表达肌醇甲基转移酶基因载体的构建及转基因烟草的耐盐性研究

构建了肌醇甲基转移酶（Imtl）基因的植物表达载体pDH5．通过农杆菌（Agrobacterium）介导,获得了转基因烟草（NicotianatabacumLev．SR1）植株,在附加1．2％－1．5％NaCl的生根培养基MSr（MSO＋3g／L蔗糖＋7g／L葡萄糖）上可生根。生化分析表明,不具有芒柄醇（D－ononitol）合成途径的烟草鲜叶片积累了100－654nmol／g的芒柄醇,新产生了一个代谢分支。Western杂交分析证明Imtl基因在烟草中的表达,从而为植物耐盐的基因工程育种提供了一条新途径。     

NtSKP1基因的反义载体构建及转基因烟草的产生

根据枯斑三生烟SKP1基因(NtSKP1)的序列,设计一对分别含有特定酶切位点的特异引物,以重组质粒pMD18-SKP1为模板,扩增目的基因(约473bp)片段。将反向目的片段插入中间载体pHANNIBAL的内含子右侧,再经NotⅠ酶切回收约3443bp的目的片段,插入到双元载体质粒pART27中,成功构建了含NtSKP1基因片段反向序列的植物表达载体pART27-skp1a,其转录产物能减弱目的基因的表达。将pART27-skp1a质粒导人根癌农杆菌LBA4404中并转化烟草叶片细胞,经选择分化培养,获得转基因烟草。     

几丁质酶基因表达载体构建及转化烟草的研究

构建了一个含有多个调控序列的带有几丁质酶基因的植物表达载体,通过发根农杆菌的Ri质粒介导转化烟草的三个品种：K326,RG11,VA116,在卡那霉素抗性培养基上筛选,获得了7株再生植株,以PCR检测、DNA斑点杂交证明表达载体构建成功,几丁质酶基因导入烟草并整合到烟草基因组中。     

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     

过量表达AtNHXS1新基因提高烟草耐盐性的研究

拟南芥液泡膜上的Na⁺/H⁺逆向转运蛋白是由 AtNHX1 基因编码的一种重要的植物耐盐性因子。 AtNHXS1 是利用DNA改组(DNA shuffling)技术对 AtNHX1 基因进行定向分子进化获得的新基因。利用农杆菌介导的叶盘法将该基因转入烟草中,经过潮霉素和PCR鉴定,得到了10个独立的转基因株系。对其中两个PCR阳性株系进行Southern blot 鉴定,确定 AtNHXS1 以单拷贝的形式成功地插入到烟草的基因组中。荧光定量PCR分析表明, AtNHXS1 基因可以利用烟草的转录体系正确转录。在盐处理下,随着盐浓度的提高,植株不同组织部位 AtNHXS1 基因的表达均有不同程度的提高,其中叶片上调趋势最明显。耐盐性试验结果表明,盐处理下,转基因烟草的长势明显优于野生型。400 mmol/L NaCl 处理下,野生型烟草完全死亡,转基因烟草生长受到抑制,但是仍然能够正常生长。研究结果表明, AtNHXS1 新基因能够显著提高烟草的耐盐性。     

外源RNA干涉基因在烟草中的转化及表达

依据RNA干涉机制,以TMV复制酶基因为靶标基因,针对TMV 5个株系复制酶基因间高度同源序列设计引物,经RT-PCR反应获得靶序列,构建靶序列反向重复结构的RNA干涉双元载体.用根癌农杆菌介导将外源基因转化至烟草品种K326基因组中,培育RNA干涉转基因烟草.人工接种病毒验证转基因烟草中外源基因在植物抗病毒能力方面的表达效果,实时荧光定量PCR分析转基因烟草抗病毒能力.结果表明,实验培育的RNA干涉转基因烟草67%对TMV呈现高度抗性;荧光定量PCR分析显示,对TMV具高度抗性的转基因烟草中病毒复制酶基因转录产物mRNA存在很大程度的降解,证实了RNA干涉技术在培育抗病毒烟草品种中的效果.     

果聚糖蔗糖转移酶基因的克隆及耐盐转基因烟草的培育

用PCR方法克隆了枯草杆菌(Bacillus subtilis)果聚糖蔗糖转移酶基因(SacB),将其与克隆自酵母(Saccharomyces cerevisiae)的羧肽酶A的液泡引导信号序列连接得到嵌合基因。测序验证后．插入含NPTⅡ基因的植物双元表达载体pBin438中,经农杆菌介导转化烟草。部分经卡那霉索筛选的抗性芽能在含1％NaCl的Ms培养基上正常生根,而未转化芽不能生根或根生长缓慢。转基因小苗移入盛蛭石的花盆并浇灌含1％NaCl的hoagland＇s营养液,17d后,其中一些转基因烟草植株生长良好,而未转化苗出现明显萎蔫。PR扩增及Nonhem分析证实SacB基因已导入转基因植株并得到转录。此结果表明SacB基因的植物基因工程可提高烟草植株的耐盐性。     

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。     

芍药乙烯受体PlETR1基因过表达载体的构建及烟草转化

芍药是乙烯敏感型花卉,乙烯受体感知并传导乙烯信号,在乙烯信号转导途径中发挥重要作用。芍药PlETR1基因cDNA全长序列已分离,为了鉴定芍药PlETR1基因的功能,本研究基于PlETR1基因和表达载体序列,应用Primer Premier 5.0软件设计了一对特异性PCR引物,采用RT-PCR技术扩增出了PlETR1编码区片段,进一步构建了芍药PlETR1基因过表达载体。基于优化的模式植物烟草的组培体系和筛选出的潮霉素抗性浓度,应用农杆菌介导的叶盘法开展了芍药PlETR1基因转化烟草的研究,对转基因抗性烟草植株进行了PCR检测,结果表明HPT基因和芍药PlETR1基因已导入到烟草基因组中,且芍药PlETR1基因转录表达成功,为下一步鉴定芍药PlETR1基因的功能提供科学依据。     

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。     

aroA-In融合基因载体的构建、表达及对烟草的转化

PCR扩增突变的5’-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(5’-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthetase,EPSPS)cDNA全长序列,插入pLitmus28得到pLEPSPS,进而通过反向PCR在EPSPS235／236aa之间将其打断为无功能的片段。选用人工构建的具有顺式和反式剪接功能的mini型蛋白内含子Ssp DnaB和Rma DnaB,插入被打断的aroA(抗除草剂基因),构建了质粒pLEBC、pLEBT、pLERC和pLERT。将4种重组质粒中的aroA-In(蛋白内含子Intein插入aroA)融合基因插入pET-32得到表达载体pETLEBC、pETLEBT、pETLERC和pETLERT,lPTG诱导后,SDS-PAGE分析显示其能在DE。中有效表达并发生相应的蛋白剪接。将aroA-cis Ssp DnaB和aroA-cis Rma DnaB融合基因分别插入pLYM中进一步构建成植物表达载体,农杆菌叶盘法转化烟草。基因组PCR分析表明融合基因整合入植物核基因组;RT-PCR分析显示其可在高等植物细胞中成功表达。结果说明蛋白内含子基因可以转化高等真核细胞,蛋白剪接技术可应用于高等植物细胞,从而为防止植物转基因扩散提供了一条新的途径。     

ERF类转录因子OPBP1基因的超表达提高烟草的耐盐能力

ERF是植物中的一类重要的转录因子,参与调节植物的生长,发育以及抗胁迫等过程,对一烟草OPBP1基因（属于ERF类基因）的烟草转化,获得了该基因超表达的植株,转基因植株明显地增加了耐盐能力,Northern杂交结果表明,OPBP1基因有不同程度的表达,而且表达丰度与其耐盐性有一定的正相关性,凝胶阻滞实验结果证明OPBP1融合蛋白能特异地与含GCC盒的DNA序列结合,这些结果说明OPBP1基因可能作为一转录因子来调节烟草耐盐相关的基因。     

Induction of Expression Instability of the nptII Gene in Transgenic Tobacco Plants

A comparative analysis of the neomycin phosphotransferase (nptII) gene expression was performed in two groups of transformed tobacco plants, one of which included plants with direct and inverted tandem uidA gene repeats in the T-DNA insertion. This insertion of inverted repeats was shown to reduce the level of stable nptII gene expression to 20%, as compared with 65% in the control transformants. The level of unstable expression of this gene substantially increased (up to 71.4% vs. 5.5% in the control group) when homologous sequences were brought together with direct tandem repeats in the genome of hybrid plants.     

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     

干旱诱导性启动子驱动的海藻糖－6－磷酸合酶基因载体的构建及转基因烟草的耐旱性

The trehalose-6-phosphate synthase gene (TPS) from Saccharomyces cerevisiae Hansen and the drought-responsive promoter from Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. have been cloned by PCR procedure. A plant expression vector with TPS under control of Prd29A has been constructed and used for the genetic transformation of tobacco. The transgenic tobacco with Prd29A/TSP demonstrated TPS expression with increased drought tolerance under drought stress. Some obvious morphological changes including dwarf and fine shoot, lancet-shaped leaves and vigorous auxiliary buds have been observed in a few transformed plants.     

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.