野生阿宽蕉胚性细胞悬浮系原生质体分离及植株再生

本研究以野生阿宽蕉(Musa itinerans Cheesman)未成熟种子诱导的胚性细胞悬浮系为材料,对其原生质体的分离和植株再生进行研究。结果表明:胚性悬浮细胞在酶组合:3.0%纤维素酶R-10、1.0%离析酶R-10、0.2%果胶酶Y-23、1.52%KCl、0.78%CaCl2、0.01%MES和11%甘露醇中,酶解8h,原生质体的产量和活力达到最大值,分别为19.46×106个/mL和92.17%。采用看护培养法对原生质体培养60d后,可获得大量增生的小细胞团,细胞团悬浮培养15d后转至体胚诱导培养基上培养约30d,其体胚萌发率为45.97%,然后转至生根培养基上培养35d,其再生植株率为54.76%。     

珍稀濒危植物银鹊树胚性细胞悬浮系的建立和植株再生

以银鹊树未成熟种子为试材,对银鹊树胚性愈伤组织诱导和胚性细胞悬浮培养的最佳培养条件进行研究,初步建立了银鹊树胚性细胞悬浮系与植株再生体系。将银鹊树未成熟种子子叶胚接种在添加1.0 mg/L 2,4-D、0.5 g/L活性炭的MS基本培养基上,诱导胚性愈伤组织。将诱导得到的胚性愈伤组织置于添加0.2 mg/L 6-BA、0.05 mg/L NAA和3 g/L蔗糖的MS液体培养基上振荡培养,由此建立了增殖速度快、分散程度好、稳定性较强的胚性细胞悬浮体系。将悬浮培养获得的子叶胚转到不含任何植物生长调节物质的MS固体培养基中,可以长成正常植株。     

连香树胚性细胞悬浮系的建立和植株再生

本试验以连香树授粉120 d后未成熟种子子叶胚为外植体,开展胚性愈伤诱导增殖和悬浮培养体系的研究,初步建立了连香树胚性细胞悬浮系与植株再生体系。将连香树未成熟子叶胚接种在添加0.5 mg/L6-BA+1.0 mg/L NAA+1.0 g/L AC的1/2 MS基本培养基上,进行胚性愈伤组织诱导,获得的愈伤组织在0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的1/2 MS固体培养基上进一步增殖培养。将得到的胚性愈伤组织置于添加5%聚乙二醇6000的1/2 MS的悬浮培养液中进行振荡培养,建立起细胞均一、增殖较快、稳定性较强的细胞悬浮系;将悬浮培养获得的胚性材料接种到添加5%香蕉汁的0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的MS固体培养基中进行培养,可分化出的子叶期体胚,将获得的子叶胚转接到添加1.0 mg/L IBA的WPM固体培养基中,体胚萌发再生成植株。     

大麦原生质体培养再生胚性愈伤组织和白化苗

从来自春大麦品种“如车”成熟胚的愈伤组织中,挑选出适于悬浮培养的松脆型胚性愈伤组织,在短期内建立胚性细胞悬浮系。此系酶解后分离出的原生质体在修改的MS培养基上能够持续分裂形成愈伤组织。将其直接转至分化培养基上获得结构紧密的胚性愈伤组织并再生白化苗.     

荔枝胚性悬浮细胞系的快速建立及其体胚植株的再生

荔枝幼胚诱导的胚性培养物在低糖条件下连续继代4~6次左右,可筛选到颗粒细小、不含原胚的松散型胚性愈伤组织;以这种松散的胚性愈伤组织作为起始材料,在附加2,4-D 2mg/L或2,4-D 2mg/L、KT1 mg/L、AgNO3 5mg/L的MS液体启动培养基上振荡培养（100~120 r/min）10~14 d,即可建立起分散性良好的胚性悬浮细胞系。采用激素减半的2种启动培养基交替继代培养或周期性固体－液体轮回培养,可以长期保持胚性悬浮细胞系。荔枝胚性悬浮细胞在附加NAA 0.1 mg/L、KT 或Ze 5 mg/L、肌醇100 mg/L、蔗糖50g/L、琼脂10g/L的MS固体培养基上诱导体胚,25~40d后可形成大量胚状体,诱导体胚数量达10,000个/g FW以上。经过成熟培养后,正常的体胚75%以上萌发再生完整植株。     

根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统的建立

为建立根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统,本研究以雄性花诱导产生的贡蕉胚性悬浮系为转化受体,从潮霉素筛选浓度和筛选方法两方面进行了优化。研究结果表明,贡蕉悬浮系在M2液体培养下潮霉素的适合筛选浓度为5mg/L。将液体共培养7d后的贡蕉胚性悬浮系转接到M2液体筛选培养基进行培养,每10d继代一次。GUS组织染色表明,经过3代抗性筛选的ECS几乎全为转化细胞。经过3个月的胚诱导培养获得成熟抗性体细胞胚,平均抗性体细胞胚得率为4580个/mLPCV。同时,转化苗的PCR检测结果表明,gus基因已整合到贡蕉基因组中。本研究表明液体筛选系统有利于转化胚性悬浮细胞的增殖,大大地提高了香蕉转基因的转化效率。     

高粱幼叶细胞悬浮系的建立

以高粱无菌苗幼叶为试验材料,对颗粒状胚性愈伤组织的获得、细胞悬浮系的建立及影响悬浮细胞生长的主要因素进行了研究。结果表明：幼叶在MS（Murashige and Skoog）+2mg/L 2,4-D培养基上诱导出的愈伤组织,经2~3次继代筛选后获得了浅黄色、颗粒状胚性愈伤组织;胚性愈伤组织接种于液体培养基中,于25±1℃、黑暗条件下,经45~60d的悬浮震荡培养建立了高质量的细胞悬浮系,细胞生长曲线呈“S”型,细胞密度可达6.45×10 ⁵~5.08×10 ⁶个/mL以上,活细胞率可达72.76%,近圆细胞率可达87.50%;培养基的基本成分、激素种类和水平对悬浮细胞生长状态有很大的影响,相比1/2MS培养基,MS培养基为适宜的培养基,2,4-D对保持细胞系的稳定增殖至关重要,适宜的浓度为1mg/L;培养液中加入0.5mg/L KT或6-BA会造成悬浮液褐化,影响悬浮细胞的生长;最适宜的细胞悬浮培养基为L2培养基（MS+1mg/L 2,4-D,30g/L蔗糖,pH5.8）,震荡培养转速为110~120r/min,继代周期为7d,新旧培养基的接种比例为2∶1。     

野生平贝母体细胞胚胎发生及植株再生体系的建立

以野生平贝母根尖为外植体,应用均匀设计法筛选其最适合的胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导、体细胞胚烫发育及植株再生的培养基,建立了平贝母体细胞胚胎发生体系.结果表明,平贝母根尖胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导最适宜的培养基为:ER(Eriksson,1965)+6-BA 1.0 mg/L+IAA2.0 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L,诱导率为95%;体胚发育及植株再生最适宜的培养基为:ER+6-BA 1.00mg/L+IAA 0.10mg/L,体胚萌发率为100%,萌发的体胚在发育培养基上继续培养40d后全部发育成完整植株.对不同阶段培养材料的形态结构及超微结构的观察证明了平贝母体细胞胚胎的发育过程.     

裸燕麦悬浮细胞系的建立及植株再生

对裸燕玫成熟胚进行离体培养。研究表明,基因型和不同激素组合,地成熟胚愈伤组织诱导具有重要作用。晋燕８号愈伤组织诱导率高达８５．７％,２,４－Ｄ是诱导愈伤组织必不可少的因素。采用循环培养法对愈伤组织进行改造,获得了易分散,颗粒状胚性愈伤组织,缓减了愈伤组织生活力衰退的速度。将松脆愈伤组织置于流体培养基中进行悬浮增减得到分散性。生长快的悬浮细胞系,悬浮系经分化培养获得的再生植株     

玉米胚性愈伤组织诱导与分化的影响因素

以玉米自交系黄早4、综31、金黄96B、GY237、478及海921为材料,通过改良培养基上附加成分的组成及浓度,对影响玉米胚性愈伤组织的诱导及分化等几个关键因素进行了研究。结果表明,基因型对玉米胚性愈伤诱导的影响是显著的,而且基因型和基本培养基之间存在互作;在培养基上附加水解酪蛋白(casein hydrolysate,CH)、L-脯氨酸(L-proline)对于玉米胚性愈伤组织的诱导分化是必要的,而附加L-谷氨酰氨、甘露醇、AgNO3对提高胚性愈伤组织的诱导作用不显著;结果还发现胚性愈伤组织诱导培养基和胚性愈伤组织分化培养基的组合对成苗率有明显的影响作用。     

甘蓝型油菜种子不同发育时期SSH文库的构建

利用抑制差减杂交技术构建了20 d和35 d甘蓝型油菜湘油15发育种子特异表达基因的SSH文库。随机挑取单菌落进行PCR表明,文库质量较好。在20 d和35 d SSH文库中随机挑选489个阳性克隆进行测序,获得452条高质量的表达序列标签(EST)。对序列进行Blast比对及功能注释,比较20 d和35 d SSH文库的基因表达谱,发现在20 d SSH库中参与糖代谢的基因出现频率较高,而在35 d SSH库中与脂肪酸储存有关的油体蛋白家族、与脂肪酸转运有关的柠檬酸合酶、与脂肪酸合成有关的酰基载体蛋白去饱和酶等,参与油脂代谢相关基因出现频率较高。该结果对进一步研究油菜脂肪酸代谢调控的分子机制打下了基础。     

亚洲棉石系亚1号耐旱相关基因SSH文库的构建及其分析

通过抑制消减杂交技术成功地构建了亚洲棉石系亚1号耐旱相关基因cDNA文库。通过蓝白斑筛选、菌落PCR及生物信息学等分子生物学手段分析和检验了库的质量,最终筛选出阳性克隆392个。通过EST测序得到265个单一序列,其中41个为重叠群,224个为单拷贝。生物信息学分析结果表明,该文库含有大量与耐旱相关的基因,并且涉及植物生理中多种代谢途径。     

大豆花叶病毒侵染初期的抗病性表达序列标签分析

以抗花叶病毒病品系东农8143为材料,利用抑制消减杂交技术构建了一个大豆花叶病毒接种初期的cDNA文库,共获得2000个阳性克隆。随机挑取64个阳性克隆测序,与GenBank进行BLAST_x和BLAST_n同源比较,其中49个有比较明确的比对结果,占测序EST的76.6%。测序的ESTs片段中最短的为136 bp,最长的691 bp,平均长度为456 bp,有41条序列带有Poly(A)尾。功能已知基因的EST涉及大豆的细胞自身保护、信号传导、抑制病原菌生长、系统获得性抗性以及持家基因等许多方面,其中SAR（Systemic aquired resistance）系统基因在表达谱中的种类和数量最多。未知功能ESTs与GenBank的dbEST库中序列比较表明,其中许多与生物、非生物胁迫cDNA文库来源的ESTs同源。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的构建

 采用抑制差减杂交技术,构建了陆地棉抗病品种冀棉20经黄萎病菌诱导8 h、12 h、24 h、48 h后的混合SSH文库,文库共包含800个阳性克隆。对质粒的酶切和巢式PCR结果表明,插入片段大小平均为400 bp。随机挑选20个阳性克隆进行测序,利用BLASTn和BLASTx进行序列相似性分析,发现20条EST都可以找到功能已知的同源序列,其中在BLASTn比较结果中,功能已知的有12条,占全部EST的60%;BLASTx的比较结果中有14条功能已知,占全部EST的70%。这些同源序列涉及到10种与抗病防御相关的基因,包括丝氨酸/苏氨酸激酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙醇脱氢酶、细胞色素P450、ACC氧化酶等。将这些序列与GenBank dbEST库进行比对,发现75%的EST都可以找到同源性较高的序列,它们都来自于植物在生物与非生物胁迫条件下特异表达的cDNA文库,这些胁迫包括病原菌诱导、低温处理、紫外线照射、热激处理、盐处理、氧胁迫、水杨酸诱导等。     

小麦抗白粉病SSH-cDNA文库中差异基因的表达模式

为了解白粉菌诱导下抗白粉病小麦的抗病机制,构建了白粉菌接种初期的抑制性消减杂交cDNA(SSH-cDNA)文库。从中随机挑取140个阳性克隆进行测序,去除冗余序列和重复序列后,得到94条EST,利用NCBI的BLAST在线序列比对工具对GenBank的蛋白质数据库进行同源性比对及功能分类。结果表明,49个EST与已知功能蛋白同源性较高,主要涉及初级代谢(2%)、能量代谢(24%)、细胞结构(2%)、转录(2%)、蛋白质合成加工与储藏(16%)、转运(4%)、信号转导(4%)和抗病与防御(30%)。经文库比较,筛选出与病程相关蛋白基因同源的EST(Z25-1)和与谷胱甘肽硫转移酶同源的EST(Z440-1),GenBank登录号为EX567369和EX567360。以其EST序列为依据设计引物,通过RT-PCR分析它们在白粉菌诱导下的表达模式,结果该2基因表达存在明显差异。其中,Z25-1在未接种白粉菌时具有一定的表达量,白粉菌侵染后表达量开始上升,侵染72 h时表达量最高,然后下降;Z440-1在未接种时也具有一定的表达量,但在接种初期表达微弱,甚至不表达,24 h后表达开始上升,到72 h时达最高,然后下降。本研究表明,病程相关蛋白和谷胱甘肽硫转移酶属于诱导型表达基因,且参与白粉病抗病反应,在白粉菌诱导72 h时表达量最高。     

小麦种质N9436抗白粉病的特异基因表达谱分析

为了解白粉菌诱导下抗白粉病小麦的抗病机制, 构建了白粉菌接种初期小麦抗性种质N9436的抑制性消减杂交文库。从文库中随机挑取140个阳性克隆, 测序结果表明, 冗余重复序列占32.86%, 其中谷胱甘肽转移酶表达频率最高, 其次为参与能量代谢的二磷酸核酮糖大小亚基。去除冗余序列和重复序列后, 得到94条EST, 利用NCBI的BLAST在线序列比对工具对GenBank的核酸和蛋白质数据库进行同源性比对和功能分析。BlastX比对结果表明, 有49条EST与已知功能蛋白同源性较高, 主要涉及抗病与防御(包括生物及非生物胁迫)、能量代谢、细胞结构、蛋白质合成及加工、转运及信号转导等过程的相关蛋白。BlastN比对NCBI的非冗余核酸数据库, 其中69条序列与EST数据库中的Unigene具有较高的同源性, 20条与EST数据库中的同源性较高, 另外5条序列找不到同源序列。通过对核酸和蛋白质同源性的比较和功能分析发现, 比对结果一致的序列有33条, 涉及白粉病抗性的相关蛋白22个, 其中与抗病信号传导相关的蛋白6个, 过敏性坏死反应(HR)体系表达蛋白2个, 系统获得性抗性(SAR)体系病程相关蛋白4个, SAR体系诱导防卫蛋白10个。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的EST分析

对已构建的黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种冀棉20SSH文库的800个阳性克隆进行了检测和筛选,将插入片段大于400bp的克隆测序,获得非重复克隆的EST序列203条。通过同源比对和序列相似性分析,共有170条ESTs与已知基因同源。将获得的ESTs按比对推测的功能进行分类,主要包括代谢、防御、胁迫、信号转导、核糖体蛋白、细胞结构、细胞发育、能量、渗透调节以及蛋白质合成与分解等10类。功能未知的ESTs也占有不小比例,达16.26%。共发现66条与抗病相关的ESTs,约占全部ESTs的33%。这些与抗病相关的同源序列涉及到与防御、次生代谢、胁迫及信号转导有关的基因,表明当黄萎病菌侵染棉花后,植物体内发生了一系列的反应,抗黄萎病是一个多途径作用的复杂过程。     

]斜纹夜蛾取食诱导棉花抑制性消减文库的初步构建及生物信息学分析

 为了筛选棉花抗逆基因,实验室构建了棉花被斜纹夜蛾幼虫取食诱导的正、反向抑制性消减文库。文库随机各挑取1000个克隆进行PCR鉴定,发现插入片段长度主要集中在200~1000 bp之间。经反向Northern杂交筛选,正向文库随机挑取250个克隆测序,得到了35条非重复序列ESTs,反向挑取150个克隆,得到24条ESTs。GenBank数据库BLAST序列相似性比对功能分析表明,斜纹夜蛾幼虫取食胁迫棉花的应答过程涉及信号传导、基因调控、抗胁迫、防御反应、能量合成代谢、细胞生长延伸等多个生物途径。诱导表达的基因对斜纹夜蛾取食胁迫功能表现为一定的直接或间接保护作用。     

高粱广谱抗蚜基因SSH文库的构建及其序列分析

为了从分子水平上解析高粱广谱抗蚜基因在高粱与蚜虫互作中的分子遗传基础和作用机理,为发掘并利用抗蚜基因提供可靠的信息支持。以高粱抗蚜品种‘河农16’与感蚜品种‘千三’为实验材料,构建抑制性消减杂交(SSH)文库,使差异抗蚜基因得到富集,对有效差异基因序列进行序列分析。随机挑选SSH文库中的200个阳性克隆进行测序和分析,得到18条ORF序列,同NCBI数据库进行Blastx在线比对和相似性分析,发现这些序列与叶绿体放氧增强相关蛋白、腺苷酸环化相关蛋白、核糖体蛋白、衰老联合蛋白高度相关。不具有ORF的序列,通过NCBI利用Blastn和Blastx进行序列同源性比对和相似性分析,发现66条与已知多种植物抗病序列有较高的同源性,如核糖体蛋白、转运膜蛋白、NBS-LRR抗病蛋白家族-1、锌指蛋白、ATP合酶、NADH脱氢酶、反转录转座子、腺苷酸环化相关蛋白、bZIP转录因子等,还有部分序列与高粱抗条锈病基因高度相似。这些同源基因涉及次生代谢、能量代谢、膜运输、细胞信号传递和转录调控等多种过程。成功构建高粱抗蚜基因SSH文库,表明SSH技术在高粱抗蚜机制研究中具有可行性,研究结果为进一步高粱抗蚜基因功能研究奠定基础。     

枣结果枝cDNA文库的构建与部分ESTs分析

用定向克隆法构建了枣(Ziziphus jujuba Mill)生长初期结果枝的部分cDNA文库,获得1 338个阳性克隆,有557个携带cDNA片段,选取469个长度在500 bp以上的进行测序,得到390个有用序列,其中281个ESTs与NCBI中已知功能基因相似性较高(其中重复性ESTs 101个),有68个ESTs是NCBI中有序