bHLH转录因子对植物形态发生的影响

bHLH转录因子为植物基因组中的一个大家族,在拟南芥中有162种bHLH转录因子,在水稻中则有131种。bHLH转录因子对植物的生长发育、营养吸收、生物合成、信号转导等方面具有重要影响。仅对bHLH转录因子对植物形态发育的影响作综述。     

冷诱导转录因子基因CBF3转化黄瓜的研究

从拟南芥Columbia生态型基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF3基因,将其与CaMV35S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pBINP-35S-CBF3。通过农杆菌介导转化黄瓜子叶,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株。经PCR检测鉴定,表明CBF3基因已整合到黄瓜基因组中。     

基于开放染色质的全基因组水平转录调控元件的研究方法与进展

真核生物转录调控过程是大量的顺式调控元件与反式作用因子相互作用的结果.研究发现,这一调控过程与染色质核小体的动态定位相关,调控因子的结合需要裸露的无核小体的DNA区域,即开放的染色质位点.因此,高效精确地定位基因组上的开放染色质位点为成功地发掘基因组调控元件,乃至揭示基因表达调控机制提供了重要线索和有效手段.本文对开放染色质位点的定义、主要研究方法以及功能注释进行概述,希望对在基因组水平上调控元件的发掘,尤其是在植物中的应用提供借鉴.     

Metabolic diversification--independent assembly of operon-like gene clusters in different plants

Operons are clusters of unrelated genes with related functions that are a feature of prokaryotic genomes. Here, we report on an operon-like gene cluster in the plant Arabidopsis thaliana that is required for triterpene synthesis (the thalianol pathway). The clustered genes are coexpressed, as in bacterial operons. However, despite the resemblance to a bacterial operon, this gene cluster has been assembled from plant genes by gene duplication, neofunctionalization, and genome reorganization, rather than by horizontal gene transfer from bacteria. Furthermore, recent assembly of operon-like gene clusters for triterpene synthesis has occurred independently in divergent plant lineages (Arabidopsis and oat). Thus, selection pressure may act during the formation of certain plant metabolic pathways to drive gene clustering.     

转GmPTF1大豆耐低磷优异新材料创制研究

本试验以课题组前期获得的转耐低磷转录因子GmPTF1大豆为材料,分析其在低磷、适磷条件下的性状表现,研究其在来源物种中的生物学功能,并遴选优异转基因新材料。结果表明:目的基因GmPTF1已稳定整合至受体品种基因组,且可在RNA和蛋白水平正常转录翻译表达;土壤低磷处理条件下,2个转基因株系OE-2、OE-4单株荚数、单株粒数、单株粒重等产量相关性状显著优于野生型对照,并以OE-2株系表现较优,为进一步选育耐低磷大豆新品系(种)奠定了重要物质基础。     

HARDY基因植物表达载体的构建及在番茄中的遗传转化

HARDY(HRD)是AP2/ERF-like家族转录因子的一员,已有的研究表明它的过量表达可以增强水稻的抗旱性、提高水稻的水分利用效率.为了研究它是否在其他的农作物中具有普遍的适用性,本试验从拟南芥中克隆了HRD基因,成功构建了HRD基因的高效植物表达载体pBIN-HRD.采用农杆菌介导法转化番茄(亚心87-5),经PCR、RT-PCR分析表明,阳性的转HRD基因植株已获得表达.     

基于Gateway技术的拟南芥雄性不育GHF基因表达载体的构建

随着模式植物拟南芥全基因组测序工作的完成更多雄性不育相关基因功能需要阐明。利用拟南芥突变体库,从反向遗传学角度进行突变基因的功能研究需要构建相应的载体进行互补实验。Gateway技术是一种高效,快速的克隆系统。笔者利用Gateway克隆技术成功构建拟南芥GHF基因表达载体,并遗传转化拟南芥,为进一步阐明该基因功能奠定了基础。     

RT-PCR法克隆广谱抗病基因TGA2及其植物表达载体构建

文章采用Trizol Reagent提取拟南芥总RNA,设计相关引物;采用反转录PCR方法克隆TGA2转录因子,利用酶切连接方法,将该基因正向导入植物表达载体。经过相关检验,结果表明,TGA2转录因子正向插入中间载体的CaMV35S启动子和T-nos终止子之间,成功构建包含TGA2转录因子的p35ST-TGA2植物表达载体。     

玉米Hd6-like基因植物表达载体的构建及其功能分析

利用已克隆的玉米Hd 6-like基因构建植物过量表达栽体PBI-Hd 6,将Hd 6-like插入带有启动子CaMV 35 S和终止子nos的PBI 121中间载体中,经过酶切鉴定表明,目的基因已正确地插入该栽体中.利用根癌农杆菌侵染花序法侵染拟南芥,将Hd 6-like基因转入拟南芥,获得转基因Hd 6-ox植株,经PCR检测表明,该基因已整合到拟南芥的基因组中.转基因Hd 6-ox植株的花期推迟了24 d左右.     

转NDR1基因烟草对赤星病和晚疫病的抗性增强

 NDR1(nonrace-specific disease resistance)基因在植物系统获得性抗性的信号传导途径中起着重要的作用,过量表达该基因的拟南芥对不同病原菌的抗性都有提高。利用PCR技术首次克隆了拟南芥Wassilewskija生态型的NDR1基因,与Columbia生态型相比,该基因共有7处碱基不同,引起编码氨基酸变化4处。构建了植物高效表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草,经PCR和Southern鉴定,外源基因已整合到植物基因组中。随机挑选10个转基因株系进行抗病性分析,其中3个株系对赤星病和晚疫病的抗性明显增强。     

辣椒RWP-RK转录因子分析

RWP-RK基因家族是植物特有的转录因子家族。该家族在植物氮元素信号传导和配子体发育过程中起核心的调控作用。使用公开的中国重要栽培品种遵辣1号及其野生亲本墨西哥辣椒种"Chiltepin"的基因组序列,鉴定出辣椒基因组中含有RWP-RK结构域的基因,并进行系统进化、染色体定位、保守序列和可能功能等分析。遵辣一号基因组中与拟南芥氮代谢重要调控因子AtNLP7同源的是CaZunla01g000097、CaZunla01g004485和CaZunla00g000405。遵辣1号的2个基因Capana03g001990和Capana03g000787与拟南芥卵细胞形成相关转录因子AtRKD1、AtRKD2和AtRKD4同源。这些基因在栽培品种遵辣1号和其野生祖先品种基因组中保持了高度的保守性。此外,辣椒基因组中存在特有的RWP-RK转录因子亚家族。这一亚家族的蛋白质氨基酸序列中含有独特的保守序列。这些序列在拟南芥RWP-RK转录因子中并不存在。辣椒栽培品种遵辣1号中有在其野生祖先"Chiltepin"中不存在的RWP-RK转录因子基因。鉴定出了分别与拟南芥RWP-RK转录因子高度相似、存在重大差异以及辣椒野生种和栽培种之间存在差异的RWP-RK转录因子成员,为后期辣椒RWP-RK转录因子家族的克隆和功能研究提供了重要的信息。对这些基因进行功能研究,会极大的促进辣椒对氮元素匮乏环境响应以及辣椒配子体发育的分子机制研究。     

拟南芥抑芽基因SPS的克隆及植物表达载体的构建

通过PCR方法从拟南芥基因组DNA中克隆了SPS基因,序列分析表明,与Genebank公布的序列完全一致。然后,将该基因亚克隆到植物表达载体pBI121上,并将载体pBI121上的CaMV35S启动子替换为烟草伤诱导启动子POD,构建成植物表达载体pBISPSPOD。     

拟南芥WHIRLY2基因超表达引起拟南芥角果发育异常的分子细胞学分析

通过构建拟南芥WHIRLY2基因超表达植株和鉴定这个基因的突变体,对WHIRLY2基因调控拟南芥角果的发育过程进行了分析.表型观察结果显示过量表达WHIRLY2基因的植株角果发育异常,出现变黄、干瘪和早衰现象,角果果皮细胞中叶绿体的数量明显比野生型少,叶绿体中淀粉粒的数目比野生型明显增多.进一步对角果发育、能量代谢、线粒体基因组稳定、叶绿体淀粉粒代谢相关基因的表达丰度进行qRT-PCR分析,发现WHIRLY2超表达植株角果中与线粒体能量代谢相关的nad1、cytc382、rad50和同时作用于线粒体和叶绿体的atp9基因的表达发生变化.通过线粒体基因组的结构分析和蛋白质凝胶迁移试验,发现WHIRLY2蛋白可以结合在线粒体基因组的nad1和cytc382基因启动子的4个端粒重复序列AAAATCCCC上,推测WHIRLY2可能通过调控nad1和cytc382基因的转录从而参与角果发育的调控.     

Genome-wide insertional mutagenesis of Arabidopsis thaliana

Over 225,000 independent Agrobacterium transferred DNA (T-DNA) insertion events in the genome of the reference plant Arabidopsis thaliana have been created that represent near saturation of the gene space. The precise locations were determined for more than 88,000 T-DNA insertions, which resulted in the identification of mutations in more than 21,700 of the approximately 29,454 predicted Arabidopsis genes. Genome-wide analysis of the distribution of integration events revealed the existence of a large integration site bias at both the chromosome and gene levels. Insertion mutations were identified in genes that are regulated in response to the plant hormone ethylene.     

mASR3基因超量表达载体的构建

ASR 是植物特异的亲水蛋白家族,近来发现它们在植物生长发育、成熟衰老以及非生物胁迫过程中起着 重要的作用。而mASR3 基因是从植物中发现的一种转录因子,为进一步研究该基因功能,将合成的mASR3 基因构 建入超表达载体pMD1 中,并通过农杆菌将此重组质粒转化入拟南芥,转入目的基因的拟南芥子叶为绿色,下胚轴 较长,并具有较长的主根,筛选得到的转基因植株,为该基因的进一步功能研究打下基础。