温度与光照强度对烤烟番茄红素β-环化酶基因表达的影响

选用水培烤烟叶圆片,在3种温度、3种光照及其交互作用的正交试验处理下进行试验,检测了Lyc-β基因表达的结果表明：光照是影响Lyc-β基因表达的主要因子,其次为温度,最后是温度和光强交互作用。光照时间试验结果表明,Lyc-β基因的表达在光照处理6h时达到峰顶之后开始下调。     

通过番茄红素环化酶的优化构建β-胡萝卜素高产菌株

目标产物的合成途径往往需要对关键酶的来源、表达水平等因素进行系统性优化才能实现代谢通量的最大化。β-胡萝卜素是一类具有重要应用价值的萜类化合物,其中番茄红素环化酶(Lycopene cyclase,CrtY)是β-胡萝卜素合成途径中的关键酶,能够催化FAD依赖的环化反应将番茄红素转化合成β-胡萝卜素。本研究通过对CrtY的系统优化提高β-胡萝卜素的合成水平,并确定CrtY的表达对代谢通路的影响。在大肠杆菌中以番茄红素合成模块为基础,通过引入番茄红素环化酶基因crt Y构建了β-胡萝卜素合成模块。并进一步利用寡聚接头介导的DNA组装方法 (Oligo-linker mediated assembly method,OLMA)引入一系列不同强度的人工设计的核糖体结合位点(Ribosome-binding site,RBS),对CrtY的表达强度、基因来源等因素进行高通量的优化。通过OLMA文库构建和平板筛选,获得了5株高产β-胡萝卜素的工程菌株。在摇瓶中,5株工程菌株的β-胡萝卜素产量可达15.79-18.90 mg/g DCW(Dry cell weight),比优化前提高了65%。进一步选取了其中的CP12菌株,在5 L发酵罐上,利用高密度培养技术验证工程菌株合成β-胡萝卜素的能力。最终β-胡萝卜素产量可达1.9 g/L。RBS强度分析及代谢中间体分析表明,适当地降低CrtY表达强度能够有利于β-胡萝卜素模块相关基因之间协同发挥作用。以上结果为β-胡萝卜素合成途径的优化规律提供了理论指导。     

鲜食番茄果实中番茄红素含量的主基因－多基因混合遗传分析

选择2个番茄红素含量显著不同的鲜食番茄品系,通过P₁、P₂、F₁、F₂、B₁和B₂6世代联合分析法,研究分析了番茄红素的遗传规律。结果表明：番茄红素的遗传符合一个主基因和加性－显性－上位性多基因模型,主基因遗传力在B₁、B₂和F₂分别为6.85%、34.78％和58.33％,多基因遗传力在B₁、B₂和F₂分别为58.48％、30.69％和0。      

导入八氢番茄红素合酶和番茄红素β-环化酶基因的玉米后代性状分析

以分别转有枸杞八氢番茄红素合成酶基因Lmpsy和枸杞番茄红素β-环化酶基因Lmlycb的两种转基因的天塔五号自交系玉米植株为转基因材料,以非转基因的天塔五号自交系为对照组,对它们的光合速率,类胡萝卜素含量,植株性状,产量相关指标及生物量进行了调查和统计学分析。结果表明将类胡萝卜素代谢途径关键酶的基因导入天塔五号自交系植株,能提高植株类胡萝卜素的表达量,消除光污染,提高光合速率,增加光合产物的积累量。     

玉米的遗传转化

介绍近年来玉米遗传转化在受体系统、基因导入、选择标记和表达系统等方面的研究进展。     

大麦转化体系的改进及TrxS基因的转化

以啤酒大麦品种“晋引6号”的幼胚为转化起始材料,用基因枪法将分别携带有目的基因(TrxS)和除草剂基因(筛选基因,Bar)的两个质粒进行了共转化,同时对基因转化的相关技术和植株再生的培养方案进行了优化。结果表明,受体材料宜选用预培养15d的幼胚;在培养前2周添加1mg／L ABA可抑制胚芽萌发而且有助于胚性愈伤组织的形成;1．0mg／L ZT与0．1mg／L IAA激素配比可有效促进愈伤组织的分化。利用优化的培养条件,经在含3～5mg／L筛选剂PPT的培养基上筛选、再生及生根培养。共在178块抗性愈伤组织上获得11株再生植株,再生率达到6．2％,经对T0、T1、T2代PCR、nested PCR和Southern杂交检测表明,TrxS基因已经稳定整合到大麦基因组中且遗传稳定、结构完整。     

茄红素-β-环化酶反义基因对胡萝卜茄红素含量的影响

以根癌农杆菌GV3101为介导,用茄红素-β-环化酶(lycopene bate cyclase-LYC-B)5′端反义基因对胡萝卜(Daucus carotaL.var.sativa)进行了遗传转化,经胚发生途径得到抗性植株。GUS检测和Southern杂交表明目的基因已整合到胡萝卜基因组中,Dot Blot显示目的基因在受体植株中已表达,茄红素和胡萝卜素检测结果表明,转基因愈伤组织茄红素含量高于胡萝卜素含量。     

玉米遗传转化系统的研究进展

综述了近年来国内外玉米遗传转化在受体系统,基因导入方法和选择标记等方面的研究进展。     

玉米Lc基因植物表达载体构建及菊花转化

Lc基因是从玉米中分离得到的与花青素合成相关的调节基因,它在多种植物中的异源表达可以增加花青素的含量.本研究对pBI121载体Gus基因后的终止子进行2次PCR扩增,在原Sac Ⅰ酶切位点后添加了新的Sac Ⅰ酶切位点,利用组织化学染色法检测,结果表明改造后的载体上的Gus基因能正常表达,终止子功能正常,载体改造成功.用改造的pBI121N构建了含有Lc基因的植物表达载体pBl121N-Lc,利用农杆菌介导法转化菊花叶盘,获得了19株生根抗性苗.通过提取抗性苗基因组总DNA,PCR扩增Lc基因和CaMv35S启动子获得了11个阳性株系,PCR结果表明Lc基因已经转入菊花中.同时,在已获得的转基因植株中发现7个株系的根系有变红的现象.     

农杆菌介导的玉米遗传转化

Several maize inbreds were transformed with Agrobacterium tumefaciens EHA101 (pGIH). Transgenic maize plants were obtained. Frequency of transformation of maize inbred Suyu No. 1 can reach 8.1%. Results of PCR and Southern blot analysis proved that T-DNA was stably integrated into the genome of maize. Staining with X-gluc confirmed the expression of GUS gene in maize cells. The band amplified by inverse PCR showed that the copy number of transgene in three transformants was single. After long term of subculture, some hygromycin resistant calli lost their regeneration ability. Although Southern blot probed the integration of gusA gene in their genome, GUS activity cannot be detected in those calli. Southern blot analysis of HpaII digest DNA showed that transgenic gusA gene was highly methylated.     

玉米核糖体失活蛋白基因z108在烟草原生质体中的转化及其表达

利用与根癌农杆菌共培养的方法将玉米核糖体失活蛋白基因z108及其融合基因GUS导入烟草叶肉原生质体细胞。试验结果表明,烟草叶片在含有1.0%纤维素酶和0.5%离析酶的裂解液中,以0.5M甘露醇、5000.0mg/LCaCl2为渗透压调节剂,25℃保温12-14h,可获得纯化的原生质体细胞;纯化的叶肉原生质体细胞与根癌农杆菌菌株pCam1301/91-108共培养30min,经25mg/L潮霉素筛选,转化率可达17.84%。转化体细胞经X-Gluc染色、PCR和RT-PCR检测证明玉米核糖体失活蛋白基因z108已整合到烟草原生质体细胞的核基因组中并获得表达。     

玉米遗传转化与商业化转基因玉米开发*

玉米是世界上种植面积最大的粮食作物,为了提高玉米产量和满足人类需求,转基因育种已经成为改良玉米性状的有效手段。自1996年美国种植商业化转基因玉米以来,利用玉米遗传转化技术开发商业化转基因玉米已取得巨大成功。综述了玉米遗传转化体系优化的重要步骤,系统总结了已开发的商业化转基因玉米的种类,并对玉米遗传转化未来发展方向进行了展望。     

农杆菌介导玉米遗传转化体系的研究进展

玉米(Zea maysL.)是世界上三大主要粮食作物之一,至今其遗传转化仍比较困难,目前报道有多种成功的方法,其中农杆菌(Agrobactierium tumefaciens)介导法是当前玉米遗传转化的主要方法。本文综述了农杆菌介导的玉米遗传转化研究的发展历史、存在问题和影响因素等,并对未来发展趋势进行展望。     

基于荧光SSR标记的玉米自交系遗传结构解析

利用多重SSR-PCR荧光标记检测技术,对本单位自育和引进的259份玉米自交系进行遗传多样性和亲缘关系分析,并以11个归属于不同杂种优势群的代表自交系为参照进行群体结构分析。结果显示,50对SSR引物共检测到214个等位基因变异,基因多态性指数的平均值为0.50,每个SSR标记的多态性信息量(PIC)平均值为0.44。用UPGMA方法将270份自交系划分成3大类群,进一步进行数值化杂种优势群分析,以明确所用种质资源的杂优类群利用方向,为玉米自交系的有效利用和品种的选育提供依据。     

玉米叶夹角形成的遗传基础与分子机制解析*

玉米产量取决于植株捕获光能和固定CO₂合成有机化合物的效率。叶夹角是株型重要性状之一,较小叶夹角有利于提高玉米植株光合作用效率和种植密度,因而有利于提高玉米产量。研究表明玉米叶夹角为多基因控制的复杂数量性状,其遗传力较高,主要受基因的加性效应调控。目前,利用数量性状位点(quantitative trait loci, QTL)定位和全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)等方法已鉴定数百个玉米叶夹角相关QTL;结合突变体分析等方法,已克隆数十个调控叶夹角关键基因,这为了解玉米叶夹角遗传机制提供了重要参考。由于前人研究所采用群体、分析方法及参考基因组版本不同,各研究之间所鉴定QTL差异较大,因此无法客观揭示叶夹角性状的遗传规律。为此,通过总结前人所定位叶夹角相关QTL和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点并构建一致性图谱,鉴定出叶夹角性状定位热点区间,并对调控叶夹角的已知基因进行功能分类。这不仅为了解玉米叶夹角的遗传结构、推动叶夹角相关重要基因克隆提供数据支撑,也对进一步开发叶夹角相关分子标记,指导玉米分子育种和提高玉米产量提供有益指导。     

促进植物高效遗传转化的发育调节因子及其在玉米中的应用进展*

高效遗传转化技术体系的建立对植物功能基因组学研究和作物新品种的培育均具有促进作用,目前,再生效率低下是限制许多植物高效遗传转化体系建立的主要技术屏障之一。随着对植物分生组织和体细胞胚形成过程研究的深入,鉴定到了一些关键调控基因,统称为发育调节因子。发育调节因子应用于植物遗传转化后,可以有效改善植物分生组织诱导和再生能力,为提高遗传转化效率提供了重要机遇。综述了7类发育调节因子在提高植物遗传转化效率中的研究进展,重点介绍了其中3类在促进玉米遗传转化中的应用,最后展望了建立植物高效遗传转化体系的发展方向。     

玉米过氧化物还原蛋白BAS1的原核表达及其功能研究

植物过氧化物还原蛋白BAS1是巯基依赖的过氧化物酶,通过催化的Cys残基还原过氧化氢,依赖NADPH的叶绿体硫氧还蛋白还原酶保持BAS1的还原态。玉米含有两种BAS1:2-Cys PrxA和2-Cys PrxB。利用RT-PCR方法从玉米幼叶中克隆了编码成熟2-Cys PrxA的基因,并将蛋白Cys34残基突变成Ser34。SDS-PAGE显示纯化的野生型和突变体蛋白为一条主带,分子量约为23kDa;体外蛋白结合实验表明纯化的叶绿体硫氧还蛋白还原酶通过分子间二硫键结合纯化的2Cys PrxA的C34S突变体,非还原SDS-PAGE显示纯化的野生型2Cys PrxA含有分子间二硫键组成的二体,而纯化的C34S突变体呈现单体,巯基专一性标记化合物AMS修饰及活性分析表明纯化的BAS1还原态是催化还原过氧化氢所所必须的,它由硫氧还蛋白还原酶及其辅酶NADPH所催化。     

农杆菌介导的玉米遗传转化研究进展

本文就农杆菌介导的玉米遗传转化的技术要点及原理等进行了综述,并对各种影响农杆菌转化玉米效率的关键因子包括农杆菌的菌株与载体、标记基因、受体材料的基因型、来源和发育状态以及组织培养的条件等进行了讨论。     

玉米子粒中锌及铁铜锰含量的遗传及QLT分析

分别利用三交组合DH8×登海40和DH86×沈137创建F1代DH群体A和群体B,比较2个不同遗传背景下DH群体子粒中锌及铁铜锰含量的变化,并对2个供试群体2年间的试验结果进行了QTL分析。发现玉米子粒中锌及铁铜锰的含量在不同个体间、不同年份间受环境影响比较大,且表现不稳定;群体内呈现连续性数量性状变化,服从于正态分布。对群体A2年子粒中锌及铁铜锰含量进行QTL定位,结果2007年检测到了5个与这些性状有关的QTL,可解释的遗传变异范围为9.41%~43.67%;2008年检测到9个QTL,可解释的遗传变异范围为11.21%~42.96%。2年间末检测到相同的QTL位点。对群体B进行QTL定位,2年间检测到18个QTL位点,分布于除第5染色体以外的其余9条染色体上。其中,2007年检测到12个QTL,2008年获得6个QTL,相同的QTL为2个,控制锌含量的1个位点位于第3染色体的p-umc1399-p-bnlg1605区段,控制铜含量的1个位点位于第2染色体的bnlg1746区段。