水通道蛋白基因OsPIP2;6的功能分析

【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异,探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体,通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中,经遗传转化,阳性鉴定,得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示,OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下,转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下,转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6的转基因植株表型显示,OsPIP2;6在水稻的抗旱、抗水淹和抗盐中发挥作用。     

转Bt基因水稻与非转基因水稻在虫压下的适合度差异(英文)

以转Bt抗虫水稻Bt63、R1、R2和非转基因常规水稻Ⅱ优838为试材,采用高、低两个不同虫害胁迫水平和转基因与非转基因水稻相间种植方式,通过观察水稻植株营养生长、结实以及对螟虫危害的抗性表现等差异,研究比较Bt外源基因插入后对水稻植株适合度的影响,以解转基因水稻的基因扩散效率和潜在生态风险。结果表明:在低虫害胁迫条件下,转Bt基因水稻在植株分蘖数、生物量鲜重等营养生长指标方面与非转基因对照品系间无明显差异,但株高、穗长、穗重等指标不及对照,且R2和Bt63与对照间差异显著;在高虫害胁迫条件下,3个转Bt基因水稻品系的分蘖数、穗长、穗重等指标明显高于对照。而不同转基因品系株高适合度效应不同,这可能与受体品系本身的特性相关。3种转基因水稻的单株结实粒数、千粒重与对照在两种虫害胁迫条件下均无显著性差异,Bt基因对受体植株的结实影响不明显。在高虫害胁迫条件下,3种转Bt基因水稻的抗虫能力均显著优于非转基因水稻,表明Bt基因对受体植株的抗虫性影响显著。本研究结果还表明转Bt基因水稻的适合度代价较小,预示了抗虫转基因水稻外源Bt基因在一定环境条件下具有逃逸的可能,但这种风险比较小。     

转IPT基因水稻的抗旱性研究

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点。采用农杆菌介导法将IPT基因导入籼稻IR64,并获得了254株再生植株,并对其进行PCR检测和Southern杂交分析,确定目的基因已整合到水稻中。选择两个单拷贝的转基因株系和一个野生型株系在开花期对其进行干旱胁迫,在同等水平干旱胁迫条件下,IPT转基因植株的细胞分裂素含量和叶绿素含量明显高于野生型,叶片温度稍微低于野生型,且转基因植株茎叶衰老延缓,这些结果表明IPT基因在抗旱育种及机理研究方面有积极的研究意义。     

水稻转录因子Os1137的克隆及其耐盐性分析

通过PCR方法从水稻cDNA中克隆得到转录因子Os1137的编码基因,构建由ubi启动子驱动的该基因的植物表达载体p3300-Os1137,并用农杆菌介导法将其导入烟草,研究不同盐浓度下转基因烟草的生理指标,分析其抗盐性。结果表明,将该基因导入烟草植株中能够显著抑制NaCl胁迫下植物体内MDA含量的增加,并能够提高植物体内的脯氨酸含量。该基因能够提高转基因烟草植株的抗盐性。     

低温胁迫下转ipt基因水稻某些生理特性研究

测定了特异戊烯基转移酶（ipt）基因水稻EY105的株系T7、T19及对照在低温胁迫下幼苗叶片叶绿素含量、脯氨酸含量及膜保护酶活性。结果表明，常温下，转基因植株除叶片脯氨酸含量比对照低外，所测定的其他生理生化指标没有显著差异；经低温胁迫后，对照植株叶片叶绿素含量降低35．2％，转基因水稻植株基本保持不变，2个转ipt基因的水稻株系脯氨酸含量分别增加60．89％及73．46％，对照植株仅增加11．0％；低温胁迫后对照植株的POD及SOD活性分别下降27．0％及8．3％，MDA增加82．6％，而转基因水稻植株未发生变化。     

一个水稻抗逆候选基因OsHMGB3的鉴定与评价

OsHMGB3是一个位于水稻抗旱QTL区段内的抗旱相关候选基因,预测编码一个具有HMGB-UBF-HMG-box结构域的蛋白。Real-time PCR分析表明:OsHMGB3基因在多个组织器官中表达,且能够受到PEG、NaCl、低温、高温等逆境及ABA的诱导表达。对超表达OsHMGB3的转基因水稻进行了苗期甘露醇胁迫处理,转基因植株的鲜重和株高均极显著优于野生型植株,超表达OsHMGB3可提高水稻苗期抵抗渗透胁迫的能力。该基因对逆境的响应及转基因植株对渗透胁迫的抗性均暗示该基因与水稻抗逆性有密切的关系。     

转拟南芥P5CS1基因羽衣甘蓝的抗寒性

为提高羽衣甘蓝的抗寒性,本试验将拟南芥△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1)基因经农杆菌介导转入羽衣甘蓝植株中,检测转基因株系在4℃低温胁迫下P5CS1 mRNA表达量、幼苗脯氨酸含量、可溶性糖含量、相对电导率、叶绿素荧光参数(Fv/Fm)和植株存活率。结果显示,在4℃低温胁迫下,转基因植株的P5CS1基因的mRNA过量表达,脯氨酸含量、可溶性糖含量、Fv/Fm和植株存活率均显著高于野生型对照(P0.05),但丙二醛含量和相对电导率均显著低于野生型对照(P0.05)。表明拟南芥P5CS1基因在羽衣甘蓝中的表达明显改善了转基因植株的抗寒性。     

耐盐碱基因OsMYB56转化水稻的研究

MYB转录因子参与植物对外界逆境胁迫反应的调控,为提高水稻的耐盐性,本研究对水稻OsMYB56基因进行了生物信息学分析,利用RT-PCR技术克隆了水稻耐盐碱基因OsMYB56,构建了植物表达载体pCAMBIA3300-Os MYB56,并通过农杆菌介导法将OsMYB56基因导入水稻中,以进一步研究其功能。对转化植株进行PCR、RT-PCR、Southern杂交及Bar蛋白试纸条检测,证明OsMYB56基因已整合到水稻基因组中。本研究所获得的转基因水稻材料对水稻耐盐碱育种具有重要的意义。     

酵母HAL1基因转化水稻及其耐碱性研究

利用农杆菌介导的遗传转化法,将从啤酒酵母中克隆出能调节细胞K+/Na+的基因HAL1导入吉林省主栽粳稻品种吉粳88和吉粳83中,经PCR、Southern杂交检测,获得246株转基因阳性植株。转基因水稻在p H值为11.0的Na OH和Na2CO3碱性胁迫下,吉粳83的转基因植株耐盐碱性为1级的有7株,3级的有29株;吉粳88的转基因植株耐盐碱性为1级的有6株,3级的有8株。     

OsiWRKY基因的水稻转化和转基因水稻抗病性分析

为了研究水稻WRKY类基因的功能,对OsiWRKY基因进行了水稻转化.转基因植株的分子检测结果表明,OsiWRKY基因已整合到水稻基因组中并得到超量表达.进一步抗病性测定表明,转基因植株表现出对稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)和白叶枯菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)的广谱抗性.这些结果说明OsiWRKY基因可能作为一种正调控因子参与水稻的抗病反应.     

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。      

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。     

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。     

转LpP5CS和LpP5CSF128A基因烟草耐盐及抗旱性分析

利用农杆菌介导法,将多年生黑麦草Δ′-吡咯琳-5-羧酸合成酶基因LpP5CS和该酶第128位苯丙氨酸变异为丙氨酸的突变基因LpP5CSF128A转入烟草,获得转基因表达植株。在NaCl和自然干旱处理下,对多年生黑麦草的野生型基因LpP5CS和突变基因LpP5CSF128A的抗逆生理功能进行初步研究,通过测定脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和T1代烟草幼苗耐盐性鉴定,进一步证实LpP5CS和LpP5CSF128A过表达的转基因烟草植株,其耐盐性和抗旱性得到了明显改善,转LpP5CSF128A植株的胁迫耐性要强于转LpP5CS植株。     

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。     

OsRhoGDI2过表达转基因水稻的筛选鉴定及外源基因拷贝数的初步分析

水稻Rho GDP解离抑制基因OsRhoGDI2是从幼穗中分离出的功能未知基因。为鉴定该基因的功能,笔者所在实验室前期构建了植物过表达载体pCAMBIA1302-OsRhoGDI2-GFP,并对水稻进行了遗传转化。对OsRhoGDI2过表达转基因水稻T_2代进行筛选和鉴定,采用PCR技术鉴定转基因植株,采用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR检测OsRhoGDI2在转基因水稻中的表达水平,结果显示,其中6个株系为过表达转基因植株,OsRhoGDI2表达水平上调1.69～13.35倍。为检测外源基因在转基因水稻中的拷贝数,分别以蔗糖磷酸合成酶基因SPS和潮霉素抗性基因HYG为内参基因和标记基因,采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术结合内参基因和标记基因的标准曲线进行分析,结果显示在所检测的6个转基因株系中,外源基因的拷贝数均为1,提示已经获得稳定遗传的OsRhoGDI2过表达转基因水稻,为后续OsRhoGDI2基因的功能研究奠定基础。     

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。     

转柽柳冷适应蛋白基因水稻的获得及抗冷性分析

利用农杆菌介导法将柽柳ThCAP基因导入到粳稻基因组中,对T_0、T_1代潮霉素抗性植株进行PCR、qRT-PCR及Western Blot检测分析表明,ThCAP基因已整合到粳稻基因组中,并能转录和翻译出相应的产物。在4℃低温处理条件下,比较了转基因植株的脯氨酸含量、相对电导率和丙二醛(MDA)含量等指标。结果表明:4℃低温处理7 d后,转基因植株T_2 L-6脯氨酸含量最高,是野生型对照的175.44%;相对电导率和丙二醛(MDA)含量均显著低于对照。ThCAP基因的转入提高了转基因水稻的抗冷性。     

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。     

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。