻CCoAOMT基因反义cDNA基因质粒(pBI121-antiBnCCoAOMT)和cDNA全长表达质粒(pWM101-BnCCoAOMT),并通过根癌农杆菌介导法将其转化至模式烟草WS38,获得了转基因烟草.对转基因植株进行分子分析和组织学初步研究表明,转反义RNA基因植株叶柄木质素含量较野生烟草或转正义基因烟草叶柄木质素含量降低.说明运用反义RNA技术对CCoAOMT基因的表达进行基因工程调控,一定程度上可以对木质素的合成产生干扰,为获得低木质素或木质素组分改良的苎麻基因工程奠定基础.     

细胞分裂素生物合成基因在调节一组烟草病理相关蛋白基因表达中的作用

对一组病理相关蛋白基因在烟草 ( N icotiana tabacum cv. Wisconsin 38)中的表达情况进行了研究 ,包括 :碱性几丁质酶、β- 1 ,3-葡萄糖苷酶、渗透蛋白及伸展蛋白。RNA杂交实验表明在正常烟草植株中上述 4个基因具有发育和器官专一性的表达。在含有细胞分裂素生物合成基因的转基因烟草丛生芽中 ,这 4个基因的表达受过量合成的内源细胞分裂素和载体效应的共同调节 ,细胞分裂素降低这些基因的表达 ,而载体效应则促进它们的表达。热激处理也明显降低这 4种基因的表达水平。上述结果表明这些病理相关蛋白基因具有复杂的调控系统     

表达多肽抗生素apidaecin的转基因烟草及其抗病性的初步分析

将多肽抗生素apidaecin基因与病程相关蛋白的信号肽序列融合,构建了apidaecin的分泌型植物表达载体、apidaecin与另一多肽抗生素Shiva\|I的双价分泌型植物表达载体,以本实验室原来构建的Shiva-I分泌型植物表达载体做对照,转化了模式植物烟草。对3种转基因植物进行了分子检测,转化再生苗95%为PCR阳性,Southern杂交结果进一步证明外源基因已经整合到了烟草基因组中,RT-PCR检测表明外源基因可以在转基因烟草内正常转录。对T0代转基因烟草进行烟草野火病的抗病性实验,从3种转基因烟草中都得到了抗病植株,病情指数分析的初步结果显示,双价转基因烟草抗病性最好,apidaecin的次之,Shiva-I的最差。     

柽柳ThDUF106基因的植物表达载体构建及其功能验证

柽柳中的ThDUF106基因在盐碱胁迫处理下表达量显著上调,表明ThDUF106基因可能参与了柽柳的抗逆境胁迫。为探究柽柳ThDUF106基因的功能,我们对三月龄柽柳进行盐碱、干旱及重金属等非生物胁迫下的叶、根进行荧光定量PCR检测,分析ThDUF106基因的时空表达情况,并通过生物信息学分析ThDUF106基因所编码的蛋白质,同时我们将这个基因进行植物表达载体构建并进行烟草的遗传转化。研究结果表明：转基因烟草株系及野生型的一月龄苗在非生物胁迫处理下,进行生理生化指标比较分析,结果显示,转基因烟草与非转基因烟草在各胁迫下的抗氧化状态基本相同,表明这个基因在烟草中过表达并没有改善烟草的抗氧化性。     

遗传工程植物的田间试验

美国农业部批准了肯塔基大学对含有一种能调节重金属浓度的小鼠肝基因的烟草进行田间试验.该鼠基因指使植物产生一种与重金属如镉、汞和铜结合的蛋白——金属硫因。大学科学家们对鼠基因转化的烟草植株进行温室试验发现,叶中的镉含量降低约1/4. 美农业部动植物卫生检疫处的L.B.Slagle说“重金属与许多疾病的发生有关,当人类     

外源RNA干涉基因在烟草中的转化及表达

依据RNA干涉机制,以TMV复制酶基因为靶标基因,针对TMV 5个株系复制酶基因间高度同源序列设计引物,经RT-PCR反应获得靶序列,构建靶序列反向重复结构的RNA干涉双元载体.用根癌农杆菌介导将外源基因转化至烟草品种K326基因组中,培育RNA干涉转基因烟草.人工接种病毒验证转基因烟草中外源基因在植物抗病毒能力方面的表达效果,实时荧光定量PCR分析转基因烟草抗病毒能力.结果表明,实验培育的RNA干涉转基因烟草67%对TMV呈现高度抗性;荧光定量PCR分析显示,对TMV具高度抗性的转基因烟草中病毒复制酶基因转录产物mRNA存在很大程度的降解,证实了RNA干涉技术在培育抗病毒烟草品种中的效果.     

转popW基因烟草的构建及相关表型分析

PopW是克隆于青枯劳尔氏菌Ralstonia solanacearum ZJ3721中的一种新的编码harpin蛋白的基因,原核表达的PopW蛋白能够诱导烟草对TMV的抗性、促进烟草生长、提高烟草品质。将popW基因连接到植物表达载体pBI121上,构建成重组转基因载体pB-popW,通过冻融法转化根癌土壤杆菌EHA105,获得阳性转化子。再采用叶盘法转化三生烟Nicotiana tobacum cv.Xanthi nc.,经卡那霉素抗性筛选、PCR检测、RT-PCR分析获得21个株系的T3代阳性植株。PCR及RT-PCR检测结果表明popW基因已经整合到烟草基因组中,并在转录水平正常表达。GUS染色进一步证明popW基因在翻译水平上进行了表达,且不同株系之间表达存在差异。对烟草花叶病毒(TMV)的抗病性测定结果表明,转基因烟草对TMV的抗病性增强,防效最高达54.25%。转基因烟草在生长上也具有一定优势,生长15 d的根长最高为野生型的1.7倍,移栽后60 d的株高、鲜重、干重最高分别为野生型烟草的1.4、1.7和1.8倍。     

转MhGlu基因烟草灰霉病抗性及光合特性研究

以湖北海棠盆栽及组培苗叶片为材料,经NaCl、PEG-6000及4℃下ABA处理后,通过RT-PCR技术克隆了湖北海棠β-1,3-葡聚糖酶基因MhGlu;构建MhGlu基因的植物表达载体,通过农杆菌介导法将MhGlu基因转入烟草中,并通过PCR和RT-PCR检测,成功获得了4个转基因株系T6、T8、T11和T18;以转基因烟草株系T6及T8和非转基因对照植株为材料,对MhGlu基因的功能进行了进一步分析。结果显示:(1)半定量qRT-PCR显示,NaCl、PEG-6000及4℃下ABA处理均可以诱导湖北海棠盆栽及组培苗叶片MhGlu基因的表达;NaCl和PEG-6000处理48h内MhGlu基因的表达随处理时间延长逐渐增强,4℃下ABA处理的MhGlu基因表达量在4h时开始上调,12h时略降低,48h时又达到最大。(2)半定量RT-PCR检测转基因烟草植株几个病程相关基因PRs的表达量,表明过表达的MhGlu基因诱导并增强了烟草病程相关基因NtPR1、NtPR3和NtPR5的表达。(3)用灰霉病侵染烟草叶片,转基因烟草株系T6、T8均表现出较强的抗灰霉病特性。(4)测定烟草植株光合特性参数,转MhGlu基因烟草株系的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)较对照组均显著提高,且T8的净光合速率和蒸腾速率均显著高于T6,而T8与T6的气孔导度差异不显著。MhGlu基因在烟草中的过量表达能诱导病程相关基因PRs的表达,激活了烟草的光合特性保护机制,提高了转MhGlu基因烟草植株的灰霉病抗性。     

细胞分裂素生物合成基因在调节一组烟草病理相关蛋白基因表达中…

对一组病理相关蛋白基因在烟草中的表达情况进行了研究,包括;碱性几丁质酶,β－１,３－葡萄糖苷酶,渗透蛋白及伸展蛋白。ＲＮＡ杂交实验表明在正常烟草植株中上述４个基因具有发育和器官专一性的表达。在含有细胞分裂素生物合成基因的转基因烟草丛生芽中,这４个基因的表达受过量合成的内源细胞分裂素和载体效应的共同调节,细胞分裂素降低这些基因的表达,而载体效应则促进它们的表达。     

Cu/Zn-SOD基因植物表达载体的构建及其在烟草中的表达

为研究Cu/Zn-SOD基因在提高转基因植物抗逆性方面的作用,从一株地热芽孢杆菌(Geobacillus)中克隆得到Cu/Zn-SOD基因,以pZP211质粒为表达载体,构建了植物表达载体pZP211-Cu/ZnSOD,并通过农杆菌介导对烟草进行遗传转化.经PCR检测证明已获得转Cu/Zn-SOD基因的烟草.进而测定转基因烟草的SOD活力,结果表明Cu/Zn-SOD基因在烟草中高效表达.对转基因烟草进行耐盐性检测,证明Cu/Zn-SOD基因确实能够提高烟草对盐胁迫的耐受性.     

红梨PybHLH基因过表达提高烟草NaCl抗性的研究

为探究过表达云南红梨bHLH转录因子对烟草抗盐性的影响,从红梨红色果皮中分离了bHLH转录因子基因PybHLH.亚细胞定位表明PybHLH蛋白定位于细胞核.以转基因PybHLH烟草和野生型烟草为材料,进行了NaCl胁迫对转基因PybHLH烟草生理生化影响研究及其相关酶基因的表达分析.表明PybHLH转基因烟草具有一定的耐盐性,一方面表现为随着盐胁迫时间延长,PybHLH转基因烟草中总可溶性糖、可溶性总蛋白和游离脯氨酸含量的增加,H2O2含量降低;另一方面表现为脯氨酸生物合成关键酶基因P5CS、抗氧化相关基因MnSOD、CuZn-SOD和POD、胁迫相关基因HSP和HSP cherpron和ABA抗盐信号途径基因NAC等均呈上调表达趋势.PybHLH的过表达提高了烟草的耐盐性,这将为进一步研究植物的耐盐机制及耐盐植物新品种的开发奠定基础.     

转SOD基因对烟草抗旱性和相关生理指标的影响

以近等基因系烟草(非转基因品系、转Fe-SOD基因品系和转Mn-SOD基因品系)为材料,研究了盆栽条件下转SOD基因对烟草抗旱性的影响。结果显示:外源Mn-SOD基因的导入能切实提高烟草抗旱能力,而导入的Fe-SOD基因虽能提高烟草体内的SOD活性水平,但不能提高烟草的抗旱性,说明Mn-SOD可能与烟草的抗旱性关系较大;当遭受干旱胁迫时,所导入的2种SOD基因可能在某种程度上影响了植物体内MDA、蛋白质、光合作用以及脯氨酸等的正常生理代谢;脯氨酸、MDA、蛋白质等生理指标的变化在抗旱与不抗旱品系之间并没有表现出明显的规律性,因此能否作为抗旱育种的重要指标应该通过更多的试验来确定。     

烟草抗TMV基因工程的研究进展

烟草花叶病毒病是一种危害严重的世界性病害,可大幅度降低烟草的产量和品质.研究和探索防治烟草花叶病毒病的新技术、新途径已成为众多研究者普遍关注的焦点.分子生物学的发展,特别是基因工程的发展为防治该病毒病带来了希望.本文综述了目前普遍采用的几种烟草抗TM V基因工程策略的研究现状及评价.