受壳寡糖诱导的油菜MAPK基因的克隆与分析

利用油菜cDNA芯片差异显示得到一个可被壳寡糖诱导的, 与已知植物丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)同源性高达94%的cDNA片段, 利用cDNA末端快速扩增(RACE)的方法得到了该片段全长, 与拟南芥中AtMPK4具有高同源性, 故将其命名为BnMPK4登录到NCBI GenBank(DQ206628)。用生物信息学方法分析, 该基因属于植物MAPK的B家族, 具有植物MAPK典型的TXY保守区域, 在C端也含有一个在B家族中保守的CD区。利用半定量RT-PCR检测发现BnMPK4在叶片中表达且可被茉莉酸(JA)和壳寡糖诱导, 但对水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)响应不明显。推测该基因在壳寡糖诱抗信号转导和JA/ET信号通路中起关键作用。     

基因枪法转Bt/GNA基因超甜玉米植株的获得及抗虫性鉴定

以超甜玉米自交系S1幼胚诱导的愈伤组织为受体材料,利用基因枪法共转化Bt和GNA基因,获得了128株再生植株,移栽成活31株,其中26株可育.经PCR检测外源基因整合进玉米基因组中,含Bt基因11株,其中有5株能扩增出GNA基因.Southern杂交证明,目的基因已经整合在玉米基因组中.对9株转基因T1代植株叶片室内接虫抗性鉴定,结果显示,5株转基因植株叶片饲喂6 d后明显抑制玉米螟幼虫的发育,幼虫体重增加较少,幼虫死亡率高,表现较强的抗性.     

优化TAIL-PCR方法克隆棉花抗逆相关转录因子编码基因

ABF/AREB/ABI5/DPBF类转录因子属于碱性亮氨酸类蛋白,在依赖ABA的逆境信号传导途径中起重要的作用。本研究结合该类转录因子的结构特点,利用3′RACE技术和优化的TAIL-PCR技术成功获得棉花中三个该家族成员编码基因。进一步验证结果表明两步PCR成功获得基因完整的ORF、3′UTR以及部分5′UTR序列。本研究所获基因为棉花抗逆基因工程提供了候选基因源,优化后的TAIL-PCR技术为克隆棉花中目的基因提供了一种简便高效的方法。     

橡胶草多聚泛素基因TkUBQ6基因的克隆及其表达分析

泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26S proteasome pathway, UPP)调控植物生长发育以及抗病抗逆反应等过程,多聚泛素蛋白(UBQ)为泛素单体聚合而成的聚泛素蛋白,主要参与UPP途径的蛋白质水解过程,是一个可重复利用的信号分子,可以识别靶蛋白。为鉴定橡胶草中UBQ基因的结构与功能,本研究从橡胶草品系‘1151’中克隆得到一个多聚泛素基因,命名为‘TkUBQ6’。该基因编码区cDNA为462 bp,编码153个氨基酸。序列比对分析发现,不同物种的UBQ蛋白具有高度的相似性,而TkUBQ6的蛋白序列与同属菊科的莴苣Ls UBQ6相似性达到100%。采用实时荧光定量RT-PCR (RT-qPCR)对TkUBQ6基因的表达模式进行分析发现,该基因在橡胶草不同组织中均有表达。在PEG-6000模拟干旱胁迫、甘露醇介导的渗透压胁迫以及NaCl高盐胁迫处理下,TkUBQ6表达显著提高。在植物激素茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导下,TkU-BQ6基因表达也明显上调;而乙烯利(ET)处理后,该基因的表达在24 h内先显著下调之后小幅度上调。本研究结果表明,TkUBQ6参与橡胶草的抗逆和激素信号的转导过程,为进一步解析橡胶草TkUBQ6的生物学功能提供了参考依据。     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系, 利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314 F₂代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析, 明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密, 交换值约为16.54%。可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率。     

亚麻木质素合成途径中关键酶基因片段的克隆与序列分析

亚麻是一种重要的韧皮纤维作物, 木质素对亚麻纤维的性能和品质具有较大影响。以亚麻(Linum usitatissimum L.)茎秆表皮细胞的mRNA为模板, 利用木质素合成途径中关键酶基因的同源基因保守序列设计简并引物, 通过RT-PCR扩增, 电泳获得13个特异带。分别将这些DNA片段连接到T载体后转化大肠杆菌, 从重组质粒转化菌分别挑取5~8个单菌落测定插入片段序列, 得到关键酶基因新的片段序列8个。生物信息学分析结果表明, 这些新片段分别属于3个基因家族。其中, 2个CCoAOMT基因片段(GenBank登录号为EF214740, EF214741), 3个4CL基因片段(GenBank登录号为EF214737, EF214738, EF214739), 3个F5H基因片段(GenBank登录号为EF214745, EF214746, EF214747), 推测亚麻中这几个木质素代谢关键调控酶基因存在多基因家族。新获得的基因片段序列为进一步克隆全序列和了解调控亚麻木质素的生物合成奠定了基础。     

基因枪法将细胞周期蛋白基因CycD2导入小麦的研究

以小麦品种绵阳11作为基因枪转化的靶材料，用含有细胞周期蛋白基因CycD2和新霉素磷酸转移酶基因NPTII的质粒PBI121轰击小麦成熟胚性愈伤组织，在含有遗传霉素G418的筛选培养基对愈伤组织进行筛选后诱导得小麦再生植株，经PCR检测有4个转基因小麦植株呈阳性，Southern-blot鉴定后进一步证明CycD2基因已经被成功导入小麦并整合到小麦基因组中。     

水稻基因OsASIE1抗逆功能分析

作为重要的植物转录因子家族, AP2/EREBP转录因子在植物发育、激素、病原反应及非生物胁迫如干旱、高盐、低温应答方面起重要作用。本研究发现水稻AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚家族成员OsASIE1 (abiotic stress induced EREBP gene)在水稻受到高盐、干旱胁迫时表达量迅速提高, 并且在水稻中超表达OsASIE1能够改善水稻抵抗盐胁迫的能力。凝胶迁移率实验(electrophoresis mobility shift assay, EMSA)表明该转录因子的AP2结构域能够结合干旱应答顺式作用元件DRE (dehydration-responsive element)和乙烯应答元件GCC box (ethylene response element), 推测OsASIE1可能通过结合DRE和GCC box 作用元件调控下游相关基因的表达, 进而调控相关抗逆反应。     

旱稻OsEXP3与OsEXP5基因的mRNA表达差异分析

OsEXP3基因和OsEXP5基因是GenBank上登录的从水稻中克隆的扩张蛋白基因。本研究根据其报道的mRNA序列设计引物,利用RT-PCR技术从4种旱稻根系中克隆了这2个基因的部分编码框序列,证明OsEXP3与OsEXP5基因在旱稻的根系中表达;通过Northern-blot技术对该表达特性进行了研究。结果表明,OsEXP3与OsEXP5基因在旱稻IRAT109根中的表达受到生长发育阶段的调控;受到激素ABA、干旱胁迫的正调控;且受干旱胁迫诱导表达的生长阶段不同。以上实验结果推测在干旱胁迫条件下很可能OsEXP3与OsEXP5基因在不同的生长阶段发挥各自的主要生理功能。     

紫花苜蓿Na+/H+ 逆向转运蛋白基因在拟南芥中表达提高转基因植株的耐盐性

以紫花苜蓿(Medicago sativa)为材料, 利用反转录PCR方法分离了NHX1全长cDNA(命名为MsNHX1)。Southern杂交结果表明, 在紫花苜蓿中存在一个小的液泡型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因家族。序列分析表明, 该基因所编码的蛋白与拟南芥、水稻和棉花中液泡型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白具有较高的同源性。在洋葱表皮细胞中瞬时表达MsNHX1-GFP融合基因的结果表明, MsNHX1定位在液泡膜上。Northern杂交发现该基因的表达受高浓度NaCl诱导。MsNHX1在盐敏感酵母突变体中表达可以提高转化子对NaCl的耐受性, 说明MsNHX1具有转运Na⁺的功能。在拟南芥中表达MsNHX1能显著提高植株耐受盐胁迫的能力; 而且在受到盐胁迫时, 转基因植株比野生型的渗透调节能力更强, 生物膜受破坏程度降低, 光合能力增强。以上研究结果表明MsNHX1是一个液泡膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白, 在植物耐受盐胁迫过程中起重要作用。