转天山雪莲冷调节蛋白基因烟草的获得及其抗寒性鉴定

从已建立的天山雪莲cDNA文库中随机挑取单克隆,采用通用引物M13扩增出基因序列并测序,然后将该序列在GenBank中进行比对,根据该序列设计特异引物进行PCR,最终获得了冷调节蛋白基因siCOR的完整开放读码框(ORF);构建植物表达载体,通过农杆菌介导法获得转基因烟草,用RT-PCR对转化烟草进行鉴定,收取种子后筛选出纯合的T3株系,并通过冷冻胁迫进行抗寒性分析。结果表明:(1)siCOR大小661bp,与禾本科植物粳稻的冷调节蛋白基因一致性最高(65.04%)。(2)与野生型植株相比,转siCOR基因烟草均叶片浓绿、无分支侧芽,生长快;在冷冻胁迫条件下,转siCOR基因的烟草叶片相对含水量、PSⅡ相对量子产率降低幅度、相对电导率和丙二醛含量的升高幅度均低于野生型烟草植株,而且转siCOR基因烟草植株叶片出现萎蔫症状的时间较迟、程度较轻,受到的伤害也较轻。研究发现,在冷冻胁迫条件下,转siCOR基因烟草植株表现出良好的生理和生长优势,显示出了较强的抗寒特征。     

转拟南芥AtKup1基因高含钾量烟草获得

提取拟南芥幼根总RNA,进行RTPCR逆转录,产物测序,将其构建到含Km(带内含子)筛选标记的植物双元表达载体上,根癌农杆菌介导法将AtKup1基因导入烟草,对转化子进行PCR扩增、GUS染色、Southern杂交和AtKup1基因mRNA荧光定量PCR分析,并进行烟叶内在成分化验分析。PCR获得2100bp左右扩增产物,测序结果证实扩增产物序列与拟南芥AtKup1基因(GenbankNo:AF029876)一致;得到GUS染色阳性的AtKup1基因转化烟草材料29株。经PCR扩增、分子杂交检测证实AtKup1基因已整合到转基因烟草的基因组,荧光定量PCR分析可以在幼根中检测到AtKup1基因的mRNA转录。烟叶含钾量化验结果表明导入的AtKup1基因在转化材料中成功表达,使烟叶含钾量提高约45%。     

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。     

CfGST转基因拟南芥抗寒性和叶肉细胞超微结构研究

CfGSr基因克隆于加拿大森林害虫云杉蚜虫的幼虫基因组。研究CfGST转基因拟南芥表型特征,以及低温条件下叶肉细胞超微结构与存活率。结果表明,与野生型拟南芥相比,CfGSr转基因拟南芥的茎粗、叶宽,植株高度、分枝数、荚果数皆降低,生长速度减慢。低温（5±1）℃处理后,转基因拟南芥叶片的叶绿体和线粒体膜结构完整清晰,存活率提高25．14％。     

CfGST转基因拟南芥抗寒性和叶肉细胞超微结构研究

CfGST基因克隆于加拿大森林害虫云杉蚜虫的幼虫基因组.研究CfGST转基因拟南芥表型特征,以及低温条件下叶肉细胞超微结构与存活率.结果表明,与野生型拟南芥相比,CfGST转基因拟南芥的茎粗、叶宽,植株高度、分枝数、荚果数皆降低,生长速度减慢.低温(5±1)℃处理后,转基因拟南芥叶片的叶绿体和线粒体膜结构完整清晰,存活率提高25.14%.     

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.     

转小拟南芥ApHRD基因烟草获得及其抗旱性鉴定

根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)的HRD基因序列,采用PCR方法从新疆小拟南芥(A.pumila)中克隆了ApHRD基因,并构建了植物表达载体pBIN-ApHRD,通过农杆菌介导法转化烟草('NC89')获得转化植株,用PCR和RT-PCR法对转化烟草进行鉴定,并采用水分胁迫和PEG-6000模拟干旱进行抗旱性分析.结果显示:(1)克隆的新疆小拟南芥ApHRD基因与拟南芥AtHRD基因的核苷酸序列相似性为99.1%,对应氨基酸序列的同源性为98.37%,只有3个位点发生实义突变.(2)与野生型烟草植株相比,转ApHRD基因烟草植株主根粗壮,一级侧根较发达,移栽成活的植株生长快.(3)在水分胁迫和30%的PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,转ApHRD基因烟草的叶片相对含水量和PSⅡ相对量子产率降低幅度、相对电导率和丙二醛含量的升高幅度均显著低于野生型烟草植株;与野生型植株相比,转ApHRD基因烟草植株叶片出现萎蔫症状的时间较迟、程度较轻,复水后恢复快且较完全,在干旱胁迫过程中受到的伤害较轻,表现出了较强的抗旱特性.研究表明,在干旱胁迫条件下,转小拟南芥ApHRD基因烟草植株表现出了优良的生理和生长优势,显示出较强的抗旱性特征,ApHRD基因在抗旱基因工程方面具有较好的应用前景.     

CfGST转基因拟南芥抗寒性和叶肉细胞超微结构研究

CfGST基因克隆于加拿大森林害虫云杉蚜虫的幼虫基因组.研究CfGST转基因拟南芥表型特征,以及低温条件下叶肉细胞超微结构与存活率.结果表明,与野生型拟南芥相比,CfGST转基因拟南芥的茎粗、叶宽,植株高度、分枝数、荚果数皆降低,生长速度减慢.低温(5±1)℃处理后,转基因拟南芥叶片的叶绿体和线粒体膜结构完整清晰,存活率提高25.14%.     

拟南芥中CBF对COR基因表达的调控1

拟南芥中COR基因的启动子含有CRT/DRE元件,转录激活因子CBF蛋白与之结合,促进COR基因的表达.CBF基因超表达不需要低温刺激就能促进COR基因的表达而增加植物的抗寒性,显示其调节COR基因表达的能力.作者对CBF基因和CBF蛋白的特性、CBF基因表达与植物抗寒性之间的关系以及CBF调节COR基因表达的机理进行了介绍.     

赤桉抗寒转录因子ICE1基因的分子克隆与表达分析

ICE1属于一种类似MYC的bHLH转录因子,可特异地结合到CBF3启动子的MYC作用元件并诱导CBF/DREB1下游基因的转录表达。本文以拟南芥ICE1蛋白序列为信息探针,搜索桉树基因组和EST数据库的同源序列并进行拼接、设计引物,通过RT-PCR从赤桉克隆了桉树的第一个ICE1基因。其cDNA长1792bp,含有完整的开放阅读框,可编码523个氨基酸。BLAST分析表明,cDNA序列及其推导的氨基酸序列均与拟南芥、芥菜、小麦和甜杨ICE1存在着较高的同源性,预示所获得的cDNA可能是赤桉ICE1基因（EcaICE1）。EcaICE1基因表达分析结果显示,EcaICE1在赤桉根、茎、叶中均表达,而且表达水平不受低温胁迫处理时间的影响,这表明EcaICE1是组成型表达。此外,EcaICE1的超表达可以提高转基因烟草的耐低温能力。上述结果为进一步研究EcaICE1在赤桉耐低温胁迫过程中基因表达的调控机制打下基础。     

冷诱导转录因子CBF1转化草莓及其抗寒性鉴定

以草莓栽培品种哈尼"为材料,利用根癌农杆菌介导的叶盘法将拟南芥冷诱导转录激活因子CBF1(C-re-peat binding factor)导入草莓中.转化植株经25 mg/L Km筛选后进行PCR和Southern杂交鉴定,结果显示CBF1基因整合进草莓基因组中.采用电解质渗漏法和生长恢复法对转基因株系进行抗寒生理鉴定,结果显示,转基因株系的电导率普遍低于对照;将转基因株系和对照于-2-0℃放置7 d,在转基因株系83中有65%的植株出现了萎蔫,而对照植株有91%出现了萎蔫,经22-25℃下进行恢复生长,转基因株系83有74%完全恢复,而对照株系只有18%恢复.结果表明CBF1基因导入草莓中可以提高草莓对低温胁迫的抵抗力.     

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。     

报春PFsHSP17-1基因转化拟南芥及耐热鉴定

根据灰岩皱叶报春PF sHSP 17-1热激蛋白基因序列,采用PCR法从差减文库中克隆得到该基因,并构建pCAMBIA1301-PF sHSP 17-1植物表达载体,通过根癌农杆菌介导的花器浸染法转化拟南芥,经潮霉素筛选、PCR和RT-PCR法鉴定后,对转基因植株和野生型对照进行高温胁迫,分析其耐热性差异.结果显示,在40℃、42℃、44℃处理下,转基因拟南芥的相对电导率和丙二醛含量升高的幅度均显著低于野生型对照,而脯氨酸含量的积累明显高于对照,可溶性蛋白的含量在热胁迫下也比对照稳定,仅有轻微下降.试验证明,PF sHSP 17-1基因对植物的耐热性有重要作用.     

过量表达大叶补血草LgNHX1基因对拟南芥耐盐性的影响

利用植物表达载体pCAMBIA1301和农杆菌GV3101将LgNHX1(全长1 656 bp)基因在拟南芥中过量表达.在含30 mg/L潮霉素的培养基上筛选获得LgNHX1的纯合转化子,并对其进行了分子鉴定和耐盐性分析.结果显示,经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株(对照)没有出现扩增条带,而转基因株系有相应的扩增条带,表明LgNHX1的确已经整合到拟南芥的基因组中,并已正常转录.在不同盐浓度处理下,转基因株系生长情况好于野生型对照;转基因植株地上部分和根的干重、鲜重相对高于野生型对照,但差异没有达到显著水平;当盐浓度达到150-200 mmol/L时,两个特基因株系的Na+含量显著高于野生型,K+含量极显著高于野生型.以上结果表明,过量表达LgNHX1基因可能增强了拟南芥将Na+区隔化至液泡的能力,提高了转基因拟南芥的耐盐能力.     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在烟草中的表达

质粒pLS9含有1．5kb的编码菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因。经限制酶切后克隆到植物表达载体的35S启动子和PolyA终止子之间。经农杆菌介导转化烟草,获得90多株抗卡那霉素再生植株。经PCR检测证明60％以上再生植株含有BADH基因。转基因植株经Western blot,BADH酶活性测定,BADH酶活性特异性染色法检查和耐盐性分析,证明菠菜BADH基因在烟草正常表达。在叶绿体和胞液中均有BADH酶存在。转基因植株能耐较高浓度盐。     

Improvement of Freezing Tolerance in Transgenic Tobacco Leaves by Expressing the hiC6 Gene

A cryoprotective protein, HIC6, was expressed transgenically in tobacco, a cold-sensitive plant, and the localization of the protein within the cell as well as freezing tolerance of the transgenic tobacco was investigated. For constitutive expression of HIC6 in tobacco, its corresponding gene was subcloned into pBI121. Through the transformation with pBI121/hiC6, fifteen transgenic tobacco lines were acquired, out of which twelve lines expressed the HIC6 protein. None of the transgenic tobacco lines, however, showed significant differences in freezing tolerance from the control plants (wild-type and transformed with pBI121) at ?1, ?3, and ?4°C, with the exception that their freezing temperature was ?2°C. In order to increase the accumulation level of HIC6, pBE2113 with a stronger promoter was used. Eight lines expressed the protein out of thirteen lines transformed with pBE2113/hiC6. The accumulation levels of the protein were clearly higher in the tobacco plants transformed with pBE2113/hiC6 than in those with pBI121/hiC6. The HIC6 protein seemed to be localized in mitochondria of the transgenic tobacco plants. Freezing-tolerance test at ?1 - ?4°C showed that the degree of electrolyte leakage was significantly lower in the plants with pBE2113/hiC6 than in the control plants. A leaf browning observation also showed that high accumulation of HIC6 significantly suppressed injury caused by freezing to the transgenic tobacco at ?3°C.     

转柽柳eIF1A基因烟草的耐盐性分析

目的:验证柽柳eIF1A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eIF1A基因的烟草和对照烟草进行不同浓度NaCl胁迫实验,测定其相对电导率、SOD活性和丙二醛含量,统计生根率、生长量和盐害程度。结果:转基因烟草的相对电导率、丙二醛含量均随盐浓度的增加而增大,但都较非转基因对照烟草低。SOD活性随着盐浓度的升高而升高,相同浓度NaCl胁迫下各转基因烟草的SOD活性均高于对照烟草的SOD活性。NaCl浓度为240mmol/L时,非转基因对照烟草不能生根,盐害指数高达67.7%;而转基因烟草均能生根,大部分转基因株系的生根率大于50%。结论:柽柳eIF1A基因的转化提高了烟草的耐盐性。     

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。     

转基因烟草的甘露醇合成和耐盐性

土壤的盐碱性是世界许多地区限制植物生长和作物产量的主要制约因素。长期的研究发现:在高盐或干旱环境下,大多数植物在细胞质中开始积累一些低分子量的代谢物,如脯氨酸、甜菜碱、糖醇等。这些物质通过维持高的细胞质渗透压,有利于植物在高盐或干旱条件下的水分吸收。通过基因工程手段,影响或改变植物体内的生理代谢途径,使得植物细胞产生和积累不同的低分子量有机化合物,能够     

植物抗寒性与抗寒基因的表达和调控

综合概述了国内外有关植物抗寒机理的研究动态,主要讨论了抗寒基因的表达与调控在植物抗寒性中的反应。此外,亦提出了有关植物抗寒机制研究领域值得深入研讨的问题。