烟草品种Beinhart1000-1抗黑胫病基因的QTL定位

为研究烟草黑胫病不同亲本来源的抗性遗传规律,定位抗性基因位点,本研究利用抗黑胫病品种Beinhart1000-1构建了220个F2分离群体。通过病圃接种鉴定和遗传分析,确定Beinhart1000-1对烟草黑胫病的抗性由多基因控制。利用筛选到的70对稳定SSR引物对烟草黑胫病抗性进行了QTL分析,绘制了一张包含14条染色体的遗传连锁图谱,且定位到5个与烟草黑胫病抗性紧密相关的QTLs,分别在2、3、3、6、12号染色体上,其贡献率分别为6.2%、6.0%、6.7%、5.6%和5.1%。此结果使烟草黑胫病抗性研究进一步深入,推进了烟草黑胫病分子标记辅助选择。     

隐地蛋白(cryptogein)基因定点突变及其广谱抗病烟草转化植株的获得

用PCR法从隐地疫霉 (Phytophthoracryptogea)基因组DNA中克隆了cryptogein(Cry)基因。将Cry基因的 13位赖氨酸 (K)突变成缬氨酸 (V) ,获突变基因CryK13V ,并将其构建于CaMV35S启动子控制的植物表达载体上。通过农杆菌介导的叶盘转化法转入烟草 ,经卡那霉素抗性筛选获 33株再生植株 ,PCR检测和Southern杂交分析表明CryK13V基因已整合到烟草基因组中。接种试验结果表明 ,转基因烟草植株对黑胫病菌、赤星病菌和野火病菌等的抗性均有提高。Northern杂交分析表明 ,微弱的CryK13V基因在转化植株中的表达就足以激活PR1和OPBP1等防卫反应相关基因的表达 ,而且表达丰度与转基因植株的抗病性有着一定的正相关性。研究结果还表明 ,隐地蛋白13位上的赖氨酸在诱导细胞死亡中起着关键的作用。     

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。     

基于健康栽培和精准用药的烟草黑胫病绿色防控技术研究——以四川省攀枝花盐边县和爱乡团结村为例

烟草黑胫病是严重威胁烟草产业发展的一类灭生性病害,具有难防控、影响范围广等特点.目前,我国防治烟草黑胫病主要采取优化栽培管理、进行化学与生物农药防控等措施.但单一的防控方法存在很多弊端,寻求新策略防治烟草黑胫病已迫在眉睫.本研究针对四川省攀枝花市盐边县和爱村烟草黑胫病发生严重、损失巨大的问题,在长期实践的基础上,明确构建烟草黑胫病绿色防控技术体系,运用拮抗菌剂基质拌菌技术、有机肥拌菌技术、抗性诱导技术、精准用药技术、中微量元素补充技术等多种技术协同调控植烟区土壤问题,提高烟株抗性,并系统评价了技术体系应用后对烟草黑胫病的控制效果以及烤烟质量的影响.研究结果表明,试验区烤烟的生长发育情况明显有优势.团棵期,试验区烟株株高、茎围和最大叶面积高于对照区的121.27%, 27.14%, 154.85%;旺长期,试验区烟株株高、茎围、有效叶片数和最大叶面积高于对照区的26.99%, 45.01%, 16.67%和124.32%.试验区烟草黑胫病发病始终轻于非处理区,对照区烟草黑胫病发病率为41.69%,病情指数为27.10,试验区烟草黑胫病发病率为6.85%,病情指数为1.95,与对照区相比,...     

低能离子束介导外源基因转化烟草的研究

以烟草ＮＣ－８９种子为材料,用显微扫描电镜（ＥＳＭ）和电子自旋共振（ＥＳＲ）波谱仪研究氮离子束对烟草种子表面的刻蚀作用及能量沉积产生自由基的间接效应,为离子束介导转移外源基因提供了形态结构依据。将烟草种子用２０Ｋｅｖ的氮离子束处理后,浸入含有ＰＢⅠ１２１质粒的缓冲介质中,在含有卡那霉素１００ｍｇ／Ｌ的ＭＳ０培养基上继代筛选,得到３株抗性植株。取抗性植株的叶片,经组织培养后得到再生抗性植株。经过ＰＣＲ及ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析,证明外源基因已转入烟草。     

Bt叶绿体转基因植株的抗虫性及后代表型分析

将Ｂｔ ＣｒｙＩＡ（ｃ） 基因与水稻（ Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．） 叶绿体ｐｓｂＡ 基因的启动子和终止子构建成表达盒,连同烟草（ Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍ Ｌ．） 叶绿体基因组同源片段ｒｐｌ２＿ｔｒｎＨ＿ｐｓｂＡ和ｔｒｎＫ＿ＯＲＦ５０９Ａ 以及选择标记基因ａａｄＡ一起构建成烟草叶绿体转化载体ｐＴＲＳ８。基因枪法转化烟草叶片,经壮观霉素筛选获得转化再生植株。有些转基因植株对３龄棉铃虫（ Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａ ｚｅａ） 具有较强的毒杀作用,并能显著抑制昆虫蜕皮和生长发育。对高抗虫性植株的子一代（Ｔ１） 和子二代（Ｔ２） 进行的遗传学和分子生物学分析表明,Ｂｔ 基因已稳定地遗传给子代叶绿体,且抗生素抗性遗传遵循非孟德尔的母系遗传规律     

烟草抗黑胫病突变体的细胞筛选

经实验我们成功地建立了在细胞水平上筛选烟草抗黑胫病突变体的筛选体系。该体系的主要内容为:γ-射线500—2000拉德诱变高度感病品种的花药后用50—80％的黑胫病菌粗毒素为选择压力,筛选出抗毒素花粉植株,用离体叶片法测定选出抗病植株,再从后代鉴定中选出抗病性能够稳定遗传的突变系。γ-射线及高浓度毒素处理均能得到抗病植株。选自感病品种的花粉植株中约有9—50％是真正抗病的。这些抗病植株中有一部分的抗病性能够稳定遗传。用该法已从感病优质品种小黄金1025及乔庄黑苗中选出6个突变系。并自N.C.628(抗)×小黄金1025(感)及N.C.628(抗)×庆胜2号(感)的F_1花粉植株中选出4个抗病系。所有的抗病系经3—4代后均表现出稳定抗性。其中一个突变体(R400)的抗性似由不完全显性多基因控制。     

西伯利亚蓼非特异性脂质转移蛋白基因PsnsLTP的功能分析

通过在农杆菌介导下,利用西伯利亚蓼非特异性脂质转移蛋白基因(植物表达载体：pROKII-PsnsLTP)对烟草进行遗传转化,经卡那霉素抗性分化筛选及PCR鉴定,获得6个转基因烟草株系。接种烟草炭疽病病菌和猝倒病病菌后观察转基因植株和野生型的表型差异,在NaCl、CdCl₂、7.5% PEG6000的胁迫下进行表型观察和生理指标的测定。结果显示：与野生型烟草相比,T1代转基因植株已具有较强的耐烟草炭疽病和猝倒病的能力;其超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性显著增强,丙二醛（MAD）含量显著降低,且幼苗具有较好的生长性状。由此证明,西伯利亚蓼非特异性脂质转移蛋白PsnsLTP增加了转基因烟草抵御生物胁迫和非生物胁迫的能力,这些工作为深入研究PsnsLTP基因的抗逆机制提供了参考。     

抗草甘膦抗虫植物表达载体的构建及其转基因烟草的分析

构建了含草甘膦抗性突变基因（aroAM12）和人工合成重组Bt抗虫基因（Bts1m）的植物表达载体pCM12_s1m。aroAM12基因的表达由CaMV35S启动子控制,Bts1m基因的表达由2E_CaMV35S启动子和Ω因子控制。通过农杆菌介导,将aroAM12和Bts1m基因转化到烟草中,转基因烟草通过在含草甘膦的MS培养基上筛选而获得。Southern blot分析表明所有经过草甘膦筛选出的转化植株都整合有aroAM12基因,约70%的转化植株同时整合有aroAM12和Bts1m基因。Northern blot、Immunodot blot分析进一步证明整合的两个基因在转录、翻译水平上均进行了表达,不同植株之间表达存在着差异。草甘膦抗性和虫试实验证明,获得的转基因烟草对草甘膦和烟青虫具有很强的抗性。     

导入蜘蛛杀虫肽基因的烟草具有抗虫性

用带有杀虫肽基因的农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａｃｉｅｎｓ）ＬＢＡ４４０４ 转化烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ）叶片,共获得３０ 株抗卡那霉素的再生植株． 用这些再生植株对棉铃虫（Ｈｅｌｉｏｔｈｉｓａｒｍ ｉｇｅｒａ）进行毒力测定,有３ 株转杀虫肽基因植株对棉铃虫有较强抗性． 与对照相比,这３ 株转基因烟草的杀虫率可达３０％～４５％ ,并能显著抑制昆虫蜕皮和生长发育,表现出明显的抗虫作用． 以这３ 株为主进行了ＰＣＲ 扩增及Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ实验,结果表明杀虫肽基因已插入到这３ 株植株的基因组中并表达出有活性的杀虫肽     

A 796?bp PsPR10 gene promoter fragment increased root-specific expression of the GUS reporter gene under the abiotic stresses and signal molecules in tobacco

A 1681 bp PsPR10 promoter was isolated from Pinus strobus and a series of 5′-deletions were fused to the β-glucuronidase (GUS) reporter gene and introduced into tobacco. GUS activity in P796 (−796 to +69) construct transgenic plant roots was similar with that of P1681 and higher than those of the P513 (−513 to +69) and P323 (−323 to +69) transgenic plants. Moreover, the abiotic stresses of NaCl, PEG 6000 and mannitol, and salicylic acid (SA), abscisic acid (ABA) and jasmonic acid (JA) induced higher GUS activity in the roots of P796 transgenic tobacco. This study provides a potential inducible root-specific promoter for transgenic plants.     

转天山雪莲sikPIP3基因烟草的获得及抗逆性鉴定

利用PCR技术从实验室建立的天山雪莲DNA文库中克隆了天山雪莲质膜水孔蛋白基因sikPIP3,构建了植物表达载体pBI121-sikPIP3,通过农杆菌介导法转化烟草品种NC89,经PCR和RT-PCR检测证明目的基因成功导入并得到了表达,采用水分胁迫进行抗旱分析和采用冷冻胁迫进行抗寒性分析。结果显示:(1)克隆出具有水孔蛋白基因特性的sikPIP3基因。(2)经断水干旱处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在断水9d的情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草萎蔫症状较轻;生理指标测量结果显示,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,相对含水量和CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗旱性高于野生型烟草。(3)经不同温度胁迫处理,转基因烟草的生长表型优于野生型烟草,特别是在-4℃冷处理6h情况下,野生型烟草已经完全萎蔫,转基因烟草只出现少量伤斑;生理指标分析结果表明,转基因烟草的相对电导率和MDA的含量低于野生型烟草,CAT活性高于野生型烟草。试验表明转sikPIP3烟草的抗寒性高于野生型烟草。综合结果表明:sikPIP3基因在抗逆基因工程方面具有较高的应用前景。     

杆状病毒p35基因诱导烟草产生广谱抗病机理分析

来源于昆虫病毒和动物的抗细胞凋亡基因能够诱导植物对生物或者非生物胁迫产生抗性.但其抗性机理有不同甚至相反的报道.本研究将来源于苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒的p35基因转化烟草,T1代转化烟草Western blotting检测P35蛋白的表达,转化烟草接种烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)抗病效果增强.进一步的抗病机理研究表明,转化和野生型烟草感染TMV后诱导过氧化氢积累无明显区别,野生型烟草感染24 h后出现DNA Laddering而转化烟草则没有;Western blotting结果显示PR-1蛋白表达没有显著差异.但接种另外一种病原真菌核盘茵(Sclerotiniasclerotiorum)后的RT-PCR分析结果表明,表达P35蛋白的烟草可增强感染核盘菌后PR-1基因的转录.而且表达时间提前.以上结果说明p35基因介导的广谱抗病反应的机理与接种的不同病原有关,对不同病原物的抗病机理存在差异,除抑制细胞凋亡外,还可能通过激活PR基因的表达提高对病原物的抗病能力.     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用, 使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用, 利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导入烟草基因组, 采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明, 整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因, 也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明, 外源基因已整合到烟草基因组中, 并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明, 转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系, 而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性等生理性状也发生了明显变化, 表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加, POD活性明显增强, MDA含量明显降低; 而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力, 而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

转OsMAPK4基因烟草的抗旱性研究与遗传分析

以低温处理的水稻辽盐241植株叶片总RNA为模板, 用OsMAPK4基因特异引物通过RT-PCR扩增出OsMAPK4基因, 构建了由E12启动子调控的OsMAPK4基因植物表达载体pBME12。通过农杆菌介导法将OsMAPK4基因导入烟草, 筛选获得25株转基因植株。抗旱性研究结果表明, OsMAPK4基因的超量表达提高了T1代转基因植株的抗旱性。卡那霉素抗性在T1代转基因植株中的分离情况表明, 大多数转基因株系符合单基因遗传规律。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

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。     

转星星草金属硫蛋白基因烟草的获得及其抗重金属镉能力分析

用农杆菌介导法将星星草金属硫蛋白基因（MD转化烟草,PCR及PCR—Southern检测的结果表明,该基因已导入烟草中。Real-TimePCR检测显示,该基因在转基因后代中的转录水平高于非转基因植株。Cd2＋胁迫下,转基因植株能够正常生长,鲜重、株高、叶绿素含量、Cd2＋含量和SOD活性均高于非转基因植株,表明MT基因的过量表达可提高转基因烟草的抗Cd2＋能力。