羽衣甘蓝胁迫应答基因BoRS1转化烟草的初步研究

将克隆于羽衣甘蓝的胁迫应答基因BoRS1连入中间载体p35S-2300：：gus：：noster相应位点,成功地构建了含BoRS1基因的植物双元表达载体p35S-2300：：BoRS1：：noster,并通过农杆菌介导法对烟草进行了遗传转化。PCR检测结果表明目的基因BoRS1已成功地导入并整合到烟草基因组中。RT-PCR分析显示,在不同的转基因烟草植株中BoRS1表达量存在差异。转BoRS1烟草的耐干性和甘露醇胁迫研究表明,BoRS1基因的表达对提高植物抗干旱胁迫能力有一定的作用。     

农杆菌介导蜡质基因WIN1转化烟草的初步研究

WIN1与蜡质代谢过程中基因的表达相关,本研究首先从野生型拟南芥花蕾中提取总RNA扩增成SHN1/WIN1,以载体PBI121为基础构建植物表达载体PBI121-SHN1/WIN1,然后利用农杆菌介导法将目的基因WIN1导入烟草k326中,在不同阶段选择四种不同培养基进行培养,其中烟草叶盘共培养培养基T1为：MS+1 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA;烟草滤菌培养基T2为：MS+1 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA+500 mg·L^-1 Carb;烟草筛选培养基T3为：MS+100 mg·L^-1 Kan;烟草继代培养基T4为：MS+80 mg·L^-1 Kan+300 mg·L^-1 Carb。本实验利用植物基因工程手段将WIN1基因整合入烟草K326中,改变烟草k326总基因序列。通过PCR、RT-PCR检测方法对转基因烟草k326一代进行鉴定得出WIN1基因成功导入烟草K326,最终获得了转基因烟草K326一代品种。本实验研究目标通过转基因技术将WIN1基因插入烟草K326,使其角质膜厚度和成分有所改变,以此来提高烟草K326抗旱、抗寒和抗病等性能,为提高烟草抗逆性特别是抗旱和抗寒性奠定基础。该项初步研究结果不仅对认识和揭示植物角质膜的结构功能具有重要理论意义,而且对应用植物基因工程技术改良和培育抗逆性强的植物优良品种和农业生产都具有重要的应用价值。     

红豆越桔VviDREB1基因转化烟草的研究

通过构建pVB4215植物双元表达载体,采用农杆菌介导法转化烟草,研究VviDREB1在植物体中的异源表达特性.结果显示,实验获得了25个Hyg抗性株系,经过PCR、RT-PCR和GUS组织化学染色检测及Hyg基因的PCR复检等多点验证,证实表达载体边界内序列完整地整合到2个烟草株系的基因组中.转基因烟草株系在4℃低温处理20 h后,恢复生长5 h,叶片光系统PSⅡ抗寒性分析结果表明,转基因植株的叶片快速叶绿素荧光曲线OJIP各点数值高于对照植株,VviDREB1基因能够显著提高烟草的荧光产量,最大光化学效率Fv/Fm和以吸收光能为基础的性能指数PIABS较对照高,说明VviDREB1对保护植物组织细胞内光合系统PSⅡ有明显的作用,转VviDREB1基因烟草对低温有一定的忍耐能力.     

巴西橡胶树HbWRKY1基因的克隆及转化烟草的初步研究

利用RACE结合RT-PCR技术,从巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)总RNA中扩增得到长度为1234 bp的WRKY基因cDNA全长编码序列。通过氨基酸同源性比对,该序列推导的氨基酸序列与蓖麻、白杨的WRKY同源性分别为79%和73%,表明分离的cDNA序列为橡胶树WRKY基因,命名为HbWRKY1。通过构建pCAMBIA1304-HbWRKY1植物表达载体,经农杆菌GV3101介导,将HbWRKY1基因导入烟草(Nicotiana tabacum)中,对所获得的潮霉素抗性烟草株系进行PCR鉴定。结果表明,HbWRKY1基因已整合到65株转基因植株中。干旱胁迫试验表明,HbWRKY1的过量表达可以明显提高转基因烟草对干旱胁迫的耐受能力。这说明WRKY基因与橡胶树抗旱能力之间存在一定的关系。     

通过cDNA微阵列鉴定水稻(Oryza sativa L.) 盐胁迫应答基因

利用水稻耐盐品种兰胜构建了一个高质量的cDNA文库以鉴定水稻盐胁迫应答基因, 从cDNA文库中提取约15000个质粒, 并用Biomek 2000 高密度点阵系统或手工操作, 将这些质粒点于尼龙膜上. 通过这种方法鉴定了30个盐应答基因, 对其中的12个基因通过Northern杂交进行表达分析, 确证了cDNA微阵列的杂交结果. 30个基因中, 18个基因受盐诱导, 另外12个基因受盐抑制, 其中27个在GenBank数据库中有同源序列. 根据功能, 这些基因大致可以分为5类：光合作用相关基因、物质运输相关基因、代谢相关基因、耐逆相关基因以及其他未分类的基因. 研究结果表明, 盐胁迫影响了植物生长发育的多个方面, 其中有些基因可能在植物体的耐盐过程中具有重要作用.     

烟草氧化胁迫相关基因NtOSA1的克隆表达及亚细胞定位分析

植物类蛋白激酶Abc1家族(activity of bc1complex)在植物生长发育及响应非生物胁迫中起着重要的作用。该研究通过将拟南芥AtOSA1蛋白氨基酸序列与烟草转录组数据进行比对,利用巢式PCR技术克隆得到1个烟草氧化胁迫相关Abc1家族基因NtOSA1,NtOSA1与拟南芥AtOSA1基因具有72.89%的一致性。NtOSA1基因开放阅读框长度为2 283bp,编码760个氨基酸,含有典型的ABC1结构域、一个激酶结构域、叶绿体定位信号肽和两个跨膜结构域。采用实时荧光定量PCR技术,对NtOSA1基因在烟草不同组织以及氧化胁迫、盐胁迫等处理下的表达分析表明:NtOSA1基因的表达具有组织特异性,主要在叶片中表达;NtOSA1基因在H2O2和NaCl处理后表达量上升,均在处理后6h达到最大值,分别为处理前的1.95和2.69倍。亚细胞定位结果表明,NtOSA1蛋白定位在细胞叶绿体上,与预测结果一致。研究表明,NtOSA1基因参与了烟草抗氧化胁迫和盐胁迫的响应。     

烟草SKP1基因的原核表达

为获取大量高纯度的枯斑三生烟SKP1蛋白以便研究其功能和性质,以pMD18-SKP1质粒为模板, PCR扩增枯斑三生烟的SKP1基因的cDNA编码区,经酶切后构建表达载体pET23b-SKP1,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导表达,并考察不同的IPTG诱导终浓度、表达时间和表达温度对目的蛋白His-SKP1表达量的影响.SDS-PAGE分析结果表明:最佳表达条件为不加诱导剂的情况下,37℃表达8 h.     

转拟南芥ICE1基因增强烟草抗寒性的研究

ICE1是CBF冷响应通道的上游转录调控因子,通过与CBF启动子中MYC顺式作用元件的结合激活CBF3基因表达.采用RT-PCR方法,从拟南芥获得AtICE1基因,将AtICE1导入pCAMBIA1301构建35S:AtICE1植物表达载体.通过根癌农杆菌GV3101,将AtICE1基因导人烟草,T1代植株经潮霉素抗性筛选,PCR、RT-PCR检测,结果表明AtICE1基因已经整合到烟草基因组中,并在转录水平表达;在正常生长条件下,转基因烟草与对照烟草的生长未见明显区别,而在瞬时低温冻害下,转基因烟草存活率明显高于对照烟草植株,说明Atl-CEI基因可以提高低温敏感作物的耐寒性.     

干旱胁迫对烟草两品种幼苗生理生化特性及NtDEGP5基因表达的影响

以烟草Nicotianatabacum抗旱品种NC82和干旱敏感品种云烟87幼苗为材料,利用PEG-6000对幼苗进行干旱胁迫处理,研究干旱胁迫对烟草不同品种Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量等生理生化指标及NtDEGP5基因表达的影响,为进一步开展NtDEGP5基因的功能研究提供依据。结果表明,干旱胁迫对烟苗的Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量有影响,随着干旱的持续,Fv/Fm呈逐渐下降趋势,POD、SOD活性和MDA含量呈先升高后降低的趋势;不同品种对干旱胁迫的响应有差异,在干旱胁迫0～9 h,云烟87幼苗的Fv/Fm降幅大于NC82,POD、SOD活性、MDA含量的增幅小于NC82,胁迫12h后与对照差异不显著。干旱胁迫下不同品种、不同器官间的Nt DEGP5基因表达有差异,云烟87幼苗根、茎、叶中的表达量均较低,NC82幼苗根中的表达量较低,但干旱胁迫9～12 h后叶和茎的表达量较高。NC82幼苗叶片NtDEGP5基因表达量与Fv/Fm、POD活性、MDA含量呈显著正相关。Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量可作为烟草苗期抗旱性评价指标,NtD...     

玉米苗期SR蛋白基因家族的干旱胁迫应答

基因表达的选择性剪接(Alternative splicing, AS)调控与植物对逆境胁迫应答密切相关, SR蛋白(Serine/ arginine-rich proteins)是其中关键的调节因子。文章对玉米B73参考基因组进行分析显示: 多数SR蛋白家族基因成员启动子区域含有3~8种与发育或胁迫相关的顺式调控元件; 27个基因成员编码碱性蛋白, 其中23个成员的编码蛋白依照其N′端的首个RRM(RNA recognition motif)结构域特征大体上可划分为5个亚组。利用双向分级聚类方法, 对三叶期干旱胁迫下玉米杂交种郑单958及其亲本郑58和昌7-2的SR蛋白基因家族的分析显示, 该基因家族的表达模式具有明显的组织表达特异性和基因型依赖性特征; 其中在干旱胁迫下地下组织以下调表达模式为主, 而地上组织中以上调表达模式为主。在重度干旱胁迫后的3个不同时段复水过程中, 地上和地下组织中SR蛋白基因家族的表达皆以下调表达模式为主。另外, 尽管不同基因成员的表达模式在干旱胁迫及其后的复水过程中存在明显差异, 但普遍存在自身选择性剪接现象。SR蛋白基因家族在玉米干旱胁迫的应答规律, 为从AS-network视角解析玉米的抗逆分子机制提供了新思路。     

NtMTP1基因过表达对增强烟草Zn胁迫耐受性的研究

该研究采用实时荧光定量PCR（qRT PCR）技术,对烟草金属耐受蛋白1（MTP1）基因（NtMTP1）在烟草不同组织以及不同质量浓度ZnSO4处理下的表达进行了分析;利用农杆菌介导法,将NtMTP1基因植物过表达载体pBI121 35S∶∶MTP1转化野生型烟草,筛选得到NtMTP1基因过表达的转基因烟草植株,并进行不同质量浓度ZnSO₄处理,检测NtMTP1基因过表达对烟草Zn胁迫耐受性的影响。结果表明：NtMTP1基因在烟草中呈现组织特异性表达,主要在花与叶中表达;NtMTP1基因的表达受到Zn²⁺诱导,在400 μmol/L ZnSO₄处理后,表达量达到最高,为对照组的3.81倍;3株转基因烟草植株中NtMTP1基因表达量分别为野生型的10.42、7.61和11.84倍,与野生型相比,过表达植株对Zn胁迫的耐受性显著增强。研究结果为阐明NtMTP1基因在烟草体内Zn²⁺转运过程中的生物学功能提供了重要依据。     

低能离子束介导外源基因转化烟草的研究

以烟草ＮＣ－８９种子为材料,用显微扫描电镜（ＥＳＭ）和电子自旋共振（ＥＳＲ）波谱仪研究氮离子束对烟草种子表面的刻蚀作用及能量沉积产生自由基的间接效应,为离子束介导转移外源基因提供了形态结构依据。将烟草种子用２０Ｋｅｖ的氮离子束处理后,浸入含有ＰＢⅠ１２１质粒的缓冲介质中,在含有卡那霉素１００ｍｇ／Ｌ的ＭＳ０培养基上继代筛选,得到３株抗性植株。取抗性植株的叶片,经组织培养后得到再生抗性植株。经过ＰＣＲ及ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析,证明外源基因已转入烟草。     

转油菜素内酯合成基因DET2烟草对NaCI胁迫的反应

通过农杆菌介导法,将含有油菜素内酯合成基因DET2的植物表达栽体pCAMBIA2301-DET2转入烟草,获得转基因烟草植株.用T1代转基因阳性株进行耐NaCl试验,结果显示,NaCl胁迫下转基因烟草、非转基因对照烟草的出苗率、幼苗鲜重、株高及根长均随NaCl浓度增加而下降.但在相同NaCl浓度下,转基因植株鲜重、株高及根长均明显高于非转基因对照烟草,并且转基因植株的丙二醛( MDA)含量低于非转基因植株,诱导蛋白基因P5CS表达高峰出现时间晚于非转基因植株.说明DET2的表达提高了烟草的耐NaCl能力.     

Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因转化马铃薯的研究

为获得抗旱性强、生长正常的转基因马铃薯植株,以野生拟南芥生态型(Col-0)为材料,利用PCR和DNA重组技术,克隆了拟南芥Rd29A(responsive to dehydration)基因ATG上游+83bp至-1 441bp共1 524bp的启动子区域,其DNA序列与已知拟南芥Rd29A 5'端启动子序列同源性为100%;构建了Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因表达的植物表达载体pCHFRd-CDPK1。以马铃薯品种‘费乌瑞它’的试管微型薯为材料,利用农杆菌介导法,将构建成功的pCHFRd-CDPK1载体转入马铃薯中,经筛选与植株再生,获得抗性再生植株。通过PCR和Southern blot检测显示,Rd29A启动子驱动的AtCDPK1基因已整合在马铃薯的基因组中。利用PEG模拟干旱胁迫后,经RT-PCR分析证实,当用20%的PEG胁迫转基因马铃薯植株时,Rd29A启动子驱动AtCDPK1基因表达的转基因马铃薯各个株系中AtCDPK1基因表达量明显增强,而在无胁迫的条件下,植株中AtCDPK1基因基本不表达;同时发现35S控制AtCDPK1转基因植株在PEG胁迫前后,基因转录未见明显差异。形态学观察还表明,在30%PEG胁迫下,转基因植株能正常生长,其长势优于未转基因的对照,且对照植株略有萎焉。该结果可为进一步利用逆境诱导型启动子驱动抗逆基因在农作物中的表达研究及其遗传改良提供依据。     

AtDREB1A基因在菊花中的异源表达提高了植株对干旱和盐渍胁迫的耐性

将携带有AtDREB1A基因, 并以35S或rd29A启动子驱动的植物表达载体转入地被菊花(Dendranthema grandiflorum)的粉色品种‘Fall color’. 与野生型相比, 35S:DREB1A转基因植株表现出严重的生长抑制, 而rd29A:DREB1A植株生长正常. RT-PCR检测表明, 在胁迫条件下, AtDREB1A基因在35S: DREB1A转基因植株中呈现组成型过量表达, 而在rd29A:DREB1A植株中则是受胁迫诱导型过量表达. 这两种启动子驱动的转基因植株对干旱和盐渍胁迫都表现出较强的耐性, 其中rd29A:DREB1A植株耐性显著强于35S:DREB1A植株. rd29A:DREB1A植株中的脯氨酸含量和SOD活性都强烈地被胁迫诱导升高, 且高于35S:DREB1A植株. 这些结果表明, 在地被菊花中表达AtDREB1A基因可以提高植株对干旱和盐渍胁迫的耐性, 同时这些耐性的升高可能与脯氨酸含量和SOD活性的上升有关.     

大麦HVA1基因和LEA蛋白与植物抗旱性的研究

干旱胁迫下,植物体内会积累多种蛋白以保护细胞免受脱水伤害,其中包括Lea蛋白。LEA蛋白在植物耐寒、耐盐碱、耐干旱性方面起重要作用。大麦HVA1基因编码的蛋白即属于第三组LEA蛋白,国内外学者对该基因的结构与功能进行了深入的研究。根据近年研究结果,本文对LEA蛋白的结构与功能,大麦HVA1基因的表达与调控,大麦HVA1基因高同源性序列的克隆以及转基因植物对HVA1基因抗旱性功能验证等方面进行综述。     

拟南芥转录因子GRAS家族基因群响应渗透和干旱胁迫的初步探索

GRAS家族是一类植物特有的转录调控因子,已有报道表明该家族基因在植物生长发育和光信号转导过程中具有重要作用.目前在拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中已鉴定了33个GRAS家族基因.利用功能基因组学和生物信息学手段,通过基因芯片数据挖掘和基因功能预测,对拟南芥GRAS家族基因在渗透和干旱胁迫过程中的应答模式进行了初步探索,提出了一类响应渗透胁迫和干旱胁迫的拟南芥GRAS家族基因.以SCL13为例,利用基因芯片相关性和GO分析,对其在渗透胁迫信号转导过程中可能的调控机制进行了预测和分析.这一研究将为阐明GRAS家族基因参与水分胁迫的分子机制提供新的思路,同时也为植物抗逆分子育种提供候选基因.     

转彩色马铃薯StAN1基因的烟草幼苗耐旱性分析

该研究以转彩色马铃薯StAN1基因烟草为材料、野生型烟草(WT)为对照,测定分析转StAN1基因烟草在种子萌发期、幼苗期和苗期对干旱(甘露醇)处理的耐受情况,并对苗期旱热共同胁迫的耐受情况进行测定分析,以探讨彩色马铃薯StAN1基因的功能,为耐旱彩色马铃薯育种提供新路径。结果显示:(1)转StAN1基因烟草鉴定显示,阳性率为82.6%,且转基因烟草的叶片明显变紫,花青素含量极显著高于野生型烟草。(2)在培养基甘露醇浓度为150 mmol/L时,点播在培养基上的转基因烟草种子第5天时的萌发率达到了7%,是野生型烟草萌发率的2.3倍。(3)在甘露醇浓度为0和100 mmol/L的培养基上竖直培养时,转基因烟草的根长分别是野生型烟草的1.46和1.30倍,根长比野生型烟草显著增长。(4)在干旱胁迫下,转基因烟草幼苗叶片中的脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶活性均显著高于野生型烟草,丙二醛含量均显著低于野生型烟草。(5)转基因烟草LEA基因和ERF基因在干旱和旱热处理中的相对表达量均高于野生型烟草。研究表明,StAN1基因在提高植物花青素含量的同时也提高了植物的耐旱性。     

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。