烟草甲谷胱甘肽S-转移酶基因LsGSTe1的表达及其与甲酸乙酯耐受性的关系

【目的】探究烟草甲Lasioderma serricorne谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)基因LsGSTe1的分子特性和生物学功能。【方法】在烟草甲转录组数据的基础上,利用RT-PCR技术扩增LsGSTe1基因,并进行生物信息学分析;采用qPCR技术检测LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段(低龄幼虫、高龄幼虫、蛹、低龄成虫、高龄成虫)及高龄幼虫不同组织(表皮、中肠、脂肪体、马氏管)中的表达水平,以及在甲酸乙酯熏蒸胁迫后的5龄幼虫中的表达变化。进一步采用RNAi技术沉默烟草甲5龄幼虫LsGSTe1基因,通过生物测定分析烟草甲对熏蒸剂甲酸乙酯的敏感性变化。【结果】获得LsGSTe1基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:MN480468),开放阅读框长684 bp,编码227个氨基酸,N端和C端均存在催化保守位点。系统发育分析表明该基因属于GSTs的Epsilon家族。qPCR结果表明,LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段均有表达,且在高龄幼虫期的表达量较高;表达部位主要在幼虫脂肪体,其次为中肠和表皮,而在马氏管中的表达量最低。LC     

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.     

RNA沉默技术及其在烟草抗病毒研究中的应用

RNA沉默技术是一项基因沉默新技术。在抗病毒研究中,人为地将与病毒或宿主基因（宿主基因编码的蛋白质对病毒很重要而对宿主本身作用很小或不起作用）同源的双链RNA（double strand RNA,dsRNA）导入生物体内,引起与其同源的基因发生沉默,从而抑制病毒复制,达到抗病毒的目的。因此,RNA沉默技术技术在抗病毒研究中倍受关注,并取得了显著成绩。主要对RNA沉默技术的相关知识及其在烟草抗病毒中的应用进展作一综述。     

烟草甲clip丝氨酸蛋白酶基因的克隆及其对外源激素和免疫胁迫的表达响应(英文)

【目的】作为细胞外信号级联通路的重要组成部分,含有clip结构域的丝氨酸蛋白酶(clip-domain serine proteases, CLIPs)在昆虫发育和先天免疫过程中起着重要作用。本研究旨在克隆烟草甲Lasioderma serricorne CLIP基因,解析其在烟草甲不同发育阶段和幼虫不同组织中的表达模式,分析其在外源激素20-羟基蜕皮酮(20E)和免疫胁迫后的表达特征,为进一步研究其生理功能奠定基础。【方法】采用RT-PCR技术克隆获得烟草甲两个CLIPs基因(LsCLIP1和LsCLIP2)全长cDNA序列,并利用生物信息学软件预测其编码蛋白的结构和特征,利用MEGA 6.06构建昆虫CLIPs系统发育树;利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qPCR)研究这两个基因在不同发育阶段［低龄幼虫(卵孵化后24 h内)、高龄幼虫(4龄以上)、蛹(化蛹后48 h以上)、早期成虫(化蛹后24 h内)和晚期成虫(化蛹后7 d)］、5龄幼虫不同组织(表皮、脂肪体、肠道和剩余组织)中以及注射20E(120 ng/幼虫)和来源于大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus的肽聚糖(0.2 μL)后4龄幼虫中的表达模式。【结果】克隆获得烟草甲LsCLIP1和LsCLIP2基因的cDNA全序列,其开放阅读框长度均为1 194 bp,编码397个氨基酸。序列分析显示,其氨基酸序列各自具有一个clip结构域和胰蛋白酶结构域。系统发育分析表明,CLIP1和CLIP2都属于subfamily C CLIPs。qPCR结果表明,LsCLIP1和LsCLIP2基因在所检测的各发育阶段和幼虫各组织中均有表达,分别尤以蛹期和表皮中表达量最高;经20E和肽聚糖诱导后,烟草甲幼虫体内LsCLIP1和LsCLIP2基因的表达量明显提高。【结论】推测LsCLIP1和LsCLIP2可能参与了烟草甲的蜕皮发育和对免疫胁迫的应激响应。本研究将为后续研究昆虫CLIPs的分子调控提供参考。     

固氮相关的两个植物基因转化烟草及其表达

豆科植物凝集和血红蛋白分别在植物识别其相应的根瘤菌和在根瘤内降低氧分压保护固氮酶的共生固氮作用中起重要作用。将豌豆（Ｐｉｓｕｍ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）凝集素基因（ｐｌ）和Ｐａｒａｑｓｐｏｎｉａ ａｎｄｅｒｓｏｎｉｉ血红蛋白基因（ｐｈｂ）构建到同一植物表达载体上,通过根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导法转化烟草（Ｎｉｃｓ     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子(Lat52)和绒毡层特异表达的启动子(TA29)引导外源生长素合成代谢基因(iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29-iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素过量表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明:Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸一洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

人乳铁蛋白基因在烟草中的表达及抗细菌与病毒的能力

从人血液中性白细胞中分离细胞总ＲＮＡ,用ｏｌｉｇｏ（ｄＴ） 为引物进行ｃＤＮＡ 第１ 条链合成,再用乳铁蛋白ｃＤＮＡ 的特异性引物进行聚合酶链反应（ＰＣＲ） ,分两段合成并拼成完整的乳铁蛋白ｃＤＮＡ。核苷酸序列测定证明,该ｃＤＮＡ 所编码的氨基酸与前人论证的人乳铁蛋白的氨基酸序列完全一致。将该ｃＤＮＡ 构建成植物表达载体ｐ３５ＳｈＬＦｃ,经根癌农杆菌ＬＢＡ４４０４ 感染烟草叶盘,获得具有卡那霉素抗性的烟草植株,ＰＣＲ检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交表明,人乳铁蛋白基因已整合到烟草基因组中。Ｎｏｒｔｈｅｒｎ 杂交与Ｗｅｓｔｅｒｎ 免疫印迹分析,检测到人乳铁蛋白基因在转化烟草中表达。体外实验证明,人乳铁蛋白基因在烟草中的表达产物对植物致病菌烟草火叶病菌、水稻白叶枯病菌有一定抑制作用     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子（Lat52)和绒毡层特异表达的启动子（TA29）引导外源生长素合成代谢基因（iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29－iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明：Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸－洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

家蝇抗菌肽Attacin-2基因的克隆、序列分析和诱导表达

攻击素(attacin)作为昆虫抗菌肽之一, 在昆虫的先天免疫中起着重要作用。本研究通过家蝇Musca domestica EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇的Attacin-2基因(Mdatta2) cDNA序列。其全长819 bp, 包含一个726 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF), 以及42 bp的5′末端非翻译区(5′-UTR)和51 bp的3′末端非翻译区(3′-UTR), 编码241个氨基酸残基, 推导的多肽N端22个氨基酸残基为信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与嗜凤梨果蝇Drosophila ananassae的Attacin一致性最高(46%)。以邻接法(Neighbor-Joining, NJ)构建的系统关系表明, 家蝇的Attacin-2与其他双翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族。应用实时荧光定量PCR的方法研究家蝇幼虫在受到外源细菌刺激时Mdatta2基因的表达, 结果显示, 在大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus分别刺激后3 h和6 h, 家蝇幼虫Mdatta2表达量出现显著上调。Mdatta2基因在家蝇幼虫体内呈诱导型表达, 表达水平随诱导时间的不同而变化, 提示Mdatta2基因可能在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。     

hBMP-3m基因在烟草中的表达

PCR扩增人骨形成蛋白-3成熟肽(hBMP-3m)cDNA,纯化后连接人pUC19质粒,构建克隆载体pUC19B3m;用EcoR Ⅰ和HindⅢ酶解pUC19B3m和pJIT163,将目的片段插入pJIT163,构建中间载体pJIT163-B3m;再构建植物表达载体pCAMBIA1300-B3m。利用冻融法将质粒pCAMBIA-hBMP3m转入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404。以烟草(Nicotiana tabacum L.)无菌苗叶盘为外植体,通过根癌农杆菌介导法进行遗传转化,获得了在含25mg／L潮霉素(Hygromycin,Hyg)的筛选培养基上再生的抗性植株,经PCR证实其中部分植株已将人骨形成蛋白-3成熟肽基因整合到烟草基因组中,Western Blot结果表明已有微量BMP表达。关键词：人骨形成蛋白-3成熟肽(hBMP-3m);烟草;根癌农杆菌介导法。     

抗细菌植物基因工程进展

前言植物病原细菌一直是农业生产的大敌之一,细菌侵染可造成农作物生产的巨大损失。以马铃薯为例,与细菌病相关的损失占全世界年产量的百分之二十五,约合40亿美元[1]。因此,育种工作的主要目标之一即培养抗细菌植物。     

家蝇MdSOD3基因的鉴定及其在抵抗重金属胁迫中的作用

超氧化物歧化酶（SOD）是一种重要的抗氧化酶, 在昆虫抗氧化保护过程中起着重要作用。本研究通过RT-PCR技术鉴定了家蝇Musca domestica MdSOD3基因(GenBank登录号为JQ408979), cDNA序列817 bp, 开放阅读框534 bp, 推导的多肽序列含有177个氨基酸。同源性分析及NJ法系统分析表明MdSOD3与其他物种的Cu/ZnSOD关系较近。荧光定量PCR检测该基因在家蝇幼虫脂肪体、 肠、 表皮和血细胞中不存在差异表达; 在受到不同浓度重金属Cd²⁺刺激时, MdSOD3基因呈诱导性表达, 5 mmol/L 时表达量最高。通过RNAi策略技术成功敲低MdSOD3表达水平。将RNA干扰60 h的幼虫置于5 mmol/L Cd²⁺处理24 h后死亡率明显升高, 并且出现中毒表象。NBT活性染色检测到体外重组表达的MdSOD3具有明显的酶活性。结果提示MdSOD3基因可能在家蝇抗逆防御过程中起着重要作用。     

RNA干扰抑制SiHaB2细胞中Bcl-2基因的表达

Bcl-2基因作为细胞凋亡的一个潜在抑制剂调节细胞的死亡,抑制恶性肿瘤细胞中Bcl-2基因的表达可促进肿瘤细胞的凋亡。采用RNA干扰技术,合成了含有21个核苷酸的小双链干扰RNA（siRNA．Bcl-2）,并构建了含有19个核苷酸基因的质粒载体（pSilencer2．1-U6-Bcl-2）,把合成的siRNA．Bcl-2和pSilencer2．1-U．Bcl-2分别转导入Bcl-2高表达的细胞株SiHaB2中,通过Western印迹检测,免疫荧光法检测及DNA梯（ladder）检测,可观察到在导入siRNA．Bcl-2和pSilencer2．1-U．Bcl-2的SiHaB2细胞被培养72h后,可以明显抑制Bcl-2蛋白的表达。     

Harpin的表达及其诱导抗烟草花叶病毒感染的活性

采用人工分段合成梨火疫病细菌(Erwinia amylovora)Harpin基因A、B、C、D片段,然后连接构建全长harpin基因,克隆到pET-23( )表达载体中,在E．coli BL21中表达Harpin蛋白。通过His Bind Resin Ni^ 层析柱纯化,获得Harpin蛋白。经SDS-PAGE和Western blot分析,该蛋白分子量为45kDa。采用叶片穿刺法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发烟草叶片的过敏反应。采用叶脉注射法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发辣椒叶片的过敏反应。将烟草和辣椒用3μg／mL Harpin喷雾处理5d后,接种烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV),观察植株病症,并采用ELISA检测TMV含量。结果表明经Harpin处理的烟草和辣椒对TMV侵染有一定的抑制作用。     

烟草内生细菌防治烟草黑胫病及促生作用研究

筛选烟草内生细菌防治烟草黑胫病,获得了对烟草黑胫病有很好防效的内生细菌118、57和93等菌株.在温室控病实验中它们的防效分别可达69.23%、61.53%和65.38%.118菌株对烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)菌丝生长有明显的拮抗作用.118菌株具有较广的抗菌谱,且对烟草有促生效果,烟草的鲜重增产率为13.10%.     

外源SOD和APX基因在转基因烟草中的表达与遗传

分析转超氧化物歧化酶基因（SOD）或抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）烟草及其自交和杂交后代的叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的结果表明：转基因烟草的SOD和POD活性在终花期最强,不同叶位叶中SOD活性差异不明显,POD活性以下部叶为最高;转基因烟草的SOD或POD活性显著高于近等基因的非转基因品系。杂交后代（F1、F2）的SOD活性能保持稳定,略高于亲本;自交后代（S1～S3）与自交亲本的SOD和POD活性相当。     

人乳铁蛋白基因在烟草中的表面及抗细菌与病毒的能力

从人血液中性白细胞中分离细胞总ＲＮＡ,用ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）为引物进行ｃＤＮＡ第１条链合成,再用乳铁蛋白ｃＤＮＡ的特异性此物进行聚合酶链反应（ＰＣＲ）,分两２段合成并拼成完整的乳铁蛋白ｃＤＮＡ,核苷酸序列测定证明,该ｃＤＮＡ所编码的氨基酸与前人论证的人乳铁蛋白的氨基酸序列完全一致,将该ｃＤＮＡ构建成植物表达载体ｐ３５ＳｈＬＦｃ,经根癌农杆菌ＬＢＡ４４０４感染烟草叶盘,获得具有卡那霉素抗性的烟草植株,     

烟草甲在我国的潜在地理分布

【目的】预测当前及未来气候场景下烟草甲Lasioderrmaserricorne(Fabricius)在我国的潜在地理分布,阐述烟草甲与气候因子之间的关系,为烟草甲的可持续治理提供理论基础。【方法】收集烟草甲的分布数据与气候数据,采用MaxEnt模型进行潜在地理分布研究,模拟烟草甲在当前与未来气候变化下的潜在地理分布的情况。【结果】最冷月的最低温度和最暖月的最高温度是影响烟草甲潜在地理分布的关键因素,烟草甲的高度适生区集中在我国南方,烟草甲的潜在地理分布未来有从北向南缩减的趋势。【结论】本研究筛选出了6个影响烟草甲的关键气候因子,预测了其在当前及未来气候场景下在我国的潜在地理分布,为烟草甲的绿色防控提供依据。     

细菌乙酰胆碱氧化酶基因（codA）在烟草的表达与抗盐能力的分析

将土壤细菌（A.globiformis)的乙酰胆碱氧化酶（COD）基因（codA)通过农杆菌介导转入到烟草中,应用抗性筛选得了抗性植株,PCR检测结果表明：codA已整合到抗性植株染色体中;Western印迹鉴定及金标免疫分子定位的结果表明：乙酰胆碱氧化酶基因（codA已整合到抗性植株染色体中;Western印迹鉴定及金标免疫分子定位的结果表明：乙酰胆碱氧化酶基因（codA)在转基因烟草中得到表达,表达产物COD定位在叶绿体中,通过对转基因植株的抗盐能力分析,结果表明转基因植株比对照植株具有更高的抗盐性,其中幼小植株（1.0-1.5cm)可在400mmol/LNaCl的培养基上存活30天以上,并获得具有一定抗盐性状的转基因植株（T4-400）,能在300mmol/LNaCl浓度下较好生长;较大植株（6-8cm）能在400mmol/LNaCl浓度下较好生长。