RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用

RNA沉默是指导入或细胞内转录合成的双链RNA会特异性地降解具有同源序列的mRNA,从而导致内源的、外源的和病毒基因的沉默,它是真核生物特有的一种阻止转座子转座和抵御外源DNA入侵的防御机制。利用RNA沉默技术,人们正对大量基因进行功能研究,并在作物性状改良方面取得了一些可喜成果。     

RNA干涉水稻端粒酶再生植株的初步研究

依据水稻端粒酶基因的相关生物学信息,构建了含有水稻端粒酶序列RNA干扰结构的植物表达载体pC am 23A-1-2,并利用农杆菌介导法将目的基因导入到粳稻品种日本晴中,获得了78个独立转化子,共165棵转基因植株。通过PCR和Southern杂交分析,证明RNA干扰结构已整合进水稻基因组中;应用染色体末端限制性片段分析法,显示在转基因水稻中端粒DNA序列长度有逐代缩短的趋势,初步证明这些转基因水稻中端粒酶亚基已失活,但是T0和T1代转基因水稻植株的主要农艺性状没有发生明显变化。     

用RNA干涉对几个水稻WD结构域基因的功能研究

为研究水稻中WD结构域基因的功能,构建了8个WD结构域基因的RNA干涉转化载体并转化水稻品种.其中6个基因获得了转化体,3个基因(代号为E10,G04,和G05)的转化体出现表型变异.E10和G04的转化植株表现为花柱数目增加,E10转化植株的花柱基部还长出1条半透明物体;G05的转化植株表现为花粉不育.对转化植株的靶基因进行RT-PCR检测表明,大部分转化植株的内源基因表达量降低或没有表达.这些结果表明,这些WD结构域基因的功能与生殖发育有关.     

RNA干扰技术及其在水稻基因功能研究中的应用

 随着水稻全基因组测序的完成,探究水稻中许多未知基因的功能成了当前的研究重点之一。RNA干扰技术(RNAi)作为新发展起来的基因功能研究方法正在被广泛采用。以农杆菌介导转化水稻技术也逐渐成熟。简要综述了RNAi作用机制及其在水稻基因功能研究中的应用的最新进展。     

RNA干涉原理及其应用

RNA干涉是指外源dsRNA引发生物体内的基因的同源序列降解，从而表现出的基因转录后的沉默现象，它与植物中的共抑制和真菌中的基因压制可能具有相同的作用机制。在这一过程中，需要eIF2c类似蛋白因子、RNA螺旋酶、RNA依赖性RNA多聚酶、核糖核酸酶、ATP和转膜蛋白参与。RNA干涉可以用于功能基因组学研究，也可用于克服转基因生物的基因沉默现象，使外源基因在遗传改良生物中能更好地表达，还用于基因治疗，抑制有害基因的表达等。     

T-DNA标签技术及其在水稻基因克隆中的应用

T-DNA标签技术是一种高通量的分离和克隆植物功能基因的方法。本文介绍了T-DNA标签方法的基本原理和操作步骤,概述了该法的优缺点和在水稻基因克隆研究中的应用。     

RNA干涉作用机制及应用前景展望

从RNA干涉(RNA interference,RNAi)的起始阶段、效应阶段、扩增阶段3个方面对其机制原理作了阐述,并对其应用前景进行了展望,同时提出了存在的问题。     

反义RNA在水稻遗传育种研究中的应用

反义RNA是指与靶RNA具有互补序列的RNA分子,通过与靶RNA进行碱基配对结合的方式参与基因的表达调控。对水稻反义RNA及其在水稻育种研究应用中取得的一些新进展进行了综述。     

基因功能研究策略在病原真菌中的应用

昆虫病原真菌是病原真菌中一个大的类群,寄主达5目24科200余种昆虫.以昆虫病原真菌为主的杀虫剂在害虫的生物防治中起着重要的作用,其致病机制一直被人们广泛的研究.随着后基因组时代的到来,大规模基因的功能研究正成为热点,为进一步阐明病原真菌致病机理奠定了基础,因此,基因功能的分析方法也日趋成熟和多样化.对RNA干涉、基因敲除、生物信息学等基因功能分析策略的特异性和优缺点及其在病原真菌中的应用进行了综述.     

水稻中SUSIBA2相似基因RNA干扰体系的建立

大麦糖信号转录因子SUSIBA2是WRKY超基因家族的一员,通过识别某些淀粉合成酶基因启动子区的糖应答元件调控胚乳中淀粉的积累.本研究根据SUSIBA2序列,从水稻基因组中搜索到1个与SUSIBA2相似的基因,称为SUSIRI.利用PCR方法,从水稻基因组DNA中克隆出该基因第3外显子455 bp的片段,它包含1个WRKY保守结构域.以此作为干扰序列,构建了干扰载体.通过农杆菌介导法将其转化水稻,获得了16株T0代阳性植株.     

拟南芥T-DNA插入突变体scc8-D的蛋白质组学研究

采用双向凝胶电泳对拟南芥T-DNA插入突变体scc8-D和对照材料cry1cry2的植株总蛋白进行了分离,通过考染显色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱.然后选取30个差异蛋白质点用MALDI-TOF-TOF-MS进行肽质谱指纹图分析,有22个蛋白质点得到了可靠鉴定.其中在scc8-D突变体中有3个蛋白上调,16个蛋白下调,有3个蛋白仅在cry1cry2中表达.分析发现,这些差异蛋白可能参与了碳水化合物代谢、光合作用、光呼吸、胁迫响应、蛋白质合成和氧化还原平衡等过程.这些蛋白中光合蛋白占32%,说明这些与矮化相关的调节性蛋白和功能性蛋白丰度的表达受到光的调控,从而抑制了植物下胚轴的伸长.     

拟南芥突变体构建方法及目的基因分离鉴定技术

模式植物拟南芥具有较好的遗传可塑性,很容易进行人工诱变,产生大量突变体。介绍了几种常见的拟南芥突变体筛选方法及基因分析方法。     

农杆菌介导的玉米弯孢叶斑病菌遗传转化

采用农杆菌介导的遗传转化法对玉米强致病性弯孢菌CX-3进行转化,得到具潮霉素B抗性且能稳定遗传的转化子30个。随机选取11个突变子进行PCR鉴定,结果表明外源T-DNA片段已经整合到CX-3的基因组中。通过形态学观察发现6个转化子在颜色、生长速度及产孢量方面有明显变化。     

根癌农杆菌介导的香蕉炭疽菌转化

利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的转化方法,以香蕉炭疽菌(Colletotrichum musae)的分生孢子为受体,pTHPR1为双元载体,成功实现了植物病原真菌香蕉炭疽菌的遗传转化.在诱导培养基pH 5.6、乙酰丁香酮200 μg/mL、共培养时间24 h等适宜条件下,最高转化率可达260个转化子/106个孢子.对转化子的PCR检测表明,T-DNA已整合到香蕉炭疽菌的基因组中,转化子的遗传表现稳定.     

一株玉米弯孢叶斑病菌生长缓慢型突变株获得及T-DNA右翼序列分析

本试验采用农杆菌介导的遗传转化方法获得了1个菌落生长缓慢型的突变体,通过抗性基因(hph)的扩增及分子杂交验证了T-DNA以单拷贝的方式插入基因组中.对突变体的一些生物学性状与野生型CX-3比较,结果发现突变体的菌落生长速度是野生型CX-3的42%,其产孢量为野生弄CX-3的18%,但是对离体玉米叶片的致病力与野生型C...     

盐芥T-DNA插入突变体库的建立及初步分析

以盐芥[Thellungiella halophila(C.A.Mey.)O.E.Schulz]为材料,利用根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导的转化方法,获得T-DNA插入突变群体,构建了一个具有5 000株抗Basta/Kan的盐芥T-DNA插入突变体库,其中有若干个株系有明显的表型改变,包括花期的改变、株型矮小、叶片形状改变等。并优化了建库的各因素,确定了最佳的盐芥栽培技术及转化体系,盐芥春化温度及时间为4℃、30 d,转化用菌液浓度OD600≈2.0,侵染时间2 min,暗培养1 d,Kan筛选浓度50 mg/L,除草剂(Basta)筛选浓度为稀释1 500倍;这些因素可为根癌农杆菌介导的盐芥转基因、突变体构建等基因组学研究提供强有力的技术平台。     

转抗草甘膦基因烟草T-DNA侧翼序列的扩增与分析

[目的]研究抗草甘磷基因在烟草中的插入位点、T—DNA结构等整合情况。[方法]利用现有的3个转抗草甘膦基因的烟草材料,通过PCR Walking的方法扩增出携带抗草甘膦基因的T-DNA侧翼序列,并用DNAMAN、BLAST等生物信息学方法进行分析。[结果]对获得的PCR条带进行分析,结果表明这些侧翼序列均含载体骨架序列且结构各不相同。T-DNA和载体骨架序列都存在重组现象。[结论]研究在转基因植株中检测到了载体的骨架结构,说明转基因的同时有可能会造成非目的基因的转移,即转基因植物存在一定的风险,应对转基因植物转化载体和基因工程技术路线进一步改良。     

高效、新T-DNA侧翼序列分离技术——Actail-PCR

 【目的】建立一种有效分离T-DNA插入突变体侧翼基因组序列的方法。【方法】分离侧翼的目标基因组序列是利用T-DNA标签法研究植物功能基因组学的一个关键步骤,笔者发展稳定高效的Actail-PCR分离技术。该技术一侧引物来自于T-DNA载体,另一侧引物为一个复性控制引物。复性控制引物在3'端为一个14 bp的随机简并引物,在5'端非目标尾部序列接上一个通用引物,中间由5个多聚脱氧次黄嘌呤核苷（poly（dI））连接。【结果】Actail-PCR技术将随机简并引物重新编辑成复性控制引物,在40℃的低严谨条件下,3'端的随机简并引物可以与T-DNA插入突变体的侧翼目标区段随机的结合,扩增得到目标片段,随后利用5'端的通用引物与T-DNA载体上的巢式引物依次组合,在65℃（10个循环后逐步降温至58℃）的高严谨条件下逐步扩增特异片段,同时抑制非特异性扩增,可以显著提高目标片段的扩增效率,减少假阳性。【结论】相对传统的TAIL-PCR,Actail-PCR技术可以更高效地分离T-DNA插入突变体的侧翼基因组序列。     

利用农杆菌转化花椰菜组织的研究

供试的四个花椰菜品系对农杆菌T_(37)反应极为敏感,但各品系反应程度有所不同,肿瘤发生率变动于64%-82%之间。利用含有二元载体的农杆菌LBA_(4404)与无菌幼苗的下胚轴切段共培,获得卡拉霉素抗性植株。DNA分子杂交证明,二元载体上的T—DNA确实整合到植物染色体上,其npt嵌合体基因使转化体具有卡拉霉素抗性。由胭脂碱Ti质粒pTiT_(37)诱导的丛生芽,通过组织培养较易分化出不定根,但这些芽状结构很难发育成正常植株。     

根癌农杆菌转基因的分子机制

根癌农杆菌将T-DNA转移并插入寄主细胞的基因组,需要趋化与附着、vir区活化、T-DNA切割及转运、T-DNA整合及表达等步骤。本文对这些步骤分子机制的研究进展进行了综述。