巨胚稻OsGAD_3基因启动子的序列及活性分析

本研究以富含γ-氨基丁酸的巨胚稻"Tge B"基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增得到GABA合成关键酶基因Os GAD3的上游959 bp启动子序列。序列分析表明:Os GAD3启动子不仅含有转录必备的TATA box、CAAT box元件,还含有分生组织特异性表达调控元件CAT-box、CCGTCC-box以及一些非生物胁迫和激素响应元件等。将该启动子序列与GUS基因融合构建表达载体,转化水稻后进行GUS组织化学染色分析,结果显示,Os GAD3启动子驱动的GUS基因在转基因植株的根、茎中具有较高的表达活性,且在根尖和茎初生韧皮部区域的表达更为明显,在种胚及叶片切口处也能检测到GUS表达。浸水后种胚中的GUS活性显著提高,且随着浸水时间的延长呈逐渐增加趋势。研究结果为了解巨胚稻Os GAD3的表达调控机制提供了依据。     

一个水稻巨胚新等位基因ge鉴定及分子标记开发

巨胚米富含的γ-氨基丁酸(gamma-amino butyric acid,GABA)具有缓解和预防血压上升的功效.本研究对江苏地方巨胚种质10217巨胚基因进行了克隆,发现其GE基因编码区有三个位点发生突变,第1 090个碱基由C突变为G;第1 302个碱基由T突变为G;第1 467个碱基由G突变为A,提前形成一个终...     

水稻巨胚突变体的基因克隆与功能研究进展

巨胚稻是以巨胚突变体为材料培育而来的功能稻,其胚比普通稻大2～3倍,因富含γ-氨基丁酸和矿物质元素等营养物质而受到广泛关注.巨胚突变体是一类由基因突变导致胚显著增大的突变材料,利用这些突变体科学家克隆了3个控制胚增大的基因GE (Giant embryo)、LE (Large embryo)和GO (Goliath)/PLA3(Plastochron3),初步解析了水稻胚的发育调控机制,并对巨胚稻籽粒的营养组分、理化特性及其应用进行了研究.结果 表明,胚的发育机制复杂,受到多方面的调控影响,当前人们对巨胚形成机制的认知仍然有限.巨胚突变体中营养物质显著高于普通水稻,但其氨基酸代谢通路并不清楚.此外,针对巨胚突变体糙米和萌发糙米的理化性质研究较少,制约了人们对巨胚稻的开发和利用.本研究主要综述了水稻巨胚突变体基因的克隆及功能研究最新进展,以期拓展我们对胚发育调控网络的认知,为巨胚稻的进一步开发和利用提供科学依据.     

以RNA干扰γ-氨基丁酸转氨酶1基因(OsGABA-T1)表达提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量

γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸,具有降血压等功能。为提高稻米中GABA含量,利用RNA干扰技术,构建水稻中GABA代谢关键酶GABA转氨酶1基因(Os GABA-T1)的干扰载体,通过农杆菌介导法,将其转化至粳稻品种宁粳1号中。实时荧光定量PCR检测结果表明导入的RNA干扰结构成功地降低了目的基因Os GABA-T1的表达,且干扰家系中Os GABA-T2基因表达也随之下降。对转基因T3代稻米GABA含量测定发现,糙米中GABA含量相对于对照增加了13倍以上,精米中GABA含量也显著增加,而其他主要氨基酸含量则没有明显变化。测定储藏4个月的转基因稻米发现,GABA含量仍具有较高水平。所以,利用RNA干扰技术可有效提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量,为培育富含GABA的降血压功能性水稻品种提供基础。     

猪的GAD2基因的克隆及其系统发育的分析

通过RT-PCR克隆和测定了猪的谷氨酸脱羧酶-2(Glutamic acid decarboxylase 2, GAD2)基因的核苷酸序列并构建了该基因编码蛋白的三维结构分子模型。结果显示猪的谷氨酸脱羧酶-2基因的核苷酸长度由1758bp个碱基组成,编码产物为由585个氨基酸残基组成的多肽,编码产物中含有5-磷酸吡哆醛互作的结构域。构建包括共19物种的系统进化树,所得数据有利于我们了解谷氨酸脱羧酶趋同和趋异的进化途径。     

孕穗期干旱胁迫下外源γ-氨基丁酸对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量的影响

为探究孕穗期干旱胁迫下外源γ-氨基丁酸(GABA)对寒地粳稻籽粒氮素及产量形成的调控效应,以东农425和松粳6为试验材料,设置6个GABA浓度(0,0. 25,0. 50,1. 00,2. 00,4. 00 mmol/L),以正常灌溉为对照(CK),分析孕穗期干旱胁迫下外源GABA对寒地粳稻籽粒干物质量、全氮含量及氮代谢酶活性的影响。结果表明,与对照相比,孕穗期干旱处理下寒地粳稻产量、产量构成因素、籽粒干物质积累量(除齐穗后7 d)显著降低;籽粒谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)酶活性降低,籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性升高(齐穗后7,14 d),籽粒全氮(除松粳6齐穗后21～35 d)和内源GABA含量(齐穗后7,14 d)显著升高。与干旱处理相比,施用不同浓度GABA能够显著提高寒地粳稻籽粒产量、产量构成因素以及籽粒干物质积累量、氮代谢关键酶活性、全氮和内源GABA含量,随着喷施GABA浓度的增加,东农425和松粳6的产量、产量构成因素、籽粒干物质量积累、氮代谢关键酶活性、全氮和内源GABA含量均表现为先升高后降低,通过回归分析得出,孕穗期干旱胁迫下东农425和松粳6喷施外源GABA的最适浓度分别为0. 54,1. 22 mmol/L。     

以RNA干扰γ-氨基丁酸转氨酶1基因(OsGABA-T1)表达提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量

γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸, 具有降血压等功能。为提高稻米中GABA含量, 利用RNA干扰技术, 构建水稻中GABA代谢关键酶GABA转氨酶1基因(OsGABA-T1)的干扰载体, 通过农杆菌介导法, 将其转化至粳稻品种宁粳1号中。实时荧光定量PCR检测结果表明导入的RNA干扰结构成功地降低了目的基因OsGABA-T1的表达, 且干扰家系中OsGABA-T2基因表达也随之下降。对转基因T₃代稻米GABA含量测定发现, 糙米中GABA含量相对于对照增加了13倍以上, 精米中GABA含量也显著增加, 而其他主要氨基酸含量则没有明显变化。测定储藏4个月的转基因稻米发现, GABA含量仍具有较高水平。所以, 利用RNA干扰技术可有效提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量, 为培育富含GABA的降血压功能性水稻品种提供基础。     

巨胚稻的生物学特性研究

对通过辐射诱变获得的巨胚稻品系及它们相应的非巨胚对照的生物学特性进行研究，结果认为，(1)直接辐照诱变获得的巨胚稻品系与相应原非巨胚稻相比，在主要农艺性状和有效穗、穗粒数、结实率3个产量性状上十分相似，差异不显著，但巨胚稻千粒重下降1.90~3.13 g，进而使理论产量和实际产量也相应下降；巨胚稻的粒重和容重均比相应非巨胚稻显著减小，但巨胚稻绝对胚重是非巨胚对照的1.69~2.04倍，相对胚重是非巨胚对照的1.97~2.47倍；（2）通过杂交选育的2个巨胚恢复系同它们相应非巨胚对照的农艺和产量性状则差异较大，绝对胚重和相对胚重也均比相应亲本提高，分别是相应对照的2.06倍和1.75倍（绝对胚重）及2.42倍和2.04倍（相对胚重）。     

γ-氨基丁酸促进拟南芥开花的机理研究

为了探讨γ-氨基丁酸(GABA)对拟南芥植物开花的影响机制,以3种不同浓度（1 mmol/L,5 mmol/L和10 mmol/L）的GABA采用隔天喷施的方法,处理7天龄的拟南芥幼苗至4周龄,以双蒸水作为对照,观察拟南芥的开花时间的变化。结果表明,在长日照（16 h光照/8 h黑暗）和短日照（8 h光照/16 h黑暗）条件下,GABA能不同程度地促进拟南芥早开花2~5天。运用荧光定量PCR技术,对开花途径的开花抑制因子基因Flowering Locusc C（FLC）、自主开花途径基因FCA(FLOWERING TIME CONTROL PROTEIN FCA)和花序分生组织特征基因LEAFY（LFY）的表达进行研究。与对照相比,GABA处理下调FLC的表达2~5倍,而促进FCA（1.5~6倍）和花序分生基因LFY（3~11倍）的表达。初步的实验结果表明,GABA对拟南芥开花的促进作用有可能通过上调FCA的表达,抑制FLC从而促进LFY的表达而最终促进植物提早开花。     

外源水杨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸对盐胁迫下水稻产量的影响

水杨酸(SA)、脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育以及抵御逆境胁迫中起重要作用。为了研究三者复配对盐胁迫下水稻产量是否具有协同增效作用,本文采用三元二次通用旋转组合设计,建立了SA、Pro和GABA复配剂与盐胁迫下水稻产量之间的数学模型,通过频数分析获得SA、Pro与GABA复配优化组合方案。结果表明,二次模型拟合较好,对盐胁迫下水稻产量的影响程度为SAGABAPro,SA与GABA,Pro与GABA之间交互作用对盐胁迫下水稻产量有显著影响。模拟寻优获得提高盐胁迫下水稻产量10%以上的最佳复配组合为SA 0.44~0.51mmol L–1、Pro 27.63~31.20 mmol L–1、GABA 3.55~4.28 mmol L–1。外源SA、Pro与GABA单剂和复配剂对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5号。SA或Pro与GABA复配对盐胁迫下水稻产量的影响具有协同作用,而SA与Pro复配效果与品种耐盐性差异有关。SA、Pro和GABA三者复配效果优于两两复配,任意单剂与其他2种外源物质复配对水稻产量的影响均存在协同作用。     

土壤酸化对玉米产量、氮代谢及相关基因表达的影响

土壤酸化会降低玉米的产量和氮素积累量，但生理机制尚未明确。在大田设置中性（pH=7,CK）、弱酸（pH=6,T1）、中酸（pH=5,T2）和强酸（pH=4,T3）4种土壤酸度处理，比较各处理下玉米产量、氮素积累量、籽粒蛋白含量、叶片与茎秆中氮代谢相关酶活性、基因表达量以及硝态氮（NO₃^-）、铵态氮（NH₄⁺）、可溶性蛋白、游离氨基酸含量的差异。结果表明，相比于CK,T1、T2、T3处理产量分别降低4.2%,30.7%,52.3%;穗粒数分别降低1.8%,28.1%,42.8%;籽粒蛋白质含量呈现下降趋势，其中T3处理显著降低14.5%。在大喇叭口期，随着酸度增加，叶片氮素积累量显示出下降趋势，其中T2和T3处理分别显著降低28.1%和56.2%;茎秆中氮素积累表现出先增加后降低的趋势，T1处理显著增加33.1%,T3显著降低65.4%。大喇叭口期，T3处理下叶片和茎秆中硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶活性均显著高于CK,而叶片中谷氨酰胺合成酶活性显著下降；茎秆中氨基酸表现先下降后上升的趋势。转...     

GsERF6基因过表达对水稻耐盐碱性的影响

乙烯响应因子(ERF)是植物特有的一类转录因子,在响应非生物胁迫中具有重要作用。本研究通过生物信息学发现,野生大豆耐盐碱ERF转录因子GsERF6与水稻ERF同源蛋白的氨基酸序列相似性很高,均包含1个高度保守的AP2结构域。为探究GsERF6基因在水稻耐盐碱应答中的作用,通过遗传转化、PCR和半定量RT-PCR鉴定,获得了2个纯合的GsERF6过表达转基因水稻株系。表型鉴定表明, 200 mmol L^–1 NaHCO3处理下GsERF6转基因水稻的存活率、相对含水量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性、可溶性糖和脯氨酸含量均显著高于对照,活性氧积累则反之。实时荧光定量PCR分析表明, 40 mmol L^–1 NaHCO3处理6 h后渗透调节基因OsP5CS2和OsLEA14在GsERF6转基因水稻中的表达量显著高于对照。本研究表明,水稻中GsERF6的过表达可通过提高ROS清除水平、渗透调节能力及胁迫应答基因的表达来提高其耐盐碱性。     

富含γ-氨基丁酸的青花菜芽菜酸奶的研制

以葡萄糖溶液培养的青花菜芽菜为主要原料,加入一定量的纯牛奶和白砂糖,通过乳酸菌发酵研制一种富含γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的酸奶。以酸奶的感官品质为主要评价指标,采用单因素试验和响应面试验优化酸奶的最佳工艺参数。结果表明,青花菜芽菜酸奶最佳制作工艺条件为：白砂糖添加量7.1%,青花菜芽菜添加量2.1%（采用120 mmol·L-1葡萄糖溶液培养青花菜芽菜）,菌种接种量0.3%,发酵时间6.2 h,该条件下制作的酸奶感官评价最优,GABA含量达到0.789 g·L-1,理化指标和微生物指标均符合发酵乳国家标准。该产品的研制为后续富含γ-氨基丁酸的乳制品的开发提供了理论依据。     

桑叶中γ-氨基丁酸含量的测定

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyricacid,简称GABA）是动物中枢神经系统中的一种主要的抑制性神经递质,也是广泛地存在于植物体内的一种与逆境胁迫有关的非蛋白氨基酸。实验探索出了适合桑叶的测定方法为比色法,利用AlCl3有效去除桑叶中的水溶性色素后,采用分光光度法准确地测定桑叶中GA-BA的含量。同时,对目前生产上主要栽种的23个桑树品种的GABA的含量进行了测定,其结果显示含量较高的桑树品种为火桑,其新鲜桑叶中GABA的含量为1.224mg/g,为GABA的进一步研究和桑叶中功能性成分的开发利用奠定了试验理论基础。     

NaCl对不同抗性水稻氮代谢及相关基因表达的影响

为了探究盐胁迫下不同抗性水稻氮代谢的变化,以抗性品种东稻4号、盐敏感品种日本晴为材料,测定NaCl胁迫下水稻根和叶中氮含量、氮代谢相关酶活及相关基因表达的变化。结果表明,0.3%的NaCl胁迫后水稻根和叶中NO~-_3含量、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、依赖NADH的谷氨酸合酶(NADH-GOGAT)活性均有不同程度的下降,而NH~+_4含量、依赖Fd的谷氨酸合酶(Fd-GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、天冬氨酸转氨酶(AST)活性均升高,东稻4号氮含量及氮代谢酶活性比日本晴稳定,根和叶中变化一致。检测氮转运及代谢相关基因表达发现,硝酸根转运蛋白基因OsNRT1;1、OsNRT1;5、OsNRT1;8、OsNRT2;1,铵转运蛋白基因OsAMT1;1、OsAMT1;2及谷氨酰胺合成酶基因OsGS1;2、天冬氨酸转氨酶基因OsAS盐胁迫后在2个品种中均升高,在高表达部位升高显著;谷氨酸合酶基因OsFd-GOGAT在两品种叶中升高显著,根中稍有下降;谷氨酸合酶基因OsNADH-GOGAT和谷氨酸脱氢酶基因OsGDH在日本晴根中升高显著,在叶中及东稻4号中升高但不显著。OsNR1在NaCl胁迫后两品种叶中表达量显著降低,根中无差异。东稻4号OsNRTs及氮代谢相关基因表达量总体上高于日本晴,而日本晴OsAMTs升高幅度大于东稻4号。研究表明,NaCl胁迫下,东稻4号相比日本晴更能保持氮代谢稳定性,这可能是水稻抗性品种耐盐的一个重要机制。     

DABS-Cl柱前衍生-HPLC测定稻米中γ-氨基丁酸方法优化

建立4-二甲胺基苯基偶氮苯磺酰氯柱前衍生-高效液相色谱测定稻米γ-氨基丁酸（GABA）含量的方法。样品采用80%的乙醇溶液提取后,1.0mL样液依次加入0.20mL碳酸氢钠和0.40mL DABS-Cl在70℃下衍生20min,利用C18色谱柱,乙腈-三水合乙酸钠溶液作为流动相在436nm波长下测定GABA含量。结果显示：GABA在糙米和精米的添加回收率大于87.60%,相对标准偏差小于9.07%;GABA在1.0~100.0mg/L内具有良好的线性关系,相关系数为r=0.9995（n=3）。用本方法测定了14种糙米和精米样品的GABA,其含量为6.38~108.7mg/kg,湖南精米和糙米中的GABA含量最高。     

育成巨胚稻与其亲本的糙米粒型性状和矿物质含量的比较分析

为了揭示育成巨胚稻、引进的粳型巨胚稻和籼型常规稻亲本的糙米粒型性状和矿物质含量的差异,笔者分析了三类水稻的糙米粒型和胚性状指标,检测了糙米中六种重要的矿物质的含量。结果表明：1）所有巨胚稻的胚大小约为常规非巨胚稻的4倍,笔者育成的巨胚稻遗传了其巨胚稻亲本的巨胚性状,也保留了其常规非巨胚稻亲本的粒型特征;巨胚稻糙米粒重的增加有利于增加绝对胚重,但与相对胚重呈显著负相关性;2）与‘91-308’相比,4种巨胚稻糙米中钾、镁、钙、铁、锰、锌等矿物质的含量大多数都有大幅度的增加,其平均增加幅度分别为30.2%、9.4%、75.8%、8.3%、58.3%、23.0%;育成巨胚稻糙米的钾、镁和钙含量比其巨胚稻亲本有所增加。结论：杂交选育过程中,育成巨胚稻保持了其常规稻亲本的籼型粒型特征,遗传了粳型巨胚稻亲本的巨胚和高矿物质含量特性。     

气调储藏粳稻谷对其发芽糙米γ-氨基丁酸含量的影响

将2012年新收获粳稻谷的水分调至14.5%,定量装入多个密封袋中,通过充氮,将氧气浓度分别调为2%、5%、8%、21%后分别置于20℃、25℃的人工气候箱中模拟储藏180d,每30d测定1次其发芽糙米中γ-氨基丁酸的含量,研究气调储藏粳稻谷对其发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响。结果显示:不同氧气浓度和不同温度条件下储藏的粳稻谷,其发芽糙米中GABA含量随储藏时间的延长而逐渐降低,低氧条件下GABA减少的幅度小于自然条件下,20℃下GABA的减少幅度低于25℃下。通过SAS软件分析,发现温度、氧气浓度、储藏时间对发芽糙米GABA的变化有显著影响且相互之间具有交互作用。在本实验储藏条件下,通过F值比较可知:储藏时间对GABA含量影响最大,其次是储藏温度和氧气浓度。     

辣椒WRKY转录因子候选基因的瞬间表达分析

从辣椒cDNA文库中克隆获得一个推定的WRKY（CaWRKY）转录因子,为分析其功能,分别构建启动子区含有双倍W（2W）盒的报告载体和WRKY置于2x35S启动子控制下的超表达载体,通过基因枪瞬间转化技术将两种载体共转化洋葱表皮。检测共转化细胞中GUS基因的表达情况来分析转录因子与特定顺式作用元件的结合及对其转录的激活效应。结果表明CaWRKY能与W盒结合,表明该基因是WRKY转录因子的编码基因。     

水肥协同对双季杂交稻农艺性状及产量的影响

为明确湖南双季稻区水稻生产适宜的施氮水平和灌溉方式，采用随机区组设计，以陵两优942和领优华占分别为早晚稻材料，设置N1～N3共3个施氮水平（早晚稻均分别为150,120,0 kg/hm²）和W1～W3共3个灌溉方式（早晚稻均分别为水层灌溉W1、湿润灌溉W2、干湿交替灌溉W3）,研究不同水肥协同处理对双季杂交稻农艺性状及产量的影响。结果表明：增施氮肥能显著提高水稻SPAD值，但在早晚稻上整体呈N1和N2的SPAD值相近，而灌溉方式呈W3既能使早晚稻保持较高SPAD,也能避免后期贪青晚熟；水稻叶面积指数（LAI）在一定程度上同施氮量呈正比，在早稻（全生育期）和晚稻（生育前期）N1和N2之间的LAI值相近，但在晚稻（生育后期）N1高于N2,而灌溉方式对早晚稻LAI值影响较小，主要以W3略高；增施氮肥能显著促进水稻干物质量的积累，除早稻（乳熟期）单株干物质量呈N2高于N1和晚稻（齐穗期）呈N1高于N2外，早晚稻其余时期的单株干物质量呈N1和N2相近，整体上说明减氮并不会显著降低水稻单株干物质量，灌溉方式对早稻影响较小，对晚稻影响较大，整体早晚稻单株干物质量以W3增长效果...