大麦籽粒生育酚和生育三烯酚的合成与分布特性

大麦生育酚(tocopherols,T)和生育三烯酚(tocotrienols,T3)是重要的抗氧化功效成分,对人体健康具有潜在的应用价值。本研究分析了大麦籽粒发育过程中生育酚和生育三烯酚及其异构体成分的含量和分布特性。结果表明:在大麦籽粒发育过程中,籽粒总生育酚和总生育三烯酚含量随籽粒发育进程不断升高,抽穗后发育第30~35天合成积累速率最快,占总含量50%左右;颖壳中的生育酚和生育三烯酚及其异构体含量显著低于去颖壳后籽粒中的含量;在籽粒发育不同阶段异构体α-T和α-T3含量较高且变化大,其他6种异构体(β-T、γ-T、δ-T、β-T3、γ-T3和δ-T3)含量低且基本恒定。说明大麦籽粒生育酚和生育三烯酚及其异构体成分的积累速率和分布存在显著差异。     

转基因水稻胚乳中表达铁结合蛋白提高稻米铁含量

为提高我国稻米的铁含量,通过农杆菌介导将自行克隆的菜豆(Phaseolus limensis)铁结合蛋白(Ferritin)基因导入了一个高产粳稻(Oryaz sativa L.ssp．japonuica)品种中,获得17个独立的转基因水稻株系。分子检测证明,外源基因在多数转基因水稻植株基因组中有1～3个整合位点,并可稳定遗传。在水稻种子贮存蛋白谷蛋白基因GluB-1启动子的控制下,铁结合蛋白基因可在转基因水稻的种子中高效特异地表达,不同转化子中的表达量有明显不同。在转基因水稻种子中表达铁结合蛋白后对提高精米中的铁含量有明显的效果,相对于未转化对照最多可提高64％,而锌的含量并无明显变化。     

HPLC法分析油菜种子油中维生素E的组成与含量

利用HPLC法分析了50份遗传背景丰富的白菜型油菜、甘蓝型油菜、芥菜型油菜和芸芥种子油中维生素E的组成与含量.研究结果显示,油菜种子油中主要含α-生育酚和γ -生育酚,且a-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量均存在明显的基因型差异,甘蓝型油菜种子油中维生素E含量总体水平最高,平均总量较高,为123.11 mg/100g油,维生素E含量最高的Omega,总量为144.73 mg/100g油,α/γ-生育酚比值最高可达0.77.α-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量与类胡萝卜素含量均呈现显著负相关,种子油中α-生育酚与含油量呈现显著正相关,α-生育酚、γ -生育酚和维生素E总量与生育期均呈现显著或极显著正相关,α-生育酚和维生素E总量与株高均呈现显著正相关,维生素E总量与千粒重呈显著正相关,而α-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量与全株角果数和每角粒数相关不显著.     

转入HPT1基因的油菜种子中维生素E含量的提高

尿黑酸植基转移酶（HPT）是天然维生素E合成途径中的关键酶,拟南芥中编码HPT的基因HPT1转入油菜种子特异表达后得到转基因油菜。初步的检测发现,其种子中的维生素E含量有所提高。     

水稻转基因植株后代中外源基因异常分离的研究

以用农杆菌介导法育成的日本晴等3个品种（系）的转基因水稻为材料,对外源基因的分离情况进行了研究。这几份转基因水稻都携带串联排列的抗虫基因cry1Ab和报告基因gusA等基因,在自交后代中,cry1Ab和gusA协同分离,但阳性植株与阴性植株之比都显著小于3：1,阴性植株显著偏多,以杂合转基因植株（gusA1-)作母本植株,与常规品种（-1－）杂交所得测交F1,阳性植株（＋／－）和阴性植株（－／－）的比例基本符合1：1,在反交时,阴性植株与阳性植株之比显著大于1：1的比例,比较日本晴转基因后代中gusA阳性株与阴性株的结实率发现,前者的结实率显著低于后者,综合上述结果可以看出,携带crylAb等转基因的花粉存在竞争劣势,可能是导致外源基因异常分离的主要原因。     

基因枪转化获得的转基因水稻中外源基因整合与表达规律研究

通过基因枪法将cecropin B和bar基因共转化水稻,获得多个水稻优良品系的转化材料,对转基因的结构和表达的系统分析,发现外源基因的整合模式多种多样,有简单也有复杂,其中插入位点数的变化范围为1－7个,拷贝数的变化范围为1－10个,转基因拷贝数的多少与其表达和沉默不存在必然的联系,相同整合模式的转基因事件中基因的表达存在较大的差异,选择标记基因bar比非选择标记基因cecropin B的表达框的完整性和转录概率要高,但是发现大部分表达框完整的bar基因发生基因沉默,而在终止子发生序列丢失的cecropin B基因的表达则明显提高。     

过量表达水稻细胞质型OsAPXs基因提高转基因烟草的耐盐性

为了验证水稻(Oryza sativa L.)细胞质型APXs与细胞耐盐性的关系,实验分别将OsAPXa和OsAPXb（基因登录号：D45423、AB053297）转化到烟草(Nictiana tabacum,N.plum)植株中。Southern结果表明,二基因分别整合到烟草的基因组;Northern分析表明,外源基因在转基因烟草中得到高效表达;在碳酸盐逆境下,T2代转基因植株与野生型对照相比,其APX活性呈现显著的提高,T₂代品系的H₂O₂含量和叶片受害程度显著低于野生型;T₂代品系分别在含有10 mmol·L^-1 NaHCO₃、5 mmol·L^-1 Na₂CO₃的MS培养基上生长,根的生长受到抑制,叶片产生黄化;野生型烟草则难以存活。水稻细胞质型OsAPXs基因的过量表达提高了转基因烟草的耐盐性,揭示出OsAPXa和OsAPXb在碳酸盐逆境应答过程中发挥着重要的作用。     

甜菜碱醛脱氢酶基因在水稻中的表达及转基因植株的耐盐性研究

甜菜碱醛脱氢酶(BADH)是渗透调节剂甜菜碱生物合成中涉及的第2个酶,我们将含盐生植物山菠菜BADH基因的植物双元表达载体经基因枪法导入水稻,经盐胁迫筛选得到转化植株,经RAPD检测全部阳性,在随机选择的10株转化植株中全部测出BADH活性,而对照未见.Northern杂交表明,其中7株为阳性.在含0.5%氯化钠的盐池中大多数转基因植株生长基本正常,结实率约为10%,而对照受盐害现象显著,几乎全部枯萎.     

AtSTP3启动子控制的外源基因在转基因水稻中的特异表达研究

利用PCR技术从哥伦比亚型拟南芥基因组DNA中分离了AtSTP3绿色组织特异表达的启动子,序列分析表明,扩增片段(1774bp)与已报道序列的相应区域同源性达99.9%。将其与GUS报告基因融合在一起,构建了植物表达载体,并由农杆菌介导法导入水稻品种‘中花11’中。对转基因水稻植株中的GUS活性进行定性与定量测定结果表明,AtSTP3启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片中特异性表达,而在根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,AtSTP3启动子表现出明显的组织特异性。     

转基因水稻中HPT蛋白质的检测及表达特征研究

hpt是转基因植物中最常用的筛选标记基因之一,建立了HPT蛋白质免疫印迹检测技术、了解其在转基因植物中的表达特征具有重要的理论意义和应用价值。在大肠杆菌中进行了HPT蛋白质的重组表达,利用纯化的HPT蛋白质制备了其特异性的单克隆抗体,采用免疫印迹学方法对转基因水稻4021中HPT蛋白质的表达情况进行了检测,该方法可检测出单粒稻米的10%(约1.5mg)所含的HPT蛋白质。定量分析发现水稻苗期HPT蛋白质含量约占鲜重的0.01‰。对Ca MV35S启动子驱动下的转基因水稻中HPT蛋白质的表达谱进行分析,发现其在苗期和成株期的叶片中表达量较高,在灌浆期的种子中呈现不断增加的趋势,而在茎、分蘖节、茎节、叶鞘、叶枕和根等组织中表达量较低。建立了完整的利用免疫印迹方法检测HPT蛋白质的技术,同时系统分析了HPT蛋白质在转基因水稻中的表达谱。     

应用反义PEP基因表达技术提高稻米脂肪含量

以成熟种子为来源的胚性愈伤组织为受体材料,采用根癌农杆菌介导方法将反义磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvatecarboxylase,PEPCase)基因导入粳稻品种秀水11,获得一批转基因植株,并通过GUS组织化学染色、PCR检测和Southern杂交分析等方法进行了验证。对T1代的检测结果表明,所转基因已遗传给后代,且大多数株系的分离比符合3:1。T2代测定结果显示,转基因水稻株系的稻米脂肪含量比对照高出0.37±0.12个百分点,其差异大部分达到极显著水平。     

OsPHGPx基因的过量表达增强水稻抗氧化能力

植物在生物或非生物胁迫下会通过表达磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)来抵御胁迫引起的氧化损伤,但是PHGPx在植物体内抗氧化途径中所扮演的生理角色目前尚不完全清楚。利用农杆菌遗传转化技术,构建了过表达Os PHGPx基因的转基因水稻,并对转基因水稻进行了PCR、实时定量PCR以及Western blot等检测分析,结果表明Os PHGPx基因已成功转入水稻并正常表达。与野生型水稻相比,这些过量表达Os PHGPx的转基因水稻抵御百草枯氧化伤害的能力提高。     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid有相当同源性的克隆-Rb24基因（EMBL登录号：AJ2771380）。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞的组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

提高植物维生素含量的基因工程

维生素是维持生物正常生长发育必需的一大类微量营养物。对利用基因工程的方法提高植物中维生素A、E和C含量的研究进展作了综述 ,指出了该类研究的一般方法并对未来做了展望。     

转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV—F)基因为外源基因,与玉米泛素蛋白(Ubi)启动子和农杆菌胭脂碱合成酶基因(NOS)终止子构建成嵌合基因,构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV;并以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作选择标记基因、β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作报告基因,借助于农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。PCR分析和GUS活性检测结果证实含有NDV—F基冈的T—DNA已整合到水稻基因组中,为研制廉价的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

水稻rbcS启动子控制的外源基因在转基因水稻中的特异性表达

为将不同启动子用于转基因水稻的研究,从武运粳8号水稻中克隆了Rubisco小亚基基因(rbcS)的5'上游调控区,构建了由rbcS启动子引导的GUS融合基因,并经农杆菌介导导入到水稻中.对转基因水稻植株中GUS活性的定性与定量测定结果表明,rbcS启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片和叶鞘内的叶肉细胞中特异性高效表达,而在茎、根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出明显的组织与细胞特异性.结果还表明,光诱导处理可明显提高rbcS启动子启动的外源基因的表达量.     

转Bt基因水稻稻谷对几种主要储粮害虫的影响

为了评价转Bt稻谷储藏期的生态安全性,通过对在自然条件下不同储藏期Bt稻谷与非Bt稻谷抽样调查。结果表明,随着稻谷储藏期的延长,在储藏17个月后Bt稻谷上的虫蚀率依次为0.70%,1.20%,显著低于另外两种非Bt稻谷上的虫蚀率(汕优63:1.7%,2.0%;9311稻:2.70%,3.00%,P<0.05)。但Bt稻谷和非Bt稻谷中的赤拟谷盗、谷蠹、书虱、麦蛾数量,在19个月储藏期内,大部分调查结果差异不显著。     

通过根癌农杆菌介导的共转化获得具有蜡质基因反义片段的转基因水稻

在构建剔除潮霉素抗性基因的反义蜡质基因重组质粒p13W8的基础上,用分别携带p13W8质粒和有潮霉素抗性基因的pCAMBIA1300质粒的根癌农杆菌,在不同处理条件下对粳稻3个品种进行共转化.试验结果显示,共感染混合液中pCAMBIA1300菌液比例高,抗性愈伤组织的转化频率也较高;抗性愈伤组织的PCR检测结果表明,潮霉素抗性基因的阳性检测率为98%,反义蜡质基因的阳性检测率为68%.在105株转基因植株中,反义蜡质基因阳性株为30株,占转基因植株的28.6%.乙酰丁香酮处理组的平均转化频率略高于未处理组;在乙酰丁香酮的各种处理中,直接浸泡愈伤组织的转化频率稍高于其它处理方式.