过量合成ALA转基因烟草叶片光合与叶绿素荧光特性的研究

以转酿酒酵母Hem1基因的转基因烟草和野生型植株为材料,用Li-6400光合测定仪和PAM-2100叶绿素荧光仪检测了2种烟草不同叶位叶片光合和荧光参数,并考察了它们的生长情况.结果表明:过量合成ALA的转基因烟草植株具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)提高.暗适应下转基因植株不同叶位叶片的初始荧光(Fo)没有明显差异,而野生型植株下部叶片F0明显升高;转基因植株最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)等参数均显著提高,特别是下部叶片表现得更为明显;在光照下,转基因植株PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、荧光猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、光化学效率(Pc)以及进入PSⅡ反应中心的能量(Pc Ex)普遍高于野生型,而天线热耗散能量(Hd)以及非光化学荧光猝灭系数(NPQ)等明显低于野生型,且这些差异在基部叶片中表现得尤为突出.可见,过量合成ALA有利于延长烟草叶片光合寿命,提高光化学能量转换效应和光合产物积累,从而促进植株生长.     

拟南芥根特异表达基因启动子在烟草中的表达

以拟南芥为材料,利用PCR技术分离pyk10启动子序列,构建了该启动子GUS植物表达载体,农杆菌介导转化烟草,分析该基因在烟草中的表达,以明确拟南芥根特异表达基因pyk10启动子在烟草中的表达特性.结果表明:克隆的pyk10启动子与已报道的pyk10启动子一致性为100%,GUS基因在烟草的根部特异表达,表明该启动子为根部特异表达启动子,为揭示植物根的发生、分化和发育机制,以及培育抗根部病虫害和营养高效利用型转基因烟草奠定了基础.     

烟草叶绿体分裂基因NtFtsZ1-2的启动子序列

1 Source The sequence was isolated from nuclear genomic DNA of Nicotiana tabacum by polymerase chain reaction.     

ALA对草莓光合作用的影响及其与抗氧化酶的关系

以盆栽草莓为材料,研究了叶面喷布5-氨基乙酰丙酸(ALA)对草莓植株光合作用、叶绿素荧光特性、抗氧化酶活性和丙二醛(M DA)含量的影响.结果表明,100 m g/L ALA处理显著提高草莓叶片净光合速率(Pn),而且这一效应可能与其促进叶绿素含量和羧化效率(CE)提高,降低光呼吸速率(Rp)有关.叶绿素荧光动力学资料显示,ALA处理降低高光强(1 500μm o l.m-2.-s 1)下草莓叶片的初始荧光(Fo),表明它对光合膜系统有一定保护作用.ALA处理不仅明显提高草莓叶片最大荧光(Fm)和可变荧光(Fv),而且提高PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学荧光猝灭(qP)、非光化学荧光猝灭系数(N PQ)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学速率(P CR)和天线热耗散(D),而降低了光下相对光合限制值(L(PFD)),表明叶绿素荧光产额提高和天线热耗散是保护光合器官并提高光合效率的两个方面.叶片抗氧化酶活性测定以及超氧化物歧化酶(SOD)活性抑制剂二乙基二硫代氨基甲酸(DDC)处理结果表明,ALA对草莓光合作用的促进作用还与其提高抗氧化酶活性有关.     

甘蓝型油菜BcNA1基因启动子在转基因烟草中对GUS基因表达的调控

通过PCR扩增,从甘蓝型油菜（Brassica napus)品种H165中克隆了种子贮藏蛋白基因BcNAl的启动子,将此启动子与GUS基因相连构建了植物表达载体,利用农杆菌介导法将其导入烟草,对转基因烟划GUS基因检测分析表明,BcNAl基因启动子能特异地启动GUS基因在种子中的表达;而且GUS酶的活性随着转基因烟草种子的发育而变化。同时还间接证明BcNA1基因的启动子在转基因烟草中的遗传传递方式符合盂德尔遗传定律。     

水稻Act1启动子融合的bar基因在转基因燕麦T3代中的表达

以微弹轰击法转化获得的含ｂａｒ基因燕Ｔ３代为材料，运用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ方法研究了ｂａｒ基因在燕麦的不同生育阶段、不同叶位、以及Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ（０．２％）处理后不同时间的叶片中ｍＲＮＡ水平的变化。结果表明，外源ｂａｒ基因在燕麦的不同生育阶段、不同叶位、以及除草剂处理后转录水平没有明显差异。由于除草剂喷涂后，植株体内氨含量的变化能够反映ｂａｒ基因编码的ＰＡＴ酶活性的变化，因而测定了Ｃｈａ     

拟南芥ats1A基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出ats1A基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,ats1A基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

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。     

ALA对遮荫条件下西瓜幼苗强光抑制的保护效应

以遮荫生长的盆栽西瓜幼苗为材料,研究了100mg/L5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)处理对暗适应叶片转入强光下叶绿素荧光特性的影响.结果显示,遮荫能显著提高暗适应叶片的Fo,降低Fv/Fm和Fv/Fo;正常光照下生长的植株叶片暗适应后转入1500μmol·m-2·s-1作用光强下5min的ΦPSⅡ、qP和Pc分别为0.176、0.399和0.180,约为600μmol·m-2·s-1作用光强下的62%、72%和64%;而遮荫下生长的幼苗叶片暗适应后转入1500μmol·m-2·s-1作用光强下的ΦPSⅡ、qP和Pc分别为0.089、0.301和0.089,仅为600μmol·m-2·s-1作用光强的40%、66%和40%;遮荫还显著降低西瓜叶片暗适应后转入强光1500μmol·m-2·s-1的PCR和qL,同时提高L(PFD).ALA处理能提高遮荫西瓜幼苗叶片PCR、Pc、qL和Hd等荧光参数,降低Ex、ΦNO和L(PFD);SOD活性抑制剂DDC处理降低PCR、Pc、qL和Hd等荧光参数,而ALA处理可以逆转DDC的抑制效应;ALA处理能提高西瓜幼苗叶片SOD、POD和APX活性.研究发现,遮荫导致西瓜幼苗光抑制程度加重,ALA通过增强PSⅠ附近SOD等抗氧化酶活性,促进水-水循环,增加热耗散,减轻光抑制,提高西瓜幼苗叶片的光化学效率,从而对强光下的光合作用起到保护作用.     

Heterologous expression in Saccharomyces cerevisiae of an Arabidopsis thaliana cDNA encoding mevalonate diphosphate decarboxylase

Sequence comparison with the mevalonate diphosphate decarboxylase (MVD) amino acid sequence of Saccharomyces cerevisiae identified an EST clone corresponding to a cDNA that may encode Arabidopsis thaliana MVD (AtMVD1). This enzyme catalyses the synthesis of isopentenyl diphosphate, the building block of sterol and isoprenoid biosynthesis, and uses mevalonate diphosphate as a substrate. Sequencing of the full-length cDNA was performed. The predicted amino acid sequence presents about 55% identity with the yeast, human and rat MVDs. The sequence of the genomic region of A. thaliana MVD was also obtained and Southern blot analysis on genomic DNA showed that A. thaliana could have at least one homologous MVD gene. In order to allow heterologous expression in S. cerevisiae, the MVD open reading frame (ORF) was then cloned under the control of the yeast PMA1 strong promoter. When expressed in yeast, the A. thaliana cDNA complemented both the thermosensitive MN19-34 strain deficient in MVD, and the lethal phenotype of an ERG19 deleted strain. However, the wild-type sterol content was not fully restored suggesting that the A. thaliana MVD activity may not be optimal in yeast. A two-hybrid assay was also performed to evaluate homodimer formation of the A. thaliana MVD and heterodimer formation between the plant and yeast heterologous enzymes.     

重组Rhodobacter sphaeroides hemA表达的调控

RhodobactersphaeroideshemA编码5氨基乙酰丙酸合酶(ALAS),催化磷酸吡哆醛依赖性琥珀酰CoA和甘氨酸缩合成ALA.将R.spaeroideshemA导入E.coli进行表达,当hemA具有与lac启动子相同的转录方向时,ALAS有活性.lac启动子与hemA之间的距离会影响ALAS在不同培养基上的表达.E.coli宿主菌对ALAS表达、ALA产量有显著影响,在实验所用6种菌株中,E.coliDH1是最佳宿主菌(P<0.05).ALAS表达还与碳源有关,琥珀酸为碳源时,重组ALAS活性最高(P<0.05),以乳酸为碳源时,ALAS活性很低.重组ALAS活性也受培养基pH值影响,pH6.5时,活性最高(P<0.05).     

拟南芥SDIR1基因转录的选择性剪接

采用PCR及RT-PCR法分别克隆了拟南芥SDIR1基因的DNA和cDNA序列。根据序列比对分析结果,发现了3种不同的转录本,提示SDIR1基因的转录中存在选择性剪接。3种转录本的长度分别为822bp、691bp和666bp,依次命名为：SDIR1-822、SDIR1-691、SDIR1-666。与SDIR1基因的DNA序列及已报道的SDIR1cDNA序列比较,除转录本SDIR1-822包含了完整的编码序列外,其余2种转录本的编码序列都存在不同长度的缺失。其中,SDIR1-691缺失了131bp的片段：第2外显子3′端缺失33bp,第3外显子53bp全部缺失,第4外显子5′端缺失45bp;转录本SDIR1-666缺失了156bp的片段：第3外显子3′端缺失18bp,第4外显子5′端缺失138bp。进而随机挑取101个克隆子对三种转录本的表达比例进行初步分析,结果表明3种分子的比值为SDIR1-822：SDIR1-691：SDIR1-666=26.00：1.33：1.00,反映出SDIR1基因不同转录本在拟南芥中的相对表达量。     

CUP1为筛选标记的酿酒酵母整合型多基因表达载体的构建

为了赋予工业酿酒酵母对淀粉和纤维素的降解活性,提高酿酒酵母对粗木薯粉进行酒精发酵时的酒精产率;另一方面,为了解决工业酿酒酵母不适于使用营养缺陷型筛选标记对转化子进行筛选的问题,以及避免引入抗药性标记基因带来的安全性问题,构建了以抗铜蛋白基因CUP1为筛选标记的酿酒酵母整合型多基因表达载体.以载体pYES2-PMF-rDNA为基础,以新的筛选标记基因CUP1替换原有的尿嘧啶Ura-基因,得到载体pYES2M.再顺序插入葡聚糖内切酶基因eg3、葡萄糖淀糖酶基因gal和β-葡萄糖苷酶基因bgl1,构建得到以CUP1为筛选标记的酵母整合型三价表达载体pYES2M-eg3-ga1 -bgl1,其中每个基因都具有独立而完整的表达盒,包括启动子、信号肽和终止子,从而实现多基因单表达载体一次转化.