天麻抗真菌蛋白基因(gafp)转化彩色棉的研究

天麻抗真菌蛋白（gastrodia antifungal protein简称GAFP）是从我国传统中药天麻（Gastrodia elata Bl.）中分离到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病包括棉花枯萎病、黄萎病等的致病菌离体具有很强的抑制作用,因此,在植物抗真菌病基因工程上有很重要的应用价值。本研究通过花粉管通道法,将GAFP的基因gafp转入3个新疆彩色棉品种中,通过田间抗病筛选和分子检测,得到了高抗黄萎病的转基因植株,两株Southern杂交阳性植株LB-5-8和ZB-1-49对黄萎病表现整株免疫。RT-PCR的结果显示,LB-5-8和ZB-1-49中均有gafp的正确转录;离体的抑菌实验也表明,它们的蛋白粗提物对棉花黄萎病致病菌离体有明显的抑制,表明了gafp在转基因植株中的正确表达,翻译的产物具有活性。经过进一步选育和扩繁,发现转基因彩色棉后代具有稳定的、较强的抗黄萎病能力,本研究为通过植物抗病基因工程的方法防治棉花黄萎病提供了一条新的途径。     

转天麻抗真菌蛋白GAFP基因烟草的获得及离体抑菌活性检测

通过根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导,采用叶盘法将天麻(GastrodiaelataBl.)抗真菌蛋白基因GAFP转入烟草(NicotianatabacumL.),PCR和Southern blotting分析证明已将GAFP基因整合进烟草植株。体外抑菌实验表明GAFP转基因的烟草植株对真菌瑞氏木霉(Trichodermareesei)表现出一定的抑菌活性。     

野生天麻DNA导入马铃薯实现遗传转化的研究

采用浸苗法将野生天麻总DNA导入马铃薯试管苗,对筛选得到的转化植株进行蛋白及药用成份的分析。结果显示:(1)在200株转化的马铃薯中有21株的紫外扫描图谱与正常对照组有显著差异,且在220nm有明显吸收峰。(2)5株经PCR扩增出野生天麻抗真菌蛋白(GAFP)基因。(3)转基因马铃薯与正常马铃薯的蛋白表达有明显差异,并且在转基因马铃薯中有一条与野生天麻抗真菌蛋白(GAFP)相同的条带。而正常马铃薯中无此条带。(4)通过薄层层析法检测出3株转基因马铃薯表达野生天麻的有效药用成份天麻素。说明采用浸苗法进行外源总DNA导入是可行的。     

表达Harpin蛋白的转基因马铃薯降低晚疫病斑生长率

以苹果火疫病菌 (Erwiniaamylovora)的Harpin蛋白基因和马铃薯 prp1 1基因启动子为主要元件 ,探索了以利用病原侵染诱导植物过敏性反应为目标的抗病基因工程新策略 .通过构建Harpin蛋白基因的 3个植物表达载体和遗传转化 ,获得68个转基因马铃薯植株 .Southern ,Northern和Westernblot分析证明 ,Harpin蛋白基因实现了在转基因植株中的插入、转录和蛋白表达 ,用Phytophthorainfestans复合生理小种测定表明 ,Harpin蛋白在转基因植株中的组成型表达和病原侵染诱导表达均能降低病斑的扩展速率 ;在病原侵染诱导Harpin蛋白基因表达的转基因植株中 ,发现有 2个植株共 3 0个接种叶片上无菌丝形成 ,病斑局限于接种点内 ,表明过敏性反应的遗传操作在植物抗真菌病基因工程中具有广阔的应用前景 .     

几丁质酶及其在抗真菌病基因工程中的应用

真菌病是作物减产的主要原因之一。而植物界大量存在具有离体抑制真菌生长增殖能力的蛋白质,相应基因在转基因植株中表达,可使这些植物产生抗真菌能力。几丁质酶就是其中之一,它能催化几丁质水解,从而抑制真菌的生长增殖。随着对其作用机理、生化特性、表达调控的深入研究,几丁质酶基因转化植株显示出很高的抗真菌能力,正日益成为植物真菌病防治的新途径。围绕几丁质酶在抗真菌病基因工程中的应用,本文对几丁质酶的活性底物,     

棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响

通过研究棉花黄萎病病原菌诱导侵染对转基因抗病棉花生理性状的影响,旨在为提高转基因抗病棉花抗病性提供理论依据。Byd、28p两品种棉花为供试材料,应用花粉管通道法将几丁质酶与β-1,3-葡聚糖双价抗病基因导入棉花株系中,多年筛选获得不同抗性水平的棉花株系;棉种经棉花黄萎病病菌侵染后,苗期测定棉株内的生理生化变化。结果显示,转基因抗病棉株体内的酶活性已达对照水平,而感病及耐病棉株内的酶活性均有不同程度的变化。所测定的棉株内的酶活性及脯氨酸含量的变化与棉株的抗病性相关。     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在棉花中的过量表达和抗冻耐逆性分析

分离出菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因(SoBADH)构建成由CaMV35S驱动的双元植物表达载体pBSB, 农杆菌菌株LBA4404携带该载体转化棉花, 获得转基因棉花植株。65株转基因植株经过PCR筛选、Southern blotting分析证明有45株为成功的转化株, 外源基因已经被整合到棉花的染色体组中, 并以单拷贝插入居多。对部分株系的SoBADH基因的表达进行分析表明均有较高的mRNA和蛋白的表达。经测定这些株系中的甜菜碱脱氢酶活性显著提高, 达到0.66~1.70 nmol/min/mg水平。同时这些转基因株系在盐胁迫下比对照长势强, 株高和地上部分的鲜重显著高于非转基因对照; 在低温胁迫下, 这些转基因株系表现出显著的抗冻性能。结果表明菠菜甜菜碱醛脱氢酶能够在异源植物棉花中过量表达, 并具有较高的酶活性, 转基因棉花可作为抗逆育种的种质材料。     

棉花与番茄抗棉花黄萎病不依赖于Ve1

黄萎病是我国棉花的主要病害之一,发掘抗病基因和阐明抗病机制是开展棉花抗病分子育种的基础.本研究将目前唯一的植物抗黄萎病主效基因Ve1分别在本氏烟和陆地棉中超量表达,以探讨其在防控棉花黄萎病中的价值.研究发现,Ve1基因在本氏烟中超量表达后并未对番茄大丽轮枝菌2个生理小种和棉花黄萎病菌产生明显抗性.RT-PCR分析表明,Ve1并不能激活烟草抗病相关基因的表达,推测本氏烟中可能不存在完整的Ve1介导的抗黄萎病信号路径.Ve1超量表达的转基因棉花接种棉花黄萎病菌"V991"后表现出与本氏烟类似的结果,同时发现,陆地棉对番茄大丽轮枝菌1号生理小种表现出高抗性.利用番茄抗/感黄萎病近等基因系"Craigella GCR218"/"Craigella GCR26"进一步研究发现,2个番茄材料均对棉花落叶型强致病力黄萎病菌"V991"免疫,这暗示番茄对棉花黄萎病菌的抗性不依赖于Ve1.分子鉴定表明,棉花黄萎病菌与番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种存在明显区别,番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种均属于非落叶型黄萎病菌.本研究中鉴定的棉花黄萎病菌均不含有ave1基因,这可能是在棉花中超量表达Ve1并不能增强其棉花黄萎病菌抗性的直接原因.通过病毒介导的基因沉默,在抑制GbSERK1的表达后能显著削弱海岛棉对黄萎病菌的抗性,证实"海7124"中存在类似于Ve1的下游抗病信号路径.本研究还对棉花类受体蛋白的进化以及Ve1抗病信号路径在棉花抗黄萎病机制研究中的价值进行了探讨.     

双价抗真菌基因表达载体的构建及转基因西瓜的研究

构建了同时含有番茄儿丁质酶基因（Chi3）和β-1,3-葡聚糖酶基因（Glu-Ac）的双价抗真菌基因植物表达载体,以西瓜（Citrullus lanatus）子叶块为外植体,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法,将Chi3和Glu-Ac同时导入西瓜栽培种“中育一号”,共获得46株抗性再生植株。经PCR、Southern blot和RT—PCR检测,表明外源基因己成功整合到西瓜基因组中,并在转录水平得到表达。利用尖孢镰刀菌西瓜专化型（Fusarium oxysporum）对转基因植株进行离体叶片抗病性检测,表明转基因植株对枯萎病的抗性均有不同程度的增强。     

蛋白激发子基因peaT1转基因棉花的获得及初步鉴定

将来源于极细链格孢菌的蛋白激发子基因pesT1克隆到植物表达载体pCAMBIA2300上,成功构建了含有增强子和多联终止子的植物表达载体pCAM BI A2300-G4AS-peaT1.通过花粉管通道法转化棉花,经卡那霉素抗性筛选、PCR和RT-PCR检测获得一株转基因棉花植株,其植株茎粗和成铃数均高于非转基因对照株.     

棉花黄萎病及其抗病育种的研究

就棉花黄萎病菌的致病机理、棉花的抗黄萎病机制、抗黄萎病的遗传方式以及抗黄萎病棉花育种等方面的研究进行了综述。     

天麻抗真菌蛋白对木霉菌丝的作用位点

天麻抗真菌蛋白(Gastrodia Antifungal Protein,GAFP)能强烈抑制腐生真菌菌丝的生长,在天麻限制和防止蜜环菌[Armillariella melles (Vahl.ex Fr.) Karst.]侵染球茎的防卫机制中起重要作用。本文报告GAFP抗菌机理研究的部分内容——GAFP对木霉菌丝的作用位点。用荧光试剂异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate,FITC)标记GAFP,试验表明,标记后的GAFP与未标记的GAFP对木霉菌丝生长均有抑制作用。在荧光显微镜下观察GAFP在木霉菌丝上的作用位点,发现被“标记GAFP”作用后的菌丝边缘有荧光,并主要集中在木霉菌丝的顶端和菌丝横隔处,表明GAFP对木霉的作用位点在菌丝的细胞壁上。     

轮枝菌诱导棉花细胞的氧化迸发

大丽轮枝菌（Verticilium dahliae kleb.)是引起棉花黄萎病的病原真菌。使用从大丽轮枝菌V44（高毒）和V64（低毒）的菌丝体制备的各市县导物（I44和I64）作用悬浮培养的豫棉6号（感性）和豫棉8号（耐性）细胞系,用过氧化物酶法测定诱导后30min内的反应性氧变化,发现仅有不亲和性较高的体系,即弱毒力的大丽轮枝菌（V64）和耐性的豫棉8号所组成的体系（I64-Y8）表现最高的反应性氧迸发,3min-6min时增加61.8%。使用显著低于杀菌浓度的剂量的水杨酸（SA）和H2O2作用上述大丽轮枝菌,发现水杨酸和H2O2都能影响微生物,经1mmol/L水杨酸和0.2mmol/LH2O2作用后的微生物,其所产生的诱导物对植物细胞反应性氧的诱导作用要高于未被作用的微生物的诱导物,两种化学性质的影响的共同点是使反应性氧迸发的峰值时间提前,峰值增加,水杨酸提前12min,H2O2的影响还突出表现在使反应性氧迸发的曲线锐化,即峰使时间范围的平均每分钟增加率表现显著增加,9min-12min时达到109%。     

天麻中抗真菌蛋白质的诱导和积累

前曾报告从天麻（Ｇａｔｒｏｄｉａ ｅｌａｔａ Ｂｌ）中分离出一种对木霉丝生长有强抑制作用的蛋白质,命名为天麻抗真菌蛋白,简称ＧＡＦＰ,也称为Ｇａｓｔｒｏｄｉａｎｉｎ。对不同天麻材料来源的ＧＡＦＰ分析表明：ＧＡＦＰ的相对分量为１４ｋＤ,等电点可能不同,变动范围８．１－９．３。体外抑菌试验证明ＧＡＦＰ对腐生性真菌如木霉如木霉和密环菌等有强抑制活性,半抑制浓度ＩＣ０．５为０．０８ｍｇ／ｍＬ;对寄生免疫荧     

萝卜抗真菌蛋白1（Rs-AFP1)在大肠杆菌中的融合表达 及其对大丽轮枝菌抑制活性的研究

The Raphanus sativus L. antifungal protein 1 (Rs-AFP1) gene was isolated by polymerase chain reaction (PCR). The complete open reading frame and the fragment encoding the putative mature protein were inserted into the prokaryotic expression vector pET-32b(+), respectively. Subsequent expression showed that the Rs-AFP1 was produced in E. coli as a 27 kD fusion protein only when the N-terminal signal peptide was removed. After treatment with thrombin to remove part of the N-terminal His.tag sequence, the bacterially expressed Rs-AFP1 was used for fungal growth inhibition assay which was conducted on Verticillium dahliae Kleb., a soil-born fungus causing the cotton wilt disease. Results showed that, in the liquid medium, the Rs-AFP1 fusion protein at a concentration of 0.3 g/L clearly inhibited the growth of V. dahliae and the germination of spores. Thus the bacterially expressed fusion protein had the antifungal activity against V. dahliae.     

萝卜抗真菌蛋白1(Rs-AFP1)在大肠杆菌中的融合表达及其对大丽轮枝菌抑制活性的研究(英文)

利用聚合酶链式反应 (PCR)获得了萝卜 (RaphanussativusL .)抗真菌蛋白 1(Rs_AFP1)基因编码区核苷酸序列。将整个阅读框架片段和去除了N_端信号肽序列的片段分别装入原核表达载体pET_32b( )中 ,在大肠杆菌中表达 ,发现带有信号肽的Rs_AFP1不能在大肠杆菌中表达 ,而当这一序列去除后 ,表达出约 2 7kD的Rs_AFP1的融合蛋白。用凝血酶处理融合蛋白以去除N_端His.tag的部分序列 ,然后用处理后的融合蛋白进行了抑制真菌生长的实验。结果表明 ,在加入 0 .3g/L的Rs_AFP1的融合蛋白的培养液中 ,大丽轮枝菌 (VerticilliumdahliaeKleb .)的生长受到抑制 ,分别比加入对照细菌蛋白和PBS下降 5 7.5 %和 6 9.8% ;孢子的萌发也受到抑制。显然 ,细菌表达的融合蛋白对大丽轮枝菌的生长有抑制作用。     

Transfer of tomato immune receptor Ve1 confers Ave1‐dependent Verticillium resistance in tobacco and cotton

Verticillium wilts caused by soilborne fungal species of the Verticillium genus are economically important plant diseases that affect a wide range of host plants and are notoriously difficult to combat. Perception of pathogen(‐induced) ligands by plant immune receptors is a key component of plant innate immunity. In tomato, race‐specific resistance to Verticillium wilt is governed by the cell surface‐localized immune receptor Ve1 through recognition of the effector protein Ave1 that is secreted by race 1 strains of Verticillium spp. It was previously demonstrated that transgenic expression of tomato Ve1 in the model plant Arabidopsis thaliana leads to Verticillium wilt resistance. Here, we investigated whether tomato Ve1 can confer Verticillium resistance when expressed in the crop species tobacco (Nicotiana tabcum) and cotton (Gossypium hirsutum). We show that transgenic tobacco and cotton plants constitutively expressing tomato Ve1 exhibit enhanced resistance against Verticillium wilt in an Ave1‐dependent manner. Thus, we demonstrate that the functionality of tomato Ve1 in Verticillium wilt resistance through recognition of the Verticillium effector Ave1 is retained after transfer to tobacco and cotton, implying that the Ve1‐mediated immune signalling pathway is evolutionary conserved across these plant species. Moreover, our results suggest that transfer of tomato Ve1 across sexually incompatible plant species can be exploited in breeding programmes to engineer Verticillium wilt resistance.