罗汉果转抗病基因NPR1的研究

以罗汉果子叶为外植体,研究了影响根癌农杆菌介导的罗汉果遗传转化的若干因素,建立了罗汉果遗传转化体系.结果表明,5 d苗龄的子叶、预培养1 d、侵染20 min、共培养4 d、共培养温度22℃、AS100μmol/L、Hy浓度不定芽筛选为10 mg/L,生根筛选为20 mg/L转化率最高.抗性苗经PCR和Southern...     

中国红豆杉TcNPR1基因的克隆与功能研究

水杨酸（SA）可诱导红豆杉细胞中紫杉醇的合成,病程相关基因非表达子基因（NPR1）是SA介导的植物系统获得性抗性（SAR）信号途径中的关键信号分子。本研究从中国红豆杉（Taxus chinesis）细胞中克隆了TcNPR1基因,该基因完整的开放阅读框大小为1857 bp,编码蛋白序列由619个氨基酸组成,含有典型的NPR1保守结构域、锌指结构域和锚蛋白结构域。进化树分析发现,TcNPR1蛋白与拟南芥AtNPR3和AtNPR4类蛋白的亲源关系较近。TcNPR1基因表达响应SA、干旱和NaCl胁迫处理,且随着处理时间增加,TcNPR1基因表达量逐渐增大。超表达TcNPR1的转基因烟草植株对干旱的耐受力增强,叶片内可溶性糖含量达43.8 mg/g（FW）,比对照高出2倍左右,说明TcNPR1基因具有表达功能,此结果为探究中国红豆杉细胞响应SA诱导大量合成紫杉醇的信号途径提供了依据。     

甘蓝型油菜EXA1的克隆及其对植物抗病的调控作用

拟南芥(Arabidopsis thaliana) EXA1缺失会导致exa1-2突变体植株PR基因表达上调,对病原菌的抗性提高。该研究通过克隆甘蓝型油菜(Brassica napus)中的BnaEXA1,并将其在拟南芥exa1-2突变体中异源超表达,发现Bna EXA1超表达不仅可恢复突变体的表型,而且显著降低突变体中PR1和PR2基因的表达量,导致其对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)和卵菌H.a. Noco2易感,表明BnaEXA1调控植物的基础抗性。     

病程相关基因非表达子1（NPR1）：植物抗病信号网络中的关键节点

最早从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中克隆到的NPR1（nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）基因是调控植物病害抗性的一个关键基因。它不仅对植物系统获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）和诱导系统抗性（induced systemic resistance, ISR）起核心调控作用,而且是植物基础抗性（basic resistance）以及由抗病基因（resistance gene,R）决定的抗性的重要调控因子。氧化突发（oxidative burst）造成的强还原势导致NPR1蛋白还原成单体,以及NPR1单体在细胞核内的积累是诱导水杨酸（salicylic acid,SA）介导的PR（pathogenesis-related）基因表达和SAR产生的充分必要条件。NPR1通过与TGA转录因子的相互作用调控PR基因表达。NPR1作为多种信号途径的交叉点,与某些WRKY转录因子和NPR4一起,在调节和平衡SA和茉莉酸信号传导途径中起关键作用。NPR1的这种调控作用在细胞质内进行,通过遗传工程将其用于植物保护有很好的应用前景。     

拟南芥NPR1基因的克隆与表达载体的构建

NPR1基因为植物抗病基因表达和系统获得性抗性中的一个关键基因。该文以DNA PCR扩增的方法,从拟南芥基因组DNA中克隆出NPR1基因,通过序列分析,所克隆的 NPR1 基因与报道的基因序列完全一致。将其构建成植物表达载体,为今后植物抗病基因工程的开展奠定了基础。     

香蕉MuNPR1-1基因的克隆与表达分析

利用同源序列法克隆了中山大蕉中的MuNPR1-1和MePR-1基因,RT-PCR分析了MuNPR1-1和MePR-1基因对香蕉枯萎病4号小种的应答反应,结果表明抗病的中山大蕉幼苗叶片经香蕉枯萎病4号小种接菌诱导后,MuNPR1-1基因的表达水平在诱导后12 h达到最高,高表达持续到24 h,在72 h降到接近起始状态,病原相关蛋白MePR-1基因的表达在24 h达到最高,48 h开始下降,72 h又恢复到起始水平。而感病的粉蕉中MuNPR1-1在0、12和24 h无明显变化,在48-72 h表达增加,病原相关蛋白MePR-1基因的表达在0、12和24 h无明显变化,在48-72 h有增加,但表达强度低于中山大蕉。这表明了抗病的中山大蕉的MuNPR1-1基因对病原菌信号分子的反应比感病品种粉蕉敏感,有助于激活下游防卫基因的表达。     

胡麻脂氧合酶基因LuLOX1的克隆与表达分析

胡麻的籽粒富含多不饱和脂肪酸-亚麻酸,易被脂氧合酶(LOX)氧化,导致油脂的酸败。因此,油脂的稳定性和风味是影响胡麻油质量的重要因素。脂氧合酶是一类非血红素双加氧酶,其催化不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸的氢过氧化反应。本研究旨在阐明在胡麻种子发育时期脂氧合酶基因(LuLOX1)的表达、酶活性与品质的关系。本试验利用基于亚麻全基因组DNA测序数据,对LuLOX1基因进行克隆,利用RT-PCR方法进行LuLOX1基因表达分析,采用分光光度计法进行LOX酶活性测定。结果显示,LuLOX1基因的cDNA全长为2 607 bp,编码868个氨基酸,LuLOX1蛋白分子质量和等电点分别为98.87 kD、6.36。LuLOX1在种子发育早期高表达,之后呈下降的趋势,成熟期几乎检测不到该基因的表达。LuLOX1的酶活性变化与LuLOX1基因表达模式一致。该研究结果表明,LuLOX1可能参与了种子发育过程中脂肪酸氧化的调控。本研究为进一步研究其功能,通过脂氧合酶调控改进胡麻油脂品质奠定了基础。     

FMR1基因结构与功能

ＦＭＲ１基因无时空特异性地表达提示它具有管家基因尾性质,其正常表达对于每个细胞发挥正常的功能都是必不同少的,而与增殖过程和表型发生过程无关。ＦＭＲ１基因在某些组织的时空特异性表达又提示,它也是一种在发育过程起重要作用的调节基因,对于中枢神经系统、生殖系统及其它许多组织的正常发育是必不可少的,可能在细胞的迁移和分化过程中起重要的调探作用。ＦＭＲ１基因表达一种定位于胞浆中的ＲＮＡ结合蛋白ＦＭＲＰ。ＦＭ     

植物抗病基因的克隆与分子育种

植物抗病基因的克隆与分子育种翟文学,朱立煌（中国科学院遗传所植物生物技术实验室）植物抗病常常是由于宿主和病原菌的基本遗传因素的不相容引起。这些遗传因素决定了感染早期落特对病原菌的识别,然后导致植物中一系列生化反应、这些反应组成了名为过敏反应（ＨｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅＲｅｓｐｏｎｓｅＨＲ）的区域防御机构,过敏反应特点是病原菌感染部位附近的植物细胞的快速坏死．     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

已克隆的植物抗病基因序列存在一些相对保守的结构区域.利用根据核苷酸结合位点(NBS)结构域扩增所获得的大豆抗病基因同源片段为混合探针,进行大豆cDNA文库筛选.通过筛库和5'RACE-PCR扩增后,获得一全长基因KR3.KR3的长度为2353 bp,编码636个氨基酸.KR3蛋白在结构上与烟草抗花叶病毒N基因蛋白有较高的同源性,具有Toll/白细胞介素-1受体(TIR)、NBS等抗病基因的分子特征.Southern杂交显示KR3在基因组中为低拷贝;RT-PCR分析表明,该基因的表达受外源水杨酸的诱导.     

大豆抗病基因同源序列的克隆与分析

已克隆的植物抗病基因序列存在一些相对保守的结构区域。利用根据核苷酸结合位点(NBS)结构域扩增所获得的大豆抗病基因同源片段为混合探针,进行大豆cDNA文库筛选。通过筛库和5′RAcE-PcR扩增后,获得一全长基因KR3。KR3的长度为2353 bp,编码636个氨基酸。KR3蛋白在结构上与烟草抗花叶病毒N基因蛋白有较高的同源性,具有Toll／白细胞介素-1受体(TIR)、NBS等抗病基因的分了特征。Southern 杂交显KR3在基因组中为低拷贝：RT-PCR分析表明,该基因的表达受外源水杨酸的诱导。     

小麦EDR1基因的克隆、鉴定和表达

为了研究普通小麦(Triticum aestivum L.)中是否有EDR1途径存在,根据拟南芥EDR1基因及其同源物设计了一对兼并性引物,用来分离小麦的EDR1同源物.以用小麦叶片RNA合成的cDNA为模板进行RT-PCR扩增,获得了代表小麦EDR1基因(命名为TaEDR1)的627 bp长的cDNA片段(GenBank登录号:AY743662).此后,通过RACE技术成功地获得了编码959个氨基酸的全长TaEDR1基因的cDNA序列.TaEDR1的氨基酸序列与大麦EDR1(标记为HvEDR1)有92%的相同.在TaEDR1的羧基末端有一个高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶催化功能域.因为存在一个推测的核定位基序,这个蛋白可能在细胞核中起作用.首次提供了证明普通小麦中存在EDR1同源物的分子生物学证据.用半定量RT-PCR方法研究了接种小麦白粉病菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer f.sp.tritici Em.Marchal,Bgt]后叶片中TaEDR1基因的转录谱.结果表明,在接种白粉病菌后TaEDR1基因在叶片中的转录水平提高.组织特异性表达谱分析证明,小麦TaEDR1基因在叶片、茎、穗、根中均有表达.研究提示TaEDR1可能在小麦防卫应答反应中起作用.     

核桃JrGRAS2基因响应热胁迫的表达及功能分析

GRAS转录因子在植物响应逆境中起重要作用。为更好的了解核桃（Juglans regia）在逆境胁迫下的适应机制,本研究从‘香玲’核桃转录组中克隆获得一条GRAS基因（命名为JrGRAS2）,对其在不同高温胁迫下的表达进行分析,并将该基因插入酵母表达载体pYES2中构建重组载体pYES2-JrGRAS2,将pYES2-JrGRAS2转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）INVSCI,同时以转化pYES2的重组酵母作为阴性对照,在酵母表达系统中研究该基因的抗热胁迫功能。结果显示,该基因开放读码框（ORF）全长1296bp,拟推导的蛋白分子量为47405.83Da,含有氨基酸数为431,理论等电点为5.66。在热胁迫下,JrGRAS2基因被显著诱导,特别是在36℃胁迫0.5h的茎内,其表达相对于对照被上调了335.5倍。对两种酵母进行热胁迫,发现转JrGRAS2基因酵母表现出较对照更高的生存活性。表明JrGRAS2基因具有响应热胁迫的能力,且能提高酵母的抗性,JrGRAS2基因可作为核桃逆境应答的重要候选基因。     

植物抗病基因的研究进展

近年来,已有１０多个植物抗病基因被克隆并定序。植物抗病基因编码的蛋白,大多含有富氨酸重复单位（ＬＲＲ）和核苷酸结合位点（ＮＢＳ）等结构。在植物与病原物的互作中,这些蛋白可作为受体识别由病原物无毒基因编码的激发子,从而激发一系列防卫反应,使植物表现出抗病性。克隆的植物抗病基因可用于培育基因工程植株而大大加快育种速度。本文对目前植物抗病基因研究中存在的问题及发展前景也进行了探讨。     

核桃JrCBF基因的克隆与表达和单核苷酸多态性分析

根据CBF基因氨基酸保守序列设计简并引物,运用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆核桃JrCBF基因cDNA全长序列。用实时荧光定量PCR分析JrCBF基因在低温胁迫下的表达模式,并分析JrCBF基因的单核苷酸多态性。结果获得长度为879 bp的CBF基因cDNA全长序列,编码214个氨基酸,命名为JrCBF;低温能诱导JrCBF基因的表达,4℃处理2 h后表达量开始增加,8 h后达到最大值;自然越冬条件下,JrCBF基因在花芽中表达量呈现先上升后下降的趋势,在寒冬时期(1月份)表达量最高;单核苷酸多态性分析JrCBF基因序列中有28个SNPs位点和7个Indels标记,存在2个突变热点区;单倍型分析显示15份材料可分为9个单倍型,单倍型多样性为0.9238。本研究为通过基因工程手段培育抗寒核桃品种和分子标记辅助育种提供了帮助。     

Identification and Evaluation of Insect and Disease Resistance in Transgenic <i>Cry1Ab13-1</i> and <i>NPR1</i> Maize

PCR detection, quantitative real-time PCR (q-RTPCR), outdoor insect resistance, and disease resistance identification were carried out for the detection of genetic stability and disease resistance through generations (T₂, T₃, and T₄) in transgenic maize germplasms (S3002 and 349) containing the bivalent genes (insect resistance gene Cry1Ab13-1 and disease resistance gene NPR1) and their corresponding wild type. Results indicated that the target genes Cry1Ab13-1 and NPR1 were successfully transferred into both germplasms through tested generations; q-PCR confirmed the expression of Cry1Ab13-1 and NPR1 genes in roots, stems, and leaves of tested maize plants. In addition, S3002 and 349 bivalent gene-transformed lines exhibited resistance to large leaf spots and corn borer in the field evaluation compared to the wild type. Our study confirmed that Cry1Ab13-1 and NPR1 bivalent genes enhanced the resistance against maize borer and large leaf spot disease and can stably inherit. These findings could be exploited for improving other cultivated maize varieties.     

Rice Lesion Mimic Gene Cloning and Association Analysis for Disease Resistance

Lesion mimic mutants refer to a class of mutants that naturally form necrotic lesions similar to allergic reactions on leaves in the absence of significant stress or damage and without being harmed by pathogens. Mutations in most lesion mimic genes, such as OsACL-A2 and OsSCYL2, can enhance mutants’ resistance to pathogens. Lesion mimic mutants are ideal materials for studying programmed cell death (PCD) and plant defense mechanisms. Studying the genes responsible for the rice disease-like phenotype is of great significance for understanding the disease resistance mechanism of rice. In this paper, the nomenclature, occurrence mechanism, genetic characteristics, regulatory pathways, and the research progress on the cloning and disease resistance of rice lesion mimic mutant genes were reviewed, in order to further analyze the various lesion mimic mutants of rice. The mechanism lays a theoretical foundation and provides a reference for rice breeding.