小黑杨转录因子PsnbZIP1应答盐胁迫功能分析

为揭示小黑杨(Populus simonii×P. nigra)在面对非生物胁迫时,转录因子PsnbZIP1在植物体内发挥的功能,以小黑杨为试验材料,克隆得到PsnbZIP1的ORF区序列长为432 bp,并初步分析PsnbZIP1盐胁迫下的分子机制。采用q-PCR分析PsnbZIP1在150 mmol·L^-1 NaCl处理小黑杨组培苗时的表达模式,发现该基因的表达量快速上升;通过生物信息学分析预测PsnbZIP1转录因子为无跨膜结构且具有信号肽的亲水性不稳定蛋白;用农杆菌(Agrobacterium)介导的烟草(Nicotiana)瞬时表达观察该基因的亚细胞定位情况,结果表明该基因为核定位蛋白;用酵母单杂交实验证明该基因编码的蛋白在酵母体内不具有转录激活功能。对PsnbZIP1基因的启动子序列进行分析,结果表明该启动子包含了生长素应答、脱落酸应答元件、光应答元件以及种子特异性调控的顺式作用调控元件,该基因可能在植物的生长发育与响应胁迫过程中发挥了重要作用;启动子还包括参与干旱诱导的MYB结合位点和MYBHv1结合位点,表明该基因有可能与一些干旱诱导相关MYB基因...     

利用改进的cDNA RDA技术分离胡萝卜(Daucus carota L.)体细胞胚根发育相关的基因

根据链霉亲和素与生物素之间的结合作用及磁性吸附分离的原理,发展出改进的cDNA代表性差式分析(representational difference analysis,RDA)技术,并用来检测在调控和解调控培养12h的胡萝卜体细胞胚中特异表达的基因.结果显示,在解调控12h的胡萝卜体细胞胚中,存在4条特异表达的cDNA片段,命名为NR-1,NR-2,NR-3和NR-4.将这些片段分别克隆在pBS噬菌粒载体中.DNA序列同源性比较表明,片段NR-3和NR-4分别与植物的DnaJ和木质葡聚糖内转糖基化酶(xyloglucan endo-transglycosylase)的编码基因有很高的同源性,而片段NR-2中有一段序列与LEA蛋白(late embryogenesis abundant proteins)基因有一定的同源性.NR-1则可能来自新基因.用32P标记NR-1作探针,与cDNA片段群体进行杂交证实,从解调控12h的胡萝卜体细胞胚中克隆到一种与胚根发育相关的新基因序列.Southern杂交表明,此基因在胡萝卜基因组中可能以单拷贝或低拷贝的形式存在.     

胡萝卜DcPAB基因的分离及其结构与功能分析

运用改进的减法杂交技术分离到胡萝卜Poly(A)结合蛋白基因DcPAB .其cDNA编码区长度为 1 977bp ,编码 6 5 8个氨基酸和 1个终止密码子 .基因组转录序列区长度为 4 6 1 6bp ,包含 9个外显子和 8个内含子 .DcPAB在胡萝卜基因组中为单拷贝基因 .该基因在胡萝卜体细胞胚中特异性表达 ,且其表达活性在调控 解调控前后有明显差异 .体外结合实验表明 ,在大肠杆菌中表达并纯化的DcPAB蛋白具有与oligo(A) 2 0 特异性结合的性能 .酵母突变体互补实验进一步证明 ,该基因可以互补PAB基因缺失的酵母突变体的功能缺陷     

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。     

大蒜体细胞胚发生过程中内源激素含量及相关基因表达的变化特征

该研究以大蒜品种‘二水早’为材料,采用高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS),检测了大蒜体细胞胚发生过程中花序轴(EX)、愈伤组织(CA)、早期胚性愈伤组织(PC)、后期胚性愈伤组织(LC)和球形胚(GE)阶段的5种生长素及其类似物、4种细胞分裂素(CTK)和脱落酸(ABA)含量,结合激素合成和信号转导相关基因表达量的动态变化,探讨3类激素在大蒜体细胞胚发生中的调控作用,为大蒜体细胞胚发生的激素调控提供理论依据,也为进一步研究植物体细胞胚发生的分子机理奠定基础。结果表明:(1)在大蒜体细胞胚发生过程中,生长素及其类似物含量均呈现先升高后降低的变化趋势,且在PC阶段最高而在GE阶段最低;异戊烯基腺嘌呤(IP)、反式玉米素(tZ)和ABA在EX阶段含量最高,其余4个阶段的含量均显著低于EX阶段,而顺式玉米素(cZ)在CA和PC阶段含量较高,在GE阶段含量最低。(2)在PC阶段,IAA合成基因AsYUCCA1和AsTA1以及生长素外运载体基因AsABCB1的表达量升高;在LC阶段,生长素内运载体基因AsAUX1表达量升高,生长素应答基因AsARF1和AsARF2表达量降低,cZ合成基因AsLOG1在CA阶段表达量最高,细胞分裂素运输相关基因AsENT2和信号转导相关基因AsORR-A1、AsORR-A2在PC阶段表达量最高。(3)ABA合成限速酶基因AsNCED1和AsNCED2的表达量在大蒜体细胞胚发生的后4个阶段显著低于EX阶段,ABA信号转导相关基因AsPP2C表达量在PC阶段升高,AsABI1表达量在LC阶段升高,AsPYL1表达量在GE阶段升高。研究认为,在大蒜体细胞胚发生过程中,吲哚-3-甲醛(ICAld)、吲哚-3-丁酸(IBA)和cZ的积累有助于促进大蒜愈伤组织的形成,高水平的生长素及其类似物和低水平的IP、tZ有利于大蒜早期胚性愈伤组织的形成,而低水平的生长素及其类似物、CTK和ABA更利于大蒜球形胚的形成,表明激素合成相关基因可调控内源激素含量的变化,激素信号转导相关基因参与了大蒜体细胞胚的发生。     

紫叶酢浆草体细胞胚诱导和发育条件研究

通过组织培养方法,探讨生长素和细胞分裂素在紫叶酢浆苹体细胞胚诱导和发育过程中的作用。结果表明0．5mg／L NAA是诱导胚性愈伤组织最适宜的生长素浓度,添加一定比例的6-BA可有效促进体细胞胚的发生;在附加激素浓度分别低于0．1mg／LNAA和0．5mg／L6-BA的MS培养基上,体细胞胚能发育成完整的植株。因此,一定浓度的生长素是诱导紫叶酢浆草胚性愈伤组织的关键因素,细胞分裂素在体细胞胚的发生和发育过程中起增效作用。     

植物体细胞胚发生过程中基因表达的研究进展

植物体细胞胚胎发生是一个复杂的发育过程,研究者们通过分析植物体细胞胚发生过程中的基因表达或胚性组织和非胚性组织中基因的差异表达,获得了在体细胞胚发生过程不同时期表达的基因,并分析了这些基因在胚胎发生途径中可能的作用。综述了在植物体细胞胚发生过程中细胞周期相关基因、胁迫和激素应答相关基因、信号转导相关基因、晚期胚胎丰富蛋白基因及与体细胞胚发生相关的胞外蛋白基因表达的研究进展。     

小麦苗期冷驯化相关cDNA的克隆

以中国春小麦幼苗为材料,利用改进的mRNA差异显示方法和银染技术,对不同低温驯化诱导表达的差异基因进行分离,共得到cDNA差异片段60条.经Reverse Northern验证,检出阳性表达片段8条,克隆并测序,分别命名为TIGW1~TIGW8.其中,TIGW2和TIGW3可能与抗冻蛋白积累、低温诱导蛋白的生成或低温信号的感受与传递有关;TIGW1、TIGW6、TIGW8中具有ACGT应答元件,TIGW3含有CAACA应答元件,说明可能获得了冷诱导基因的启动子序列.     

整合人lactoferrin基因的山羊体细胞支持核移植克隆胚的体外发育

克隆了人lactoferrin基因和山羊[[beta]]-casein基因5′端调控区, 构建了人lactoferrin的乳腺表达载体, 并将该载体利用脂质体介导转染了奶山羊胎儿成纤维细胞, 获得了稳定整合人lactoferrin基因的转基因体细胞克隆17个, 其中PCR和Southern Blot检测阳性的细胞克隆14个, 阳性率82.4%。以转基因体细胞为供体细胞进行了核移植, 获得了能够体外发育的山羊转基因克隆胚胎, 体内成熟卵母细胞来源的核移植囊胚率为64.8%, 体外成熟卵母细胞来源的核移植囊胚率为51.7%, 证明了山羊转基因体细胞能够支持克隆胚的进一步发育。     

植物体细胞胚状体与器官发生的激素调节

研究了外源激素对胡萝卜、矮牵牛、石刁柏以及烟草、曼陀罗、芹菜等植物体细胞胚状体与器官(主要是不定芽)发生的调节作用。1.胚状体的诱导在基本培养基中所需生长素都比不定芽分化所需生长素浓度高,或再需补加少量细胞分裂素。不定芽的分化在基本培养基中所需细胞分裂素都比胚状体的诱导所需细胞分裂素浓度高,或再补加适量生长素。少量细胞分裂素对石刁柏E_3无性系胚状体发生有强烈的促进作用。2.在一定的激素条件下,石刁柏E_3、B_2茎尖无性系可以在同一块愈伤组织上发生胚状体、不定芽,有时还有根。改变培养基中激素的量,可使愈伤组织只发生胚状体或芽。3.IAA、NAA和KT、BA、Z(玉米素)对诱导石刁柏E_3系体细胞胚状体与不定芽都有效,2,4-D和KT对诱导石刁柏B_2系体细胞胚状体与不定芽都有效。4.石刁柏个体之间胚状体与不定芽发生能力差异很大,有三种以上不同的类型。胡萝卜下胚轴只能发生胚状体,球形胚发生的愈伤组织既能产生胚状体又能发生不定芽。     

pSH-CUP重组质粒的构建及面包酵母酸性海藻糖 酶基因的敲除

设计含有与面包酵母(Saccharomyces cerevisiae BY-6)编码酸性海藻糖酶ATH基因内部部分序列同源的长引物,以质粒pUG6为模板进行PCR构建带有Cre/loxP系统的敲除单元,转化面包酵母获得G418阳性克隆.将铜抗性基因(cuP1-MT1)导入Cre重组酶表达质粒pSH47,得到重组质粒pSH-CUZ,并转化阳性克隆,以铜抗性筛选面包酵母转化子.半乳糖诱导表达Cre酶切除Kanr基因.重组质粒pSH-CUP的构建,不仅解决了酵母转化子筛选标记问题和非酵母基因的引入,而且使LoxP-kanMX-loxP基因敲除体系在进行真核生物基因敲除时更加方便可行.     

龙眼生长素应答因子基因克隆及其在体胚中的表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆生长素应答因子基因(auxin response fac-tor,即DL-ARF1),运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法研究其在龙眼体细胞胚胎发生过程中的表达。结果表明:DL-ARF1基因的mRNA全长序列为2 695bp(GenBank登录号GQ923778),包含2 046bp开放阅读框,163bp 5′非编码区(5′UTR),486bp 3′非编码区(3′UTR);推定的氨基酸序列含681个氨基酸,与其它植物ARF基因相似性达40%～81%。DL-ARF1基因可能属于转录抑制因子,在龙眼体胚的各阶段均有表达,整个变化趋势呈双峰形,在胚性愈伤Ⅱ(Stage 2)中的表达量最高。     

几种生长素对木薯体细胞胚发生和植株再生的作用

木薯（ＭａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａＣｒａｎｔｚ）嫩叶外植体在含２,４－Ｄ（１－１６ｍｇＬ－１）或ＮＡＡ（４０ｍｇＬ－１）的诱导培养基上能直接诱导初生体细胞胚胎发生,而低活性的生长素ＩＢＡ或ＩＡＡ（４０ｍｇＬ－１）或低浓度的２,４－Ｄ（０．１ｍｇＬ－１）则不能。而以木薯初生体细胞胚切段为外植体时,次生体细胞胚的诱导对生长素的活性或浓度的要求降低。降低生长素浓度或活性能缩短体细胞胚诱导时间并促进根的形成,有利于提高体细胞胚的再生频率。体细胞胚外植体在诱导培养基上的培养时间对下一步体细胞胚胎发生的诱导产生影响。通过石腊切片观察,在含２,４－Ｄ诱导培养基上,木薯体细胞胚不能形成芽分生组织。结果表明,２,４－Ｄ等生长素类物质对诱导木薯体细胞胚胎发生是关键因子,但对体细胞胚的进一步发育和植株再生起抑制作用。     

米曲霉木聚糖酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

目的:构建米曲霉木聚糖酶基因的真核表达载体,并转化巴斯德毕赤酵母,进行分泌表达。方法:以米曲霉总RNA为模板,根据已知的米曲霉木聚糖酶基因序列设计引物,采用RT-PCR技术克隆木聚糖酶基因cDNA序列,将其与pPIC9K质粒连接构建表达载体后转化毕赤酵母,经MM/MD快慢斑筛选,得到Muts型重组子,进行甲醇诱导表达。结果:克隆得到的cDNA序列全长666 bp,连续编码221个氨基酸;阳性克隆子在诱导培养数天后,将菌液点于RBB-木聚糖平板上,产生了明显的透明圈,表明重组木聚糖酶在毕赤酵母中获得表达。结论:木聚糖酶基因的真核表达载体构建成功,并能够在毕赤酵母中表达。     

火鹤AaSERK基因克隆及其在体细胞胚胎发生中的表达分析

为了探讨体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶(SERK)基因在火鹤体细胞胚胎发生中的作用,以火鹤胚性愈伤组织为材料,利用RT-PCR结合RACE技术,克隆了火鹤体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶基因(AaSERK),通过实时荧光定量PCR(Real time-PCR)技术分析了AaSERK的相对表达量。结果显示:(1)该基因全长为1 949bp,包含1 866bp开放阅读框,编码蛋白由622个氨基酸组成。(2)预测该基因具有SERK家族典型的结构域:1个信号肽、1个亮氨酸拉链结构域、5个富亮氨酸重复序列结构域、1个SPP基序、1个跨膜结构域、含11个亚区的激酶结构域、1个C端结构域。DNAMAN分析显示,该基因编码的氨基酸序列与其它植物的一致性达到65%~89%。(3)在离体诱导体细胞胚胎发生的各阶段中,AaSERK基因在诱导阶段及发育培养阶段微弱表达或者几乎不表达,在继代培养第30天的胚性愈伤组织中表达量最高。推测该基因可以作为火鹤体细胞胚胎发生的一个标记基因。     

抗冻蛋白(afp)基因表达载体的构建及对香蕉胚性细胞悬浮系的转化

通过PCR从‘京都七寸人参'胡萝卜基因组DNA中扩增抗冻蛋白基因,测序结果表明该基因的核苷酸序列与从宁夏‘吴忠'胡萝卜中克隆的完全一致。先后将获得的胡萝卜afp基因克隆和亚克隆至pMD18-T和pBI121,构建植物表达载体pBI121-afp。通过冻融法将pBI121-afp导入根癌农杆菌EHA105中。以香蕉栽培品种‘北大矮蕉'的胚性细胞悬浮系为受体,采用农杆菌介导法将胡萝卜afp基因导入其中,然后在Kanamycin的选择压力下通过体细胞胚发生途径进行植株再生。共获得抗性再生植株9株,其中两株经PCR检测呈阳性,可初步确定目的基因已经整合到这两株转基因香蕉植株的基因组中。     

牛流行热病毒糖蛋白G1抗原表位在毕赤酵母中的表达和抗原性鉴定

从包含牛流行热病毒G蛋白基因的质粒pMD-G中克隆G1抗原表位区基因,亚克隆进表达载体pPIC9K,构建重组载体pPIC9K-G1,线性化后电转化毕赤酵母GS115,通过G418压力和PCR法筛选阳性重组酵母进行诱导表达。经SDS-PAGE、脱糖基化分析、Western blot、ELISA、兔体免疫实验和特异性分析,表明该基因在GS115中表达并进行了适度的糖基化,表达蛋白有良好的生物学活性和特异性,可作为包被抗原,开发ELISA诊断试剂盒。     

生长素信号转导途径与植物胁迫反应相互作用的证据

生长素影响植物多种生理过程,有报道显示生长素可能影响植物对逆境胁迫的反应.我们利用cDNA阵列技术鉴定拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)的生长素应答基因,发现多个胁迫应答基因受生长素抑制,包括Arabidopsis homolog of MEK kinase1 (ATMEKK1),RelA/SpoT homolog 3 (At-RSH3),Catalase 1 (Cat1) 和Ferritin 1 (Fer1),说明生长素可调节胁迫应答基因的表达.此外,我们还证明吲哚乙酸(IAA)合成途径中的腈水解酶基因nitrilase 1 (NIT1) 和nitrilase 2 (NIT2) 受盐胁迫诱导,提示在逆境条件下IAA的合成可能随之增加.我们利用生长素不敏感突变体研究生长素与逆境反应相互作用的信号转导,发现胁迫应答基因在野生型和生长素不敏感突变体auxin resistant 2 (axr2) 中可被盐胁迫诱导,而在auxin resistant 1-3 (axr1-3)中则不被诱导,说明生长素与逆境胁迫反应的相互作用可能发生在泛素途径.     

重叠延伸PCR法克隆人脂联素基因及其在毕赤酵母中表达

利用重叠延伸PCR法克隆出人脂联素基因, 连接至克隆载体pGEM-T中, 转化大肠杆菌DH5a, 通过测序对其进行序列分析后, 进一步构建毕赤酵母表达载体pPIC3.5K-ADPN, 通过电击法转化毕赤酵母GS115, 转化的重组酵母菌用甲醇诱导外源基因表达。经PCR、Southern blotting鉴定, 获得了重组毕赤酵母菌株; 经甲醇诱导人脂联素基因表达, Western blotting杂交鉴定证明人脂联素基因已经在毕赤酵母中成功表达。结果表明重叠延伸PCR法准确方便克隆出人脂联素基因, 在30oC, 1%甲醇诱导48 h, 人脂联素基因在巴斯德毕赤酵母中的表达最佳。     

发育特异基因及其在RNA水平上的表达

从λ噬菌体gtll的cDNA表达文库筛选到7个胡萝卜体细胞发育特异的基因克隆,并对它们进行了纯化、分离噬菌体DNA,限制酶消化,琼脂糖凝胶电泳鉴定,以及将cDNA插入片段再克隆到pIBI或p^Uc18质粒等处理。然后,通过Southern blot分析,证明克隆16,22,50及60等为新的cDNA基因。此外,又通过Northern blot分析测定了这些基因的组织特异性表达及时序表达。结果表明,克隆22是一种受发育调节,与胡萝卜体细胞胚胎形成密切相关的基因。