转Mz_2NHX_1基因拟南芥对盐胁迫的生理响应

为了探讨珠美海棠Na~+/H~+逆向转运蛋白基因Mz_2NHX_1在植物耐盐中的作用,以野生型拟南芥和转Mz_2NHX_1基因拟南芥为材料,研究不同盐浓度对转基因和野生型拟南芥种子萌发、植株耐盐性相关生理指标的影响。结果表明:在不同盐胁迫下,转基因拟南芥种子发芽率明显高于野生型。随着盐浓度的增加,野生型和转基因植株的电导率呈上升趋势;SOD活性呈先上升后下降趋势;POD活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量在野生型植株中呈先上升后下降趋势,在转基因植株中呈不断升高的趋势。盐胁迫下,转基因植株的各项生理指标均优于野生型,表明Mz_2NHX_1基因的过量表达,提高了转基因拟南芥的耐盐性。     

深海嗜热菌超氧化物歧化酶基因耐盐性研究

为探究深海嗜热菌(Thermophile thermus)中铁离子超氧化物歧化酶Fe-SOD基因(Tt SOD)与植物耐盐性的关系,对该基因的全长序列进行了分析,构建了Tt SOD基因过量表达载体,并将该过量表达载体成功转化烟草中,获得转基因植株。结果表明,该基因全长615 bp,是典型的Fe-SOD。转Tt SOD基因烟草中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,而丙二醛(MDA)含量显著降低;转基因烟草的种子萌发率、叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高。本研究的结果表明植物过表达Tt SOD基因,提高了转基因烟草耐盐能力,为选育作物耐盐性新品种提供技术参考。     

转P5CS基因马铃薯“东农303”耐盐、抗旱性研究

利用拟南芥Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(P5CS)进行了马铃薯品种"东农303"的遗传转化,在盐和干旱胁迫下研究转基因植株的耐盐性和抗旱性。经PCR扩增,证实P5CS基因已整合到马铃薯基因组中。用150 mmol/L Na Cl溶液和干旱(基质含水量为20%~25%)胁迫处理20 d,发现转基因植株叶片的脯氨酸含量显著增加,SOD活性明显上升,而丙二醛积累量则缓慢,从而说明该品种更适合生长在干旱和盐胁迫条件下。     

转AhDREB1基因花生T_2代植株耐盐性分析

DREB1(dehydration responsive element binding protein)是植物中特有的一类转录因子,在调控与逆境诱导相关基因的表达、参与植物对盐胁迫的响应及适应过程中具有重要作用。本研究以转Ah DREB1基因T2代花生植株及其受体品种丰花2号(对照)为材料,苗期用1%NaCl进行盐胁迫处理,分析胁迫前后植株表型和基因表达变化,并对SOD、POD活性和MDA、可溶性蛋白含量等生理指标进行测定。结果表明:盐胁迫下,转基因植株叶片保绿程度及根系生长状况明显好于对照。转基因植株DREB1基因表达量升高、响应盐胁迫速度比对照快。转基因植株参与盐胁迫响应的SOD、POD活性和可溶性蛋白含量高于对照,MDA含量低于对照,说明Ah DREB1基因过量表达能有效提高花生的耐盐性。筛选出耐盐性较好的转基因单株4个,分别是D254、D380、D385、D448。     

转mangrin基因水稻的耐盐性研究

以转mangrin基因水稻的阳性植株(11#,59#,86#)和阴性植株为材料,在0,100,150,200 mmol/L的NaCl溶液中经盐胁迫7 d后,测定叶片相对含水量、质膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量4项耐盐指标。结果表明:盐胁迫下,转基因植株的叶片相对含水量、脯氨酸含量、SOD活性明显高于阴性植株,叶片电导率则低于阴性植株。对转基因植株和阴性植株的耐盐性综合评定结果是11#59#86#阴性植株。     

小麦耐盐相关基因TaRSTR的克隆与功能分析

高盐是限制植物生长和发育的重要非生物胁迫因子。以耐盐小麦RH8706-49根部基因表达谱芯片结果为基础,利用电子克隆和RT-PCR方法克隆了一个盐胁迫时上调表达的基因,命名为TaRSTR(登录号:EU263918)。荧光定量PCR分析证实该基因受盐胁迫诱导表达,亚细胞定位结果显示TaRSTR蛋白定位在细胞核里。TaRSTR过表达提高了转基因拟南芥在盐胁迫下的种子萌发率及成年植株的耐受性。TaRSTR基因过表达可显著提高已知耐盐相关基因At FRY1、At P5CS1和AtRD29B的表达量,推测TaRSTR基因通过这些标记基因提高了转基因拟南芥的耐盐性。上述结果表明TaRSTR基因过表达能提高植株的耐盐性,是植物耐盐的正调节子。     

拟南芥P5CS1基因转化羽衣甘蓝增强耐盐性分析

【目的】分析转拟南芥△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1)基因羽衣甘蓝的耐盐性,为获得较强的耐盐性羽衣甘蓝品种及其抗逆育种提供理论依据。【方法】将拟南芥P5CS1基因(AtP5CS1)经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植物中,在盐胁迫下,分别检测转基因植株与野生型植株的AtP5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、株系根系性状、整株干质量和鲜质量、叶片相对水含量、叶片电导率和整株存活率。【结果】在150 mmol/L NaCl胁迫下,转基因植株的P5CS1基因mRNA可正常表达,与对照相比,转基因株系Y1、Y2的主根和最长侧根长度较长,侧根数目较多,整株干质量和鲜质量较重;而且相对水含量显著高于对照植株(P0.05,下同),脯氨酸含量及存活率均极显著高于对照植株(P0.01),叶片相对电导率显著低于对照植株。【结论】转AtP5CS1基因植株的耐盐表型优于对照,即AtP5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的耐盐性。     

过量表达甜菜BvNHX1基因提高拟南芥的耐盐性

Na+/H+逆向转运蛋白调节细胞内的离子平衡,在植物耐盐性起重要的作用。为了研究甜菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白BvNHX1基因在植物耐盐中的作用,构建了植物表达载体pROKⅡ-BvNHX1转化拟南芥.在含有卡纳霉素的培养基上筛选转化子,并利用Southern和Northern杂交技术检测,进一步证实BvNHX1基因已整合到拟南芥基因组并能正常转录。选取纯合转基因株系进行耐盐性分析实验表明,过量表达BvN-HX1基因的拟南芥在种子萌发和苗期都提高了植株耐盐性,盐处理下转基因植株的鲜重、干重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。结果表明过量表达BvNHX1基因提高了转基因拟南芥的耐盐能力。     

超表达OsSsr1基因增强烟草耐盐性

本研究从水稻品种R109中克隆了OsSsr1基因（GenBank Accession No.NM₀01065574）,并用土壤根癌杆菌介导的方法,把OsSsr1基因转入本氏烟（Nicotiana benthamiana）中,提高了转基因植株的耐盐性。生理指标测定结果表明:在盐胁迫下,转基因和野生型植株中的丙二醛（MDA）、脯氨酸的含量以及过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性都呈上升趋势,但转基因烟草中MDA含量升高速率明显低于野生型,而脯氨酸的含量以及POD、SOD活性的升高速率明显高于野生型烟草。因此,OsSsr1转基因烟草耐盐性的增强,可能是脯氨酸含量和活性氧清除能力的提高引起的。     

过表达IrrE基因提高油菜的抗盐胁迫能力

以过表达Irr E基因油菜T3代植株和非转基因油菜植株为试验材料,研究不同浓度Na Cl胁迫下过表达Irr E对油菜植株抗盐胁迫能力的影响,检测不同浓度Na Cl胁迫下非转基因和过表达Irr E基因油菜植株叶片中的抗氧化酶活性如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)的活性以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)、脯氨酸、可溶性糖含量和相对电导率(REC)。结果显示,随着Na Cl浓度的增加,非转基因和过表达Irr E基因油菜植株各自的抗氧化酶活性均呈现先增强后减弱的趋势,而MDA含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量和相对电导率都随着Na Cl浓度的增加而逐渐增加;但与非转基因相比,在高浓度Na Cl胁迫下过表达Irr E基因油菜植株具有较高的抗氧化酶活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量以及较低的MDA含量和相对电导率,表明在高盐胁迫下过表达Irr E能够显著地提高转基因油菜植株的抗盐胁迫能力。     

GhCDPK4基因的克隆和功能分析

为了研究棉花中GhCDPK4基因在响应非生物胁迫中所起的作用,通过PCR的方法克隆GhCDPK4基因,利用基因重组技术,构建植物过表达载体,采用农杆菌介导的叶盘法转化模式植物烟草,分析干旱和盐胁迫处理对转基因烟草表型和生理生化指标的影响。本研究成功克隆了属于棉花CDPK家族的基因GhCDPK4,构建了植物过表达载体pCAMBIA2300-GhCDPK4。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测发现转基因烟草中GhCDPK4基因高水平表达,并且转基因烟草相比于野生型烟草表现出较强的耐旱和耐盐性,其中SOD、POD和CAT活性显著升高,而相对电导率和MDA含量降低。研究结果表明GhCDPK4基因可正向参与应答干旱和盐胁迫。     

Overexpression of IbMIPS1 gene enhances salt tolerance in transgenic sweetpotato

Myo-inositol-1-phosphate synthase(MIPS) is a key rate limiting enzyme in the de novo biosynthesis of myo-inositol in plants.In the present study,the IbMIPS1 gene was introduced into sweetpotato cultivar Xushu 18 and the transgenic plants exhibited significantly enhanced salt tolerance compared with the wild-type(WT).Overexpression of IbMIPSI up-regulated the salt stress responsive genes,including myo-inositol monophosphatase(MIPP),pyrroline-5-carboxylate synthase(P5CS),pyrroline-5-carboxylate reductase(P5CR),psbA,phosphoribulokinase(PRK),and superoxide dismutase(SOD) genes,under salt stress.Inositol and proline content,SOD and photosynthesis activities were significantly increased,whereas malonaldehyde(MDA) and H_2O_2 contents were significantly decreased in the transgenic plants.These findings suggest that the IbMIPS1 gene may enhance salt tolerance of sweetpotato by regulating the expression of salt stress responsive genes,increasing the content of inositol and proline and enhancing the activity of photosynthesis.     

Overexpression of GmBIN2, a soybean glycogen synthase kinase 3 gene,enhances tolerance to salt and drought in transgenic Arabidopsis and soybean hairy roots

Glycogen synthase kinase 3 (GSK3) is a kind of serine/threonine kinase widely found in eukaryotes. Many plant GSK3 kinases play important roles in regulating stress responses. This study investigated BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2 (GmBIN2) gene, a member of the GSK3 protein kinase family in soybean and an orthologue of Arabidopsis BIN2/AtSK21. GmBIN2 expression was increased by salt and drought stresses, but was not significantly affected by the ABA treatment. To examine the function of GmBIN2, transgenic Arabidopsis and transgenic soybean hairy roots were generated. Overexpression of GmBIN2 in Arabidopsis resulted in increased germination rate and root length compared with wild-type plants under salt and mannitol treatments. Overexpression of GmBIN2 increased cellular Ca²⁺ content and reduced Na+ content, enhancing salt tolerance in transgenic Arabidopsis plants. In the soybean hairy root assay, overexpression of GmBIN2 in transgenic roots also showed significantly higher relative root growth rate than the control when subjected to salt and mannitol treatments. Measurement of physiological indicators, including proline content, superoxide dismutase (SOD) activity, and relative electrical conductivity, supported this conclusion. Furthermore, we also found that GmBIN2 could up-regulate the expression of some stress-related genes in transgenic Arabidopsis and soybean hairy roots. Overall, these results indicated that GmBIN2 improved tolerance to salt and drought in transgenic Arabidopsis and soybean hairy roots.     

Research on Tobacco Transformation of Vacuolar H＋-ATPase Subunit c Gene from Iris lacteal

Vacuolar ATPase is the key enzyme in the aspect of plant stress, which contains 13 subunits. In this study, VHA-c which was cloned from the salt-tolerant plants Iris lacteal was transformed into tobacc...     

异源表达玉米ZmWRKY114基因增强拟南芥对盐胁迫的敏感性

WRKY转录因子参与调控植物对各种非生物胁迫的应答反应。从玉米中分离得到一个响应高盐胁迫的WRKY基因,将其命名为ZmWRKY114。亚细胞定位实验表明ZmWRKY114定位于细胞核内且和ZmCaM2可以发生相互作用。为进一步研究ZmWRKY114基因的生物学功能,将ZmWRKY114基因构建到植物表达载体pCAMBIA1301上,并采用农杆菌转化法转化拟南芥,扩繁后对T3代转基因拟南芥进行了耐盐性试验。结果表明,转基因株系的绿苗率在高盐胁迫条件下显著低于野生型拟南芥,并且高盐胁迫对转基因拟南芥的主根抑制程度更大。同时,ZmWRKY114在拟南芥中的异源过表达还可以导致丙二醛的积累和相对电解质渗透率的增加,从而使转基因植物对盐胁迫的耐受性显著降低。上述结果表明ZmWRKY 114基因可能是盐胁迫反应的负调控因子。     

转抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）菊苣抗旱相关生理特性

在获得转抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)菊苣株系的基础上,对3个转基因株系的抗旱相关生理特性进行分析。结果表明：正常供水条件下,转基因株系与非转基因植株各项生理指标差异不显著;干旱条件下, 3个转基因株系菊苣叶片APX质量摩尔浓度均显著高于非转基因对照。3个转基因株系中有2个株系丙二醛（MDA）质量摩尔浓度低于非转基因对照,表明APX基因可显著提高菊苣APX活性,降低氧自由基浓度,减轻对细胞的伤害。3个转基因株系叶片相对含水量、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数、单株幼苗的根系生长量,均高于非转基因对照。可见,转APX基因菊苣具有较强的抗旱能力,从而验证APX基因的抗旱功能,为转基因材料应用于菊苣的抗旱育种提供依据。     

过表达玉米ZmSC1基因增强转基因拟南芥的耐盐性

旨在从玉米中克隆耐盐相关基因ZmSC1,分析其分子特征并在拟南芥中研究其耐盐性的生物学功能。以玉米B73为试验材料,克隆ZmSC1全长序列,与其他物种进行同源性比对,解析其盐诱导表达模式和亚细胞定位情况,将ZmSC1转入到拟南芥突变体atsc和野生型中,观察在盐处理下种子萌发率和主根根长情况,利用荧光定量PCR分析相关逆境（140 mmol·L^-1胁迫）基因的表达量。结果表明,ZmSC1基因全长为423 bp,编码141个氨基酸,ZmSC1和小麦、拟南芥中已知的TaSC1、AtSC1具有较高保守性。烟草细胞瞬时表达、玉米原生质体亚细胞定位研究表明ZmSC1定位于细胞膜中。生物学功能研究发现在140 mmol·L^-1的NaCl的盐处理下,相比较于拟南芥突变体,回补植株拟南芥的种子萌发率和主根根长得到了明显改善,这说明ZmSC1基因可以回补拟南芥同源基因AtSC1突变体植株在盐胁迫下的表型。ZmSC1基因过表达拟南芥植株的种子萌发率和主根根长也显著高于野生型植株。荧光定量PCR结果显示相较于野生型,在过表达植株中AtRD29A、AtSOS2、AtSOS3、AtCDPK1等胁迫相关基因的表达量也明显增强。研究结果表明TaSC1、AtSC1的同源基因ZmSC1对提高拟南芥的耐盐性具有重要作用。     

蚕豆幼苗对NaCl和NaHCO3胁迫的生理响应

采用不同浓度的NaCl和NaHCO3处理蚕豆幼苗,处理7 d后分别测定蚕豆幼苗鲜重、蚕豆叶片MDA和脯氨酸含量、蚕豆叶片抗氧化酶活性。结果显示,随NaCl和NaHCO3胁迫浓度的增加,蚕豆幼苗鲜重先显著增加后显著下降(P<0.05);叶中MDA和脯氨酸含量显著上升(P<0.05),NaCl低于NaHCO3的上升幅度;超氧化物歧化酶(SOD)活性先显著增加(P<0.05)然后下降;过氧化物酶(POD)活性在NaCl胁迫下显著升高(P<0.05),NaHCO3胁迫下先升高后显著降低(P<0.05);过氧化氢酶(CAT)活性显著增加(P<0.05)。蚕豆具有一定程度的抗盐碱性,碱胁迫大于同浓度盐胁迫的伤害。     

盐胁迫对转SacB、BADH基因的美丽胡枝子部分逆境生理指标的影响

为了探讨盐胁迫下外源基因对植物渗透调节的影响,以同时培育的转入果聚糖蔗糖转移酶（SacB）基因、转甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因及未转基因的美丽胡枝子盆栽苗为材料,研究不同浓度(0、0.5%、1.0%、2.0%)NaCl处理对3种试验材料的耐盐性及盐胁迫下的脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物歧化酶活性的影响。结果表明:在未进行盐胁迫时,3种试材的这几项指标含量没有明显差异,但随着盐胁迫强度的增加,两种转基因的美丽胡枝子在积累脯氨酸、可溶性糖能力方面明显强于非转基因植株,转入BADH基因的美丽胡枝子在积累甜菜碱上要强于非转基因植株及转入SacB基因的植株;尽管在盐胁迫强度增大的情况下,3种植株的过氧化物歧化酶活性增强了,但两种转基因植株的过氧化物歧化酶活性并没有明显大于非转基因植株;两种转基因植株可明显抑制丙二醛在植物体内的快速积累。