低温下转昆虫抗冻蛋白基因烟草的亚显微结构变化

分析在-1℃温度中处理1、2和3d的转昆虫抗冻蛋白基因MpAFP149烟草和野生型烟草亚细胞显微结构变化的结果表明,转基因烟草和野生型烟草的超微结构有差异,尤其是细胞膜、叶绿体和线粒体的膜。转基因烟草细胞器的膜结构伤害程度明显低于野生型烟草,这提示低温条件下转基因烟草中的抗冻蛋白可能有保护细胞膜和细胞器膜结构的作用,由此降低了低温的伤害。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT—PCR和PCR—RACE技术,从菊科植物甘菊（Dendranthema lavandulifolium）中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶（betaine aldehyde dehydrogenase,BADH）基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152。DlBADH1的cDNA全长1821bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918bp,编码506个氨基酸的蛋白质。两个基因核苷酸序列的同源性为97％,推导的氨基酸序列的同源性为98％。与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64％以上。在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽（VTLELGGKSP）以及与酶功能有关的半胱氨酸残基（C）。在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合。RT—PCR—Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员。     

甘菊BADH基因cDNA的克隆及在盐胁迫下的表达

利用PCR、RT-PCR和PCR-RACE技术,从菊科植物甘菊(Dendranthema lavandulifolium)中克隆到2个甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)基因的同源基因,分别命名为DlBADH1和DlBADH2,GenBank登录号分别为DQ011151和DQ011152.DlBADH1的cDNA全长1821 bp,其开放阅读框编码503个氨基酸的蛋白质;DlBADH2全长1918 bp,编码506个氨基酸的蛋白质.两个基因核苷酸序列的同源性为97%,推导的氨基酸序列的同源性为98%.与已发表的其它植物BADH基因氨基酸序列的同源性在64%以上.在推导的氨基酸序列中,均含有醛脱氢酶所具有的高度保守的十肽(VTLELGGKSP)以及与酶功能有关的半胱氨酸残基(C).在推导的氨基酸序列的系统关系中,甘菊位于其它双子叶植物和单子叶植物之间,与其植物分类的系统关系相吻合.RT-PCR-Southern半定量表达分析表明,甘菊BADH基因家族中存在表达受盐诱导的成员.     

转GhB301基因烟草的防御酶活性及抗病相关基因表达分析

为了明确棉花ERF-B3亚族转录因子基因GhB301在烟草异位表达后(抗枯萎病中)的功能,该研究以过表达GhB301基因烟草和野生型烟草为材料,采用枯萎病菌孢子悬浮液接菌方法,分析病原菌侵染前后防御酶活性变化以及防卫相关基因的表达变化与抗病性的关系。结果显示:(1)棉花枯萎病菌处理15d后,2个转基因株系烟草叶片黄化程度与野生型相比较轻。(2)棉花枯萎病菌处理后,过表达GhB301转基因烟草和野生型烟草叶片过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)的活性较未接菌对照显著提高,并且酶活峰值出现均早于野生型材料;转基因材料叶片的POD、PAL、PPO活性均在处理3d后达到峰值,而野生型材料叶片的POD、PAL活性在处理5d后才达到峰值。(3)接种棉花枯萎病菌后活性氧相关基因、乙烯(ET)/茉莉酸(JA)途径相关基因、病程相关基因的表达量在转基因株系OE1和OE2中均受到明显影响。研究推测,GhB301在烟草中的异位表达激活了防卫相关基因的表达,提高了防御酶的活性,从而增强了烟草对枯萎病菌的抗性。     

拟南芥AtCAO和AtHEMA1基因共表达载体的构建及转烟草研究

增加作物的叶绿素含量,尤其是叶绿素b的含量,是增强作物耐弱光性的可能途径.将拟南芥叶绿素合成的关键酶——谷氨酰tRNA还原酶(glutamyl-tRNA reductase,HEMAl)的基因和促进叶绿素b合成的关键酶——叶绿素酸酯a加氧酶(chlorophyllide a oxygenase,CAO)的基因,构建于同一个植物双元表达载体,经农杆菌介导整合进烟草基因组.结果显示,弱光下转基因烟草比野生烟草的叶绿素总量增加不显著,但叶绿素b含量增加16％～17％、叶绿素a/b比值降低9％ ～12％、光合作用增强42％ ～65％,均达到显著水平,而且生长发育比野生烟草快.为今后改良作物的耐弱光性奠定了基础.     

转异源abp基因烟草的叶外植体不同培养中的形态发生

以转正义和反义ａｂｐ基因「生长素结合蛋白的基因」烟草及对照的叶外植体为材料,在附加２ｍｇ／Ｌ或１ｍｇ／Ｌ的６－ＢＡ和不同浓度的ＮＡＡ的ＭＳ培养基上进行不定芽分化试验。在较低ＮＡＡ浓度条件下,转正义ａｂｐ基因烟草的叶外植体分化的不定芽数高于对照和转反义ａｂｐ基因烟草,说明ＳＥ２对生长素的敏感性比ＳＲ１和ＡＳ３高;而在较高ＮＡＡ浓度条件下,ＡＳ３分化的不定芽数大于ＳＥ２和ＳＲ１,说明ＡＳ３对生长素的敏     

转LEA基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳LEA基因的功能,为通过基因工程手段培育耐盐植物提供基础资料。方法:对转LEA基因烟草当代(T0)和子一代(T1)分别进行不同浓度的NaCl胁迫处理,研究转基因烟草的耐盐性。结果:转基因烟草T0代组培苗耐受NaCl的临界浓度为230mmol/L,而对照耐受NaCl的临界浓度为130mmol/L以下;T1代幼苗耐受NaCl的临界浓度为150mmol/L,对照耐受NaCl的临界浓度为100mmol/L以下;在临界浓度转基因烟草的T0代、T1代根系发育良好,生长量明显高于非转基因对照烟草。结论:柽柳LEA基因的转化提高了烟草的耐盐性。     

河北转Bt基因棉田棉铃虫对杀虫剂的抗性及相关酶活性的变化

为明确河北省推广种植植转Bt基因抗虫棉（简称Bt棉）后, 棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)对常用杀虫剂的抗药性水平及其生化机理, 2011-2012年采用点滴法对保定南郊、 沧州南皮、 邢台巨鹿3个地区的田间种群以及敏感种群进行了室内毒力测定, 并采用生化分析法对4个种群相关的羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）、 谷胱甘肽S 转移酶(glutathione S-transferases, GSTs)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)的活性进行了研究。结果表明: 3个田间种群对高效氯氰菊酯和氰戊菊酯处于中至高抗水平, 抗性倍数为20.02~73.70倍; 对灭多威处于低至中抗水平, 抗性倍数为6.27~11.84倍; 对高效氯氟氰菊酯(抗性倍数: 1.07~4.20倍), 辛硫磷、 毒死蜱和马拉硫磷(抗性倍数: 1.00~2.69倍), 以及氯虫苯甲酰胺（抗性倍数: 2.00~3.67倍）均处于敏感水平。3个田间种群的CarE, GSTs和AChE活性分别是敏感种群的1.06~1.23, 1.20~1.63和1.15~1.23倍, 这可能与其对高效氯氰菊酯、 氰戊菊酯和灭多威产生的抗性有关。     

交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

铝胁迫对转C4磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因水稻光合作用和活性氧代谢的影响

以转C4 Ppc基因水稻为材料,利用叶绿素荧光技术和酶学手段,调查铝胁迫对转C4 Ppc基因水稻光合作用和活性氧代谢的影响。结果表明,在铝胁迫条件下,转C4 Ppc基因水稻的叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光参数Fv/Fm、φPSⅡ、qP和qN下降幅度显著小于野生型。可见在铝胁迫的条件下,转C4 Ppc基因水稻仍表现出较高的光合效率。铝处理导致水稻活性氧含量的增加,但由于转C4 Ppc基因水稻活性氧清除酶SOD、POD和CAT含量显著高于野生型,表现出较低的膜脂过氧化。上述结果表明,C4 Ppc基因的导入显著提高了水稻的耐铝特性。     

不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉根际土壤酶活性和养分含量变化

田间试验条件下,以转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其非转基因亲本常规棉石远321为研究对象,比较分析不同生育期(30、60、90、120d)转双价基因棉和亲本棉根际土壤酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)及速效养分(硝态氮、铵态氮和速效磷)的变化。结果表明,转双价基因棉根际土壤硝态氮、铵态氮和速效磷含量变化趋势与其亲本常规棉基本一致,但各养分的具体变化幅度因生育期不同而异。播种后30、60、120d转双价基因棉和亲本常规棉根际土壤碱性磷酸酶活性无显著差异;土壤脲酶和过氧化氢酶活性随棉花生育进程其变化趋势虽各不相同,但同一生育期转双价基因棉与亲本常规棉根际土壤脲酶和过氧化氢酶活性均无显著差异。表明,土壤酶活性和速效养分含量受转双价基因棉的影响较小,其变化主要受生育期的影响。     

烟草花叶病毒对烟草叶片光合特征和POD表达的影响

以烤烟(Nicotiana tabacum L.)品种'中烟5号'为实验材料,对烟草健康株与感染烟草花叶病毒(TMV)株的叶绿素、光合速率、光合速率对光强的响应曲线、光暗反应荧光特征、POD活性及其表达等进行研究,以探讨TMV感染对烟草植株生理生态特征的影响.结果显示:病株的叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量显著低于健康株,但Chl a/Chl b值基本相同;病株暗中初始荧光(F0)、暗中最大荧光(Fm)、暗中可变荧光(Fv)、光下初始荧光(F0′)、光下最大荧光(Fm′)、光下可变荧光(Fv′)、非光化学猝灭系数(NPQ)、PSⅡ捕光效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)及光饱和点显著低于健康株;净光合速率在光强较大(＞1 500 μmol·m-2·s-1)时病株比健康株低,光强适中(1 500 μmol·m-2·s-1左右)时两者相差不大,光强较弱(＜1 500 μmol·m-2·s-1左右)时病株比健康株高;病株叶片的过氧化物酶(POD)活性显著升高,POD同工酶中一些大分子量蛋白分子表达量加大.研究表明,感染TMV使烟草植株对光抑制更为敏感,叶片的荧光激发能力和热耗散能力下降,PSⅡ反应中心捕光效率和光化学反应效率降低,光合电子传递能力和碳同化能力受到抑制;POD活性提高和表达量增加可能是诱导烟草抗病性的一个关键生理过程.     

转番茄GGPS2基因烟草的构建及弱光耐受性分析

为探讨弱光处理对转番茄Solanum lycopersicon L.GGPS2基因烟草的类胡萝卜素、叶绿素合成及耐弱光性的影响,将Sla GGPS2基因和绿色荧光蛋白报告基因(GFP)经农杆菌介导转入烟草Nicotiana tabacum L.cv.Wisconsin 38。PCR检测证明抗卡那霉素烟草含有npt II、Sla GGPS2基因,且无农杆菌污染;荧光检测发现,抗卡那霉素烟草的根尖呈现特有的荧光,由此说明获得了整合Sla GGPS2和GFP等外源基因的转基因烟草。弱光处理后,发现转Sla GGPS2基因烟草的类胡萝卜素含量、叶绿素总量、光合速率、单位叶面积重、总干重、根冠干重比均比野生烟草高,达到了差异显著水平。证实Sla GGPS2基因增加了弱光下烟草的类胡萝卜素含量、叶绿素总量,增强了光合速率,促进了生物量积累及其向根部的分配,提高了烟草弱光下的耐受性,推测可用于其他作物的耐弱光性改良。     

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。     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

用酶切方法从「ｐＢＳ－ＢｍＫ ＩＴ４质粒中获得ＢｍＫ ＩＴ４基因片段,并构建ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子下的ＢｍＫ ＩＴ４基因表达质粒ｐＥ３－ＢｍＫ ＩＴ４,以根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｒｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的叶盘法转化云烟（Ｎｉｃｏ－ｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）Ｋ３２６叶片,获得４５株抗卡那霉素的再生植株。用这些再生植株进行抗虫     

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子(SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNA Southern blot\,Slot blot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Western blot分析,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明,在所受试的19株烟草中60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制;蚜虫抑制生长试验表明,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

转cry1Ac／cpti基因水稻对土壤酶活性和养分有效性的影响

【背景】转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变对土壤酶活性和养分转化产生影响,转基因作物对土壤质量的影响是其环境安全性评价的重要方面。【方法】本研究通过田间定位试验分析了连续3a种植2种转crylAc／cpti双价抗虫基因水稻后,土壤酶活性和养分有效性等土壤质量性状的变化。【结果】在水稻各生育期内,除齐穗期转基因稻科丰8号（GM1）田的土壤酸性磷酸酶活性显著（P〈0．05）高于其受体非转基因稻明恢86（CK1）外,转基因稻GM1、GM2（Ⅱ优科丰8号）的土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和脲酶活性与对应非转基因稻CK1、CK2（Ⅱ优明恢86）间均无显著差异。同时,在水稻生长过程中,土壤pH、有机质、有效氮、有效磷和速效钾等土壤理化指标在GM1和CK1或GM2和CK2间也均无显著差异。【结论与意义】连续38种植转crylAc／cpti双价抗虫基因水稻并未改变稻田土壤中主要营养元素的有效性及其相关土壤酶活性,即短期内种植转crylAc／cpti双价抗虫基因水稻不会影响土壤酶活性和养分状况。该结果为进一步评价转基因水稻的生态风险提供了一定的依据。     

转SCaM—GFP融合基因烟草中钙调素分泌特性的研究

钙调素是一种重要的Ｃａ2 结合蛋白 ,在细胞内发挥着重要的生物学功能。一系列实验证实 ,钙调素也普遍存在于动植物细胞外[1- 3 ] ,并且具有重要的生物学功能[4 - 6] 。我们实验室的研究表明 :胞内外钙调素在Ｃａ2 依赖性以及在靶酶激活特性等方面基本相同 ,但在Ｃａ2 亲合力等方面存在差异[2 ,7] 。近年来 ,在植物细胞中发现存在多种钙调素亚型 ,特别是在大豆中对钙调素亚型研究得比较清楚[8] 。通过对大豆中钙调素亚型亚细胞定位的研究 ,一方面可以阐明钙调素是否具有向胞外主动分泌的特性 ,另一方面可以确定向细胞外分泌的钙调素是…