AtNHX1提高烟草耐盐性的研究

[目的]探讨利用AtNHX1基因提高烟草耐盐性的效果。[方法]利用农杆菌侵染的方法对烟草的叶盘进行遗传转化,将拟南芥的液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因AtNHX1成功地转入了烟草中,对获得的28株潮霉素抗性转基因植株中的6株进行了Southern检测,并用200mmol/LNaCl对转基因植株进行盐分胁迫与耐盐性鉴定。[结果]分子检测表明,AtNHX1已经整合到烟草的基因组中,并得到了表达。在盐分胁迫下,各转基因株系具有较高的光合速率和PSⅡ活性,光合速度和Fv/Fm值均显著高于野生型对照,株系T1、T5的SOD酶活分别是野生型的1.8和2.1倍,各转基因株系GR活性也均显著高于野生型,而MDA含量则低于野生型。[结论]转At-NHX1基因的各株系的耐盐性较野生型对照有了较大程度的提高。     

农杆菌介导的转拟南芥AtCHX23基因玉米及其耐盐性

本研究通过农杆菌介导法将拟南芥耐盐基因AtCHX23导入玉米自交系郑58中,用PCR、Southern blot和RT-PCR法对转化玉米进行检测,并在150 mmol/L盐(NaCl)胁迫下对T3代转基因玉米和野生型进行耐盐性分析。结果显示:共获得26株转基因阳性植株;挑选长势较好的2个PCR阳性株系进行Southern blot鉴定,确定AtCHX23基因以单拷贝的形式成功插入到玉米基因组中,且AtCHX23基因在转基因玉米中过量表达。非盐胁迫条件下,野生型和2个转基因株系间生长状态及其可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量无显著差异;在150 mmol/L盐处理下,2个转基因株系的生长状态优于野生型,2个转基因玉米株系的可溶性糖和脯氨酸含量均高于野生型,丙二醛的含量低于野生型。综上所述:AtCHX23基因过量表达可以提高玉米苗期的耐盐性。     

拟南芥抗灰霉病相关基因BRG2的RNAi载体构建及转基因植株的筛选

为研究BRG2基因在拟南芥抗灰霉病过程中的作用及其调控机理,试验构建了含拟南芥抗灰霉病相关基因BRG2特异片段反向重复结构的RNA干扰(RNAi)载体,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥及潮霉素筛选和PCR检测,获得了3株阳性转基因植株;半定量RT-PCR检测转基因株系中BRG2的表达情况,结果发现,转基因株系中BRG2的表达产物比野生型(WT)明显降低,且转基因株系之间差异明显,表明该干扰载体转入拟南芥能特异引起植株中BRG2基因表达量下降。     

转人表皮生长因子基因红花研究

【目的】制备转人表皮生长因子(Human epidermal growth factor,hEGF)基因红花植株,为利用植物生物反应器规模化生产hEGF奠定基础。【方法】利用分子生物学方法将植物偏好的双基因hEGF克隆至表达载体pOP上,构建了重组质粒pOP-hEGF-hEGF,采用冻融法将质粒pOP-hEGF-hEGF转入根癌农杆菌EHA105中,通过农杆菌介导方法转化红花,采用PCR检测、Southern blot筛选转基因红花阳性植株。【结果】成功构建了植物特异表达载体pOP-hEGF-hEGF,通过转化红花子叶,共获得了30株转基因红花植株,其中3株鉴定为阳性,转化率为10%;对转化植株进行分子生物学检测,从DNA水平检测结果可知,hEGF基因已整合进红花基因组中。【结论】获得了转hEGF基因的红花株系。     

转Bt cry1Ah/cry1Ie双价基因抗虫玉米的研究

构建了含有人工改造的抗虫基因Bt cry1Ah、cry1Ie和耐除草剂基因2mG2-epsps的植物表达载体pMUHUESGM,利用基因枪法将表达盒片段转化玉米愈伤组织,以2mG2-epsps基因为筛选标记基因,经草甘膦异丙胺盐筛选获得24株T0代再生植株,其中PCR检测阳性植株有20株。T0和T1代植株的分子检测结果证明了外源基因已经整合到玉米基因组中并能够稳定遗传和表达,转基因株系在田间生物活性检测中表现出较好的抗虫性,这为培育抗虫玉米新品种提供了参考,同时本研究中采用了基因枪片段转化法,提高了转基因的生物安全性。     

一个耐硒基因过表达载体的构建及转基因植株的筛选鉴定

[目的]进一步验证WRKY47基因在调控硒胁迫应答中的功能,构建WRKY47过表达载体,获得相应的转基因株系。[方法]以野生型拟南芥的c DNA为模板,利用PCR扩增WRKY47基因全长,将该基因连接到p BI121载体上。将获得的重组载体转化至农杆菌菌株GV3101,通过浸化转化法将WRKY47重组质粒转化到拟南芥野生型植株中,利用转基因筛选与遗传鉴定获得WRKY47转基因阳性植株。[结果]扩增获得WRKY47基因,CDS全长1 470 bp,连接转化并获得测序正确的重组载体p BI121-WRKY47。通过抗性筛选和分子鉴定获得阳性转基因植株。[结论]成功构建过表达载体并获得相应的转基因株系,为进一步研究该基因的分子机制奠定基础。     

大豆热激蛋白基因HSP17.4的耐热功能鉴定

为研究小热激蛋白基因HSP17.4在大豆热生物胁迫耐受过程中的作用,本试验把植物过表达载体p CPB-HSP17.4和RNA干扰表达载体p CPB-HSP17.4-RNAi利用农杆菌介导法将其导入受体大豆JN18中。经PCR检测,获得T0代阳性植株13株;T1代阳性植株26株;T2代阳性植株39株。T1、T2代转基因植株Southern blotting结果显示,目标基因以单拷贝形式整合到基因组中。荧光定量PCR结果显示,HSP17.4基因在转化植株的叶、茎中均有表达。在42℃高温胁迫下,与未转化植株相比,T1、T2转过表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的813%和793%,转RNAi表达植株叶片中相对表达量分别为未转化植株的49.77%和52.81%。耐高温鉴定结果表明,转过表达HSP17.4基因提高了植株的耐高温能力。     

PtAP3不育结构转化毛白杨的研究

毛白杨是优良的绿化和用材树种,但是毛白杨雌株在蒴果成熟时有飞絮现象,给人们的生产和生活带来诸多不便。为获得不飞絮的不育毛白杨,将利用不育结构35S-PtAP3-IR-NOS对毛白杨进行转化,经PCR验证,共获得阳性转化植株12株,通过荧光定量检测转基因植株中外源基因AP3的表达量,发现不同株系间表达量一致,差异较小,相对表达量最高的株系为内参的4.96倍,最低的株系为内参的3.02倍。转基因植株中的上游基因LFY、PI的相对表达量与野生型对照相比下降明显,而下游基因SEP2、SEP3、SEP4的相对表达量与野生型对照比较没有太大变化。这些研究结果表明:转35S-PtAP3-IR-NOS不育结构的毛白杨阳性植株中AP3、LFY、PI基因的表达受到明显抑制,对毛白杨花发育将起到一定的抑制作用。本研究为利用转基因手段获得不育材料提供了依据。     

转角质细胞生长因子-2基因红花研究

【目的】构建转角质细胞生长因子-2基因(KGF2)红花,为KGF2药用蛋白的生产奠定了基础。【方法】利用融合PCR方法扩增人源KGF2基因与拟南芥油体蛋白Oleosin基因的融合基因,将融合基因克隆至表达载体pOP上,构建了重组质粒pOP-OL-KGF2,采用冻融法将质粒pOP-OL-KGF2转入根癌农杆菌EHA105中,通过农杆菌介导法转化红花,采用PCR检测筛选转基因红花阳性植株,SDS-PAGE检测Oleosin-KGF2融合蛋白的表达情况。【结果】成功构建了植物特异表达载体pOP-OL-KGF2,转染后共获得了12株转基因红花植株,其中2株鉴定为阳性,阳性率为17%,对转化植株进行DNA水平检测和蛋白水平检测,可知KGF2基因已经整合进红花基因组中,且有所表达。【结论】成功获得转KGF2基因的红花株系。     

一个耐镉基因过表达载体构建及转基因植株的筛选鉴定

[目的]进一步研究MNB1基因在植物应对镉胁迫响应中的功能,构建拟南芥中MNB1基因过量表达载体,通过筛选鉴定最终获得相应的转基因植株。[方法]以野生型拟南芥c DNA为模板,PCR扩增MNB1基因全长,将该基因连接到过量表达载体上;然后将构建成功的重组载体转化至农杆菌菌株GV3101,浸花法转化野生型植株;最后利用转基因筛选与遗传鉴定获得MNB1转基因阳性植株。[结果]MNB1基因CDS全长1 368 bp,酶切连接后转化大肠杆菌鉴定得到阳性菌落,测序结果经比对完全正确。通过抗性筛选及PCR电泳检测获得阳性转基因植株。[结论]MNB1基因过表达载体构建成功并获得相应转基因植株,为进一步研究该基因调控植物镉胁迫响应中的功能及其分子机制奠定基础。     

转甜菜碱醛脱氢酶基因玉米的田间筛选及生理分析

为了对已获得的转甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)玉米3个株系的后代进行田间耐盐性鉴定,采用稀释1倍的人工海水在温室内模拟田间盐胁迫进行处理,结果表明:在盐胁迫条件下,转BADH基因玉米成活率较对照高,转基因株系的叶片电导率极显著地低于对照,而叶绿素含量极显著地高于对照。转基因株系后代的耐盐性与对照材料相比具有明显的优势,验证了在田间盐胁迫条件下,BADH基因在转基因玉米后代中的表达,同时也为培育转BADH基因玉米纯系奠定基础。     

盐胁迫对转BADH基因水稻R1的影响

以转BADH基因水稻R1和常规对照品种为材料,采用3种不同浓度NaCl在苗期和孕穗期进行盐胁迫处理,分析了R1和对照之间的株高、BADH活性、叶片相对电导率和植物大分子渗漏值等指标,并进行PCR分子检测。结果表明,PCR阳性与阴性植株个数分离比不完全符合简单的孟德尔遗传规律;相对电导率和植物大分子渗漏值低,而BADH活性高的转基因植株耐盐性比对照增强。此结果说明转基因水稻R1耐盐性明显高于对照,目的基因正常表达,此结果对今后培育新的抗性品种奠定了基础。     

过量表达转录因子OsbZIP60对水稻抗热和抗旱能力的研究

 【目的】利用转基因技术研究转录因子OsbZIP60的生物学功能,为培育抗逆水稻、减轻高温干旱对水稻的伤害奠定基础。【方法】构建水稻OsbZIP60的过表达载体pHB-OsbZIP60,通过根癌农杆菌介导的遗传转化法将其导入水稻品种日本晴,通过观察转基因植株和野生型植株在胁迫条件下的表型差异,分析其生物学功能。采用半定量PCR和荧光定量PCR检测OsbZIP60的表达模式以及其在转基因植株中的表达水平。【结果】在转基因植株中,OsbZIP60表达量明显高于野生型日本晴植株。OsbZIP60的表达受热信号诱导,在热激条件下,转基因植株的OsbZIP60表达量进一步升高。OsbZIP60在水稻各组织中均有表达,且在成熟植株叶片中表达量最高。转基因植株与野生型相比具有更强的抗胁迫能力,并且离体部分失水率更低。【结论】水稻转录因子OsbZIP60在水稻热胁迫和干旱胁迫应答中具有重要的作用,过量表达转录因子OsbZIP60能够增强水稻的抗热和抗旱能力。     

转AtTGA4小麦田间耐低磷胁迫的功能分析

【目的】将bZIP类转录因子基因AtTGA4转化小麦创制耐低磷转基因小麦新材料,同时分析AtTGA4提高小麦抗逆性的生理机制,为小麦耐低磷胁迫分子育种奠定基础。【方法】采用最小表达框基因枪转化法将AtTGA4和筛选标记基因Bar共转化受体小麦石4056,通过PCR检测筛选出无Bar并能稳定遗传AtTGA4的转基因小麦新株系。基于试验地土壤养分含量状况施用不同水平的磷肥,形成一定程度的正常和低磷营养胁迫,对AtTGA4转基因小麦新株系进行低磷胁迫耐受性试验。在开花期进行了光系统Ⅱ原初光能转化效率（light efficiency of the light system Ⅱ,Fv/Fm）,叶绿素相对含量（soil and plant analyzer development readings,SPAD值）和气冠温差（canopy temperature depression,CTD）等生理指标的测定,在成熟期进行了株高、分蘖数、穗粒数等农艺性状的调查,并在小麦收获后进行了产量及不同组分（根、茎、叶、籽粒）磷浓度和磷吸收、残留总量的测定和统计。【结果】PCR分析结果证明,AtTGA4已在石4056小麦中稳定遗传至T₄代,共获得4个稳定转基因株系。根据土壤养分含量测定结果,在正常条件地块施加812.39 kg·hm^-2的过磷酸钙,低磷处理地块不施磷肥。产量及农艺性状统计结果显示,AtTGA4转基因株系L1和L2在正常和低磷胁迫条件下的产量相对于受体对照小麦显著增加,正常条件下产量增幅为5.3%-8.6%,低磷胁迫下产量增幅为4.4%-7.7%。在低磷胁迫条件下,过表达AtTGA4的转基因小麦种子千粒重显著比受体显著增加。开花期田间生理指标测定结果显示,转基因株系L1和L2在低磷条件下的Fv/Fm和CTD明显优于受体,而SPAD值没有明显差异。田间调查时发现,低磷条件下受体比转基因材料提早结束灌浆,表现在穗子提早变黄。成熟末期磷含量测定结果显示,转基因株系L1和L2在低磷条件下茎杆磷浓度比受体显著提高,在其他组织中则无显著差异。2个转基因株系在低磷条件下茎、叶和籽粒吸收、残留的总磷含量都要高于受体,地上部总磷含量增幅达6.38%-17.47%。转基因材料AtTGA4表达量分析结果显示,目标基因在株系L2中的表达量较株系L1中的低,是株系L1的0.69倍。【结论】在低磷胁迫条件下AtTGA4可以显著提高转基因小麦对磷元素的吸收及运输,提高转基因小麦的产量,进而提高转基因小麦对低磷胁迫的耐性。     

外源SacB基因在银腺杂种杨基因组中的表达及抗旱性分析

利用转基因技术培育抗旱杨树新品种是改善干旱地区生态环境的有效途径之一.该研究对已整合外源SacB基因的银腺杂种杨株系进行半定量RT-PCR和温室水分胁迫试验.研究结果表明,在所测定的7个转基因株系中,外源SacB基因均成功转录mRNA;转基因株系叶片中积累了SacB基因表达产物（果聚糖）;在干旱胁迫条件下,转基因株系的生长量、生物量和叶片含水量明显高于对照.相关分析表明转基因株系生长量、生物量和叶片含水量与果聚糖积累量呈极显著正相关,说明SacB基因的导入提高了转基因杨树对水分胁迫的抗性.      

水稻木葡聚糖内糖基转移酶基因OsXTH11过表达的作用分析

【目的】利用转基因技术对水稻XTH（OsXTH11）进行分析,了解其在水稻生长发育调节和逆境应答中的作用。【方法】构建OsXTH11过表达载体,利用农杆菌介导法将其导入水稻品种日本晴,通过对转基因植株进行表型分析和分子检测验证OsXTH11功能。【结果】Real-time PCR分析结果表明,转基因植株中OsXTH11表达水平明显提高。对T1转基因幼苗的表型分析显示,在正常生长条件下,转基因幼苗生长速度快于野生型;对赤霉素（GA）和生长素（IAA）的响应程度强于野生型;在黑暗和深水条件下,茎伸长速度均显著快于野生型;对100 mmol•L-1 NaCl的耐受能力也优于野生型植株。【结论】过量表达水稻木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因OsXTH11的转基因植株表型显示,OsXTH11在水稻生长发育和抗盐胁迫中发挥作用。     

枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因转化小麦的研究

 【目的】尝试将枯草杆菌果聚糖蔗糖酶基因（SacB）导入小麦品种（系）02-371、02-207、郑麦9023和东农7742以提高其耐旱性。【方法】利用农杆菌介导法转化小麦幼胚愈伤组织，将SacB基因导入4个小麦品种，并对转化植株进行PCR和Southern杂交检测。【结果】SacB基因已整合到受体小麦的基因组中。转基因植株整合目的基因的拷贝数多为1～2个。4个受体小麦品种（系）02-371、02-207、郑麦9023和东农7742的转化频率分别为0.88%、1.48%、1.04%和1.23%。RT-PCR检测结果表明，SacB基因在部分转基因植株中得到表达，并使转基因小麦植株的耐干旱胁迫能力明显提高。【结论】向小麦中导入枯草杆菌SacB基因可增强其耐旱性。     

百合转P5CS-F129A基因的遗传稳定性和耐旱性检测

目的百合是世界上主要的商品花卉之一,具有很高的观赏价值和经济价值,然而目前的主栽东方百合品种耐旱和耐盐碱性较差,对其进行改良是提高百合价值的关键因素。方法对已获得的含抗逆相关基因P5CS-F129A的东方百合‘索邦’单拷贝转化株系L89和双拷贝株系L31进行了4年的组培继代培养和1年的温室栽培,检测了目的基因的稳定性和干旱胁迫处理下的表型和生理指标的变化。经Southern印迹杂交和cDNA检测显示目的基因能够稳定遗传。结果干旱胁迫处理结果表明:两个转基因株系叶片脯氨酸含量均高于普通‘索邦’,其中株系L31的脯氨酸水平最高;虽然干旱胁迫下两个转基因株系和普通‘索邦’叶片相对电导率均有所升高,但转基因株系叶片的相对电导率低于普通‘索邦’,重新灌水后,转基因株系恢复正常水平,普通‘索邦’未恢复;在表型性状等方面,经过胁迫并复水的株系L89和L31总体长势良好,两株系之间长势无显著差异,而普通‘索邦’叶片黄化严重,生长受阻。结论转P5CS-F129A基因植株具有更强的耐旱性和遗传稳定性,对抗逆性百合新品种的培育具有重要意义。      

转TaCRT基因拟南芥植株表型分析及抗性鉴定

为了进一步揭示小麦钙网蛋白基因TaCRT是否参与植物对环境胁迫响应,通过根癌农杆菌GV3101介导法将该基因cDNA克隆转入拟南芥,使其异源过量表达,分析转基因拟南芥纯系和野生型植株在表型上的差异,并对转基因株系的抗盐性进行鉴定。结果表明,过表达TaCRT基因的拟南芥纯系植株在正常培养条件下,植株生长相对旺盛,根系较短,分化的不定根数目较多,而在盐胁迫条件下,与野生型相比,转基因株系的耐盐性较强。     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。