过表达AtchyB基因提高洋桔梗光胁迫耐受性的研究

类胡萝卜素尤其是叶黄素循环类物质在植物抵抗由强光照引起的非生物胁迫中发挥着重要的作用,为了提高洋桔梗对强光照的抗性,从拟南芥中克隆了类胡萝卜素生物合成途径中参与叶黄素循环关键酶——β-胡萝卜素羟化酶基因(AtchyB),利用农杆菌介导法将其转入洋桔梗中,最终得到遗传转化植株2个株系,研究发现,转基因植株中总类胡萝卜素含量高于对照组,且叶黄素循环池被不同程度地放大。在不同光照强度下,转基因洋桔梗植株对光照耐受性明显强于对照组,且转基因植株生物量也明显提高。表明过表达AtchyB基因使洋桔梗光胁迫耐受性有所增强。     

枸杞紫黄质脱环氧化酶(LcVDE)基因的克隆和分析

目的:克隆枸杞VDE基因的全长cDNA,通过对基因序列的生物信息学分析预测表达产物的结构特征和功能位点并验证其功能,为研究枸杞紫黄质循环的作用机理打下基础。方法:利用cDNA末端快速扩增和RT-PCR方法克隆枸杞VDE基因全长cDNA序列,生物软件分析VDE的生物学信息。构建VDE基因的原核表达载体pET-VDE,转化大肠后用IPTG诱导VDE过量表达;并构建体外反应体系对VDE表达蛋白酶功能进行验证。结果:LcVDE基因的ORF长1 413bp,编码的蛋白由470个氨基酸组成,分子量为53.61kDa,等电点为5.77。SDS-PAGE电泳结果表明,枸杞VDE基因在大肠杆菌中得到了过量表达。克隆基因表达蛋白进行紫黄质的脱环氧化反应,吸收光谱和HPLC的分析结果表明,表达蛋白催化了紫黄质的脱环氧化反应。结论:克隆得到的VDE基因编码的蛋白具有紫黄质脱环氧化酶的的功能与活性。     

枸杞LmP5CS基因的克隆及表达分析

目的:为进一步研究枸杞抗逆境胁迫的机制,并为转基因育种,提供理论依据。提高农作物的抗逆性提供优质的基因资源。方法:提选取盐胁迫后脯氨酸含量变化较大的耐盐植物枸杞为材料,用1.5%NaCl处理后,提取枸杞叶片总RNA,利用 RT-PCR 及3' RACE方法克隆获得吡咯啉-5-羧酸合成酶(delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)基因的全长cDNA,命名为LmP5CS,构建pH7m24GW,3rc-LmP5CS植物表达载体。结果:LmP5CS基因的ORF长2 154 bp,编码1个等电点为6.07、分子量为 77.5kDa、由717个氨基酸组成的蛋白。枸杞在200 mmol/L NaCl 盐胁迫下, LmP5CS基因表达量随处理时间,有先升高后降低的趋势,9h基因表达量最高,脯氨酸含量变化与之一致。结论:LmP5CS基因在盐胁迫下脯氨酸含量的变化中起关键作用。     

植物类胡萝卜素生物合成及功能

详述了植物类胡萝卜素生物合成途径,并从突破类胡萝卜素合成途径中上游瓶颈限制、类胡萝卜素代谢各分支途径的改造、提高植物细胞对类胡萝卜素物质积累能力三个方面探讨了类胡萝卜素生物合成酶基因在植物基因工程中的研究现状,最后对植物类胡萝卜素代谢的研究前景进行了展望。     

LmAPX基因在大肠杆菌和酵母菌中的表达研究

目的：研究枸杞抗坏血酸过氧化物酶基因（ascorbate peroxidase,LmAPX）在原核中的表达和酶学特性以及在酵母菌中的抗氧化能力,为进一步研究逆境诱导的抗氧化胁迫的作用机理奠定理论基础。方法：将LmAPX转入大肠杆菌BL21中进行异源表达,采用 Ni²⁺亲和层析,纯化重组蛋白,并对不同温度和pH值下的酶活进行研究,Lineweaver-Burk双倒数作图法测定该酶的Km和Vmax值。将LmAPX转入酵母菌株W303中进行H₂O₂和NaCl氧化胁迫处理。结果：该酶的最适温度和最适pH值分别为40℃和6.5。当抗坏血酸（Ascorbic acid,AsA）浓度过量时,对H₂O₂的Km和Vmax分别是0.17±0.02 mmol/L和11.78±1.88 mmol/min·mg;当H₂O₂浓度过量时,对AsA的Km和Vmax分别是2.19±0.40 mmol/L和58.82±3.51 mmol/min·mg。含有LmAPX基因的酵母菌株,在半乳糖的诱导下在8 mmol/L H₂O₂和100 mmol/L NaCl的培养基上的生长都明显优于对照组。结论：LmAPX蛋白具有很好的抗氧化性和耐盐性。     

盐胁迫条件下玉米萜类合成相关基因的表达分析

萜类是植物生长发育中具有重要作用的次级代谢产物,某些萜类可被生物和非生物胁迫诱导产生。用200 mmol/L NaCl溶液处理商用玉米品种天塔五号（F1）及其父母本三叶期幼苗,qRT-PCR结果发现萜类合成途径中的萜烯合酶基因2（terpene synthase 2, TPS2）、萜烯合酶基因3（terpene synthase 3, TPS3）、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因4（geranylgeranyl diphosphate synthase 4, GGPS4）在三组材料中表达量随胁迫时间延长均先上调再下调,且F1表达量显著高于亲本。F1自交F2代耐盐性及基因表达情况分析表明,F2代中三个基因表达仍与耐盐性呈正相关。对盐胁迫条件下总类胡萝卜素及各成分含量、生物量、光合指标、叶绿素和脯氨酸含量进行测定,发现F1耐盐能力明显优于亲本,表明 TPS2、TPS3、GGPS4 基因高水平表达与F1发挥耐盐优势、抵御逆境胁迫有一定相关性。     

植物肽生长因子PSK-a 的研究进展

 PSK-α是一种磺化五肽生长因子, 是植物细胞中发现的第一个肽类生长因子, 对高等植胞的增殖和分化具有重要的作用。近年来, 有关PSK-α的研究方兴未艾, 在基因水平、作用位点作用机制等方面取得了许多新的进展, 本文综述了这方面的研究进展。     

农杆菌侵染玉米芽尖导入psy基因的研究

以玉米自交系天塔五母、7922的芽尖为受体,用农杆菌介导法将psy基因转入玉米中.以植株的转化率为指标,研究了真空处理方式,真空处理时间及共培养时间对转化率的影响.结果表明,当在真空条件下侵染20min,共培养3天时转化率最高.用200mg/L的草胺膦溶液筛选,获得抗性植株经PCR检测有16株表现阳性,其中天塔五母有12株,7922有4株.RT-PCR及高效液相色谱(HPLC)检测结果表明psy基因已经整合进玉米基因组并能正常转录,转基因玉米中总类胡萝卜素含量比野生型玉米提高了25％.     

过表达谷胱甘肽合成酶基因增强烟草对镉的耐受性

随着工业的发展,土壤污染问题愈发严重,利用基因工程修复土壤技术备受青睐,因此,开发重金属应答中的限速酶基因,将为植物修复重金属污染的土壤提供可应用的基因资源.通过RT-PCR及末端克隆方法获得枸杞谷胱甘肽合成酶 (Lycium chinense,Glutathione synthetase,LcGS>) 基因,采用半定量RT-PCR分析了枸杞LcGS在不同时间镉(Cd)胁迫下表达量的变化,LcGS表达量随着胁迫时间的延长而增强,胁迫9h、12h和24h 后LcGS表达量维持在较高水平.同时构建了植物双元表达载体pCAMBIA2300-LcGS,通过农杆菌介导的方法将LcGS基因转入烟草,PCR证明了LcGS基因成功整合到烟草基因组中,在Cd处理条件下,转基因植株谷胱甘肽 (glutathione,GSH)、植物螯合肽(phytochelatins,PCs)和叶绿素含量比对照组明显高,即转基因植株对重金属的耐逆性比对照组更强,因此,过表达GS植物将是植物修复重金属污染的一个有效策略.     

番茄红素β-环化酶基因的玉米转化及 后代遗传分析

利用农杆菌介导法将番茄红素β-环化酶基因(Lycb)转入由玉米自交系天塔五号植株,分析基因在T0转化及后代的遗传情况,结果表明,在27株T0转基因植株中,PCR初步检测后8株呈阳性;将T1代转基因植株以株系为单位用200mg/L草铵膦抗性筛选后,收获抗性植株种子。T2代转基因植株进一步进行PCR、RT-PCR和田间草铵膦涂抹检测,结果表明,PCR、RT-PCR为阳性的6个株系植株均具有草铵膦抗性。选取6株阳性植株提取叶片总类胡萝卜素,经HPLC分析其β-胡萝卜素含量显著高于野生型,表明目的基因Lycb成功的转入玉米,并得到了稳定遗传。