大豆GmGolS1的克隆及转基因烟草耐高温性鉴定

棉子糖系列寡糖(RFOs,raffinose family oligosaccharides)是植物体内一种重要的渗透调节物质,肌醇半乳糖苷合成酶(G01S,galactinolsynthase)是RFOs合成过程中的关键酶.本研究从大豆中克隆了 GmGolS1基因.序列分析结果显示,GmGolS1基因位于大豆3号染色...     

大豆fad基因反义表达载体构建及转化烟草研究

使用PCR方法从大豆基因组DNA中扩增出大豆油酸脱饱和酶基因fad2-1,连接到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109菌株.测序后,用DNAstar软件进行同源性比对.然后将正确的序列反向克隆到表达载体pBt,并转化农杆菌菌株LBA4404,经双酶切鉴定和PCR扩增检测,获得具有该基因反向序列的农杆菌工程菌,转化...     

大豆遗传转化技术在转基因大豆研究中的应用

大豆是公认的难转化的作物,大豆的遗传转化还没有模式化。利用转基因技术的原理和方法,对大豆遗传体系进行优化,可以实现对大豆产量和品质的改良。综述了应用于大豆遗传转化的研究方法,浅谈转基因技术的重要性,对转基因发展方向进行了展望。现阶段大豆遗传转化的效率依旧偏低,无法形成规模化的转基因体系。因此,建立高效、快速、稳定的大豆组织培养再生体系,解决外源基因难导入的难题,使之广泛应用于大豆生产成为亟待解决的问题。     

植物中棉子糖系列寡糖代谢及其调控关键酶研究进展

棉子糖系列寡糖代谢与植物生长发育、逆境胁迫、种子耐贮性及脱水耐性等关系密切.棉子糖系列寡糖的合成从棉子糖的合成开始,由半乳糖苷肌醇上的半乳糖基的转移依次生成棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等.寡糖代谢是一个复杂的调控体系,其中肌醇-1-磷酸合成酶、肌醇半乳糖苷合成酶、蔗糖合成酶、棉子糖合成酶、水苏糖合成酶和毛蕊花糖合成酶等参与了棉子糖系列寡糖的生物合成过程.本文对植物中棉子糖系列寡糖的代谢及其重要调控酶的特性、功能及分子生物学研究进展进行综述.     

叶桉COMT和CCoAOMT基因定向调控木质素单体合成的烟草转化研究*

利用烟草遗传转化体系,研究叶桉(Eucalyptus urophylla)咖啡酸氧甲基转移酶基因(EuCOMT)和咖啡酰CoA氧甲基转移酶基因(EuCCoAOMT)对木质素单体合成的定向调控效果。     

大豆SbPRP3基因表达及转基因烟草非生物胁迫鉴定

为研究大豆(Glycine max L.)细胞壁脯氨酸富集蛋白基因(SbPRP3)在逆境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR,对SbPRP3在高盐、干旱和低温处理下的表达情况进行检测。结果显示,SbPRP3在高盐处理下表达量升高,在干旱和低温处理下表达量先升高后降低。将SbPRP3构建到植物表达载体pRI101-AN上并转化烟草,获得阳性转基因烟草3株。对转基因烟草植株进行高盐、干旱和低温胁迫处理。结果表明,与对照相比,高盐和低温处理下转基因烟草脯氨酸积累量增加,而丙二醛产生量降低。但干旱处理后转基因烟草脯氨酸和丙二醛的含量与对照相比没有显著差异。由此推测SbPRP3可以提高转基因烟草的耐盐性和耐寒性。     

褪黑素合成酶基因转化烟草及转化植株抗氧化系统变化

通过根癌农杆菌(含植物表达载体YXu55)介导的转化技术,将褪黑素生物合成酶-芳烷基胺N-乙酰转移酶(Arylalkylamine N-acetyltransferase,AANAT)与羟基吲哚O-甲基转移酶(Hydroxyindole O-methyltransferase,HIOMT)基因导入到烟草(秦烟95)中。对所获得的庆大霉素抗性烟草株系进行Southern blotting和RT-PCR分子生物学检测,结果表明,AANAT-HIOMT基因已成功地整合到烟草基因组中,并且可以在mRNA水平上进行转录。用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)测定转化株系的褪黑素含量表明,转AANAT-HIOMT基因烟草株系的褪黑素含量均明显高于pZP122(不含AANAT和HIOMT基因的空白质粒)转基因株系和未转基因的对照植株,证明AANAT-HIOMT基因在转基因植株中的表达增强了褪黑素的合成能力。对不同株系抗氧化系统的部分指标进行了测定,并与其亲本对照植株比较,发现AANAT-HIOMT基因在转基因植物中的表达引起超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性增加,谷胱甘肽(GSH)浓度...     

优化子叶节转化法培育大豆MtDREB2A转基因植株

将正交因素试验与GUS基因组织化学染色等技术相结合, 优化大豆(Glycine max)品种东农50遗传转化体系, 导入抗旱关键基因MtDREB2A。结果表明, 大豆种子表面消毒, NaClO溶液法与Cl₂气熏蒸法的去污染率分别达到98.67%和93.33%。子叶节法转GUS基因组织化学染色率(68.33%)显著高于下胚轴法(14.00%)和胚尖法(0.67%) (P<0.05)。种子萌发5天, 农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)培养温度25°C, OD₆₀₀=0.9, 共培养5天的转GUS基因子叶节最高达72.00%; 恢复培养5天, 草丁膦(3 mg·L^-1)、头孢噻肟钠(200 mg·L^-1)和羧苄青霉素(300 mg·L^-1)筛选诱导分化的转GUS基因不定芽最多为3.33%; 优化的大豆遗传转化体系转化效率为1.11%。转MtDREB2A基因大豆东农50植株根系更加密集, 主根长度和侧根数量均显著高于对照(P<0.05), 证实MtDREB2A基因具有促进大豆根系生长的作用, 为利用该基因进行大豆抗旱育种奠定了坚实的基础并提供了理论依据。     

黄瓜LDC克隆、表达载体的构建及烟草转化研究

赖氨酸脱羧酶(LDC)催化赖氨酸脱羧形成尸胺。该研究采用RT-PCR技术从耐冷黄瓜‘Chipper’中分离到一段c DNA序列,利用DNAMAN6.0软件进行氨基酸序列分析,用BLASTp对蛋白的保守序列进行比对,用双酶切法和T4DNA连接酶构建了植物超表达载体p CAMBIA1304-LDC,通过在烟草不定芽诱导和生长培养基中添加不同浓度的潮霉素(Hyg)以确定不定芽分化和生长的筛选压力浓度,同时优化了菌液浓度、侵染时间和预、共培养时间4个农杆菌侵染条件。结果表明:该序列的CDS全长具有648 bp,编码216个氨基酸,BLASTp结果显示该蛋白具有赖氨酸脱羧酶的保守序列,认为分离到的序列为黄瓜LDC基因,在Gen Bank中的登录号是KC202438;当在叶块不定芽诱导培养基中添加10 mg·L-1的Hyg时,芽诱导率明显降低,为5.41%;当芽生长培养基中的Hyg浓度为20 mg·L-1时,芽苗成活率为33.33%,明显低于对照,因此认为10 mg·L-1和20 mg·L-1的Hyg浓度是抗性芽诱导和生长的筛选浓度;农杆菌侵染时,烟草叶盘不需要预培养,农杆菌OD600值为0.6,侵染5 min、共培养4 d时,侵染效果最好,能获得较高的抗性芽分化率。获得的抗性植株移栽成活后,叶片DNA经过PCR鉴定,获得了29株转化植株,转化率达93.55%。转化植株的获得为下一步基因功能分析提供了材料。     

过表达玉米Zmsh1基因提高转基因烟草的生物量

蔗糖合成酶(Su Sy)是调控植物体内蔗糖代谢的一类关键酶,而SH1是玉米Su Sy的一种亚型。研究表明,玉米Su Sy催化活性主要由SH1基因(Zmsh1)决定,该基因在玉米分子育种中的价值评估是人们关注的热点。利用农杆菌介导法将玉米Zmsh1转入模式植物烟草中,发现转基因烟草中SH1酶活力比野生型烟草平均提高了35%,根和茎的糖代谢关键产物蔗糖和果糖的含量平均增加了23%和28%;同时,Zmsh1的转入显著提高了转基因烟草的总生物量。研究结果为进一步在玉米中过表达Zmsh1,评估转基因玉米的产业化应用价值提供了重要的理论参考。     

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。     

植物肌醇半乳糖苷合酶的生理功能和调控机制

植物肌醇半乳糖苷合酶（galactinol synthase, GolS）是高等植物棉子糖类寡糖合成途径中的关键酶,为棉子糖系列寡糖提供活化的半乳糖基,调控植物体内棉子糖（raffinose, RFO）系列寡糖的生物合成与积累。编码该酶的基因属于糖基转移酶（glycosyltransferases, GTs）GT8基因家族的亚家族。GolS参与合成的最终产物棉子糖家族低聚糖（raffinose family oligosaccharides,RFOs）是植物中重要的碳水化合物存在形式,在细胞内可溶性强,可作为脱水保护剂;还能发挥稳定膜结构的作用。同时,GolS催化合成的直接产物肌醇半乳糖苷（galactinol）和RFOs都能作为羟基自由基捕获分子参与活性氧的清除。因此,GolS参与的代谢途径在植物碳同化物的贮存与运输、生物和非生物逆境响应、种子的脱水效应等生命过程中均发挥了重要作用。GolS基因结构差异与表达模式不同,导致不同GolS基因参与的生物学功能具有很大的差异。研究植物中不同GolS基因的结构特征,组织特异性表达特性及它们响应不同生长发育阶段、环境变化的表达特性,对了解GolS参与的生物学功能具有重要意义。同时,在分子生物学水平上,深入了解调控植物GolS基因的分子调控机制,为通过遗传工程或分子辅助育种等手段,利用GolS改良农林作物的经济性状提供理论支持。本文针对近年来植物中GolS基因的生理功能和调控机制的研究进行了综述。     

植物肌醇半乳糖苷合酶的生理功能和调控机制

植物肌醇半乳糖苷合酶（galactinol synthase, GolS）是高等植物棉子糖类寡糖合成途径中的关键酶,为棉子糖系列寡糖提供活化的半乳糖基,调控植物体内棉子糖（raffinose, RFO）系列寡糖的生物合成与积累。编码该酶的基因属于糖基转移酶（glycosyltransferases, GTs）GT8基因家族的亚家族。GolS参与合成的最终产物棉子糖家族低聚糖（raffinose family oligosaccharides,RFOs）是植物中重要的碳水化合物存在形式,在细胞内可溶性强,可作为脱水保护剂;还能发挥稳定膜结构的作用。同时,GolS催化合成的直接产物肌醇半乳糖苷（galactinol）和RFOs都能作为羟基自由基捕获分子参与活性氧的清除。因此,GolS参与的代谢途径在植物碳同化物的贮存与运输、生物和非生物逆境响应、种子的脱水效应等生命过程中均发挥了重要作用。GolS基因结构差异与表达模式不同,导致不同GolS基因参与的生物学功能具有很大的差异。研究植物中不同GolS基因的结构特征,组织特异性表达特性及它们响应不同生长发育阶段、环境变化的表达特性,对了解GolS参与的生物学功能具有重要意义。同时,在分子生物学水平上,深入了解调控植物GolS基因的分子调控机制,为通过遗传工程或分子辅助育种等手段,利用GolS改良农林作物的经济性状提供理论支持。本文针对近年来植物中GolS基因的生理功能和调控机制的研究进行了综述。     

抗虫转基因马铃薯研究进展

马铃薯在整个生育期都易遭受虫害,从而导致马铃薯绝产或减产,同时,受到害虫危害的马铃薯品质也受到严重影响。当前马铃薯抗虫转基因的研究与应用是解决虫害的有效手段之一。总结了苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因及RNAi的抗虫机制在马铃薯中的应用及其转基因植物研究中取得的进展,为马铃薯抗虫转基因研究和品种培育提供方法和对策。     

大豆5个花叶病毒株系抗性基因的定位

以科丰 1号×南农 1138 2为亲本构建的RIL群体NJRIKY为材料 ,对群体进行了 5个SMV株系 (Sa、Sc 8、Sc 9、N1 、N3)的抗病性鉴定。结果表明 :大豆对 5个SMV株系的抗性均受一对显性基因控制。用Mapmaker 3 0进行连锁分析 ,发现Rsa与Rn1、Rn3和Rsc9均连锁 ,距离分别为 2 1 4cM、2 3 5cM和 35 3cM ;Rsc8只和Rn1连锁 ,距离为 35 8cM ;Rn1和Rn3之间的遗传距离最近 ,为 10 2cM。多点分析结果表明 :5个抗病基因的排列顺序和遗传距离为Rsc8 35 8cM Rn1 10 3cM Rn3 2 1 5cM Rsa 35 8cM Rsc9。根据RFLP、SSR标记分析结果构建了一套大豆遗传图谱 ,该图谱包含 2 2个连锁群、2 5 6个标记 ,总遗传距离为 30 5 0 9cM。将 5个抗病基因定位于N8 D1b W连锁群 ,有 3个RFLP标记和Rn1、Rn3都连锁 ,分别为A6 91T、K4 77I、LC5T。它们与Rn1、Rn3的距离分别为 15 0 4cM、17 82cM、15 37cM和 16 14cM、17 82cM、16 5 8cM。     

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。