水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位研究（摘要）

[目的]探讨水稻水通道蛋白OsPIP2-6的亚细胞定位。[方法]克隆了水稻中的重要通道蛋白OsPIP2-6基因,构建了瞬时表达载体,通过基因枪法在洋葱表皮中进行瞬时表达,并通过激光共聚焦显微镜进行了观察。[结果]水稻水通道蛋白OsPIP2-6主要定位在细胞质膜上,证明了OsPIP2-6是个水通道蛋白。[结论]为植物水通道蛋白的深入研究提供了理论依据。     

水通道蛋白基因OsPIP2;6的功能分析

【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异,探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体,通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中,经遗传转化,阳性鉴定,得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示,OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下,转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下,转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6的转基因植株表型显示,OsPIP2;6在水稻的抗旱、抗水淹和抗盐中发挥作用。     

OsCPK12基因功能研究和互作蛋白筛选

通过反向遗传学研究方法,构建OsCPK12基因敲除和超表达突变体,用150 mmol/L的NaCl进行盐胁迫处理,结果显示:超表达株系无论株高、根长还是叶片状态都优于野生型,而基因敲除突变体相比于野生型株高明显矮化,根的发育形态差,叶片枯黄,证实OsCPK12对水稻耐盐有正调控作用。用real-time PCR对突变体株系的根、叶鞘、叶片多个部位的激素信号转导路径基因的表达量进行分析,结果显示:超表达株系的多个激素受体编码基因和下游调控基因表达量显著上调,说明OsCPK12参与激素的信号转导并影响水稻抗逆反应。为进一步研究OsCPK12的基因功能,通过在水稻原生质体中表达融合蛋白进行OsCPK12的亚细胞定位,确定OsCPK12定位于质膜。用酵母双杂交的方法在水稻中花11膜蛋白文库中筛选到2个水通道蛋白OsPIP1-1和OsPIP2-7,且酵母点对点验证为阳性,推测OsCPK12可能通过与OsPIP1-1和OsPIP2-7互作,调控水分子进出细胞,提高了水稻的耐盐性。     

香蕉水通道蛋白基因的克隆与表达分析

[目的]更好了解香蕉果实与水分代谢的关系。[方法]依据从抑制差减杂交文库(SSH)中获得的一个cDNA序列,设计5′和3′RACE引物,从香蕉果实中扩增基因5′和3′末端片段,并用RT-PCR的方法探讨该基因在香蕉各组织中的表达情况。[结果]获得一个1 132 bp的水通道蛋白全长基因,命名为MaPIPl;1。MaPIPl;1基因包含861 bp的完整阅读框架,编码的蛋白有6个跨膜结构及aspara-gine-proline-alanine(NPA)和aromatic/arginine 2个保守区。其与水稻水通道蛋白基因OsPIP1;2在氨基酸序列上有94.1%的一致性和97.9%的相似性。且MaPIP1;1在香蕉各器官中均稳定表达。[结论]MaPIPl;1可能与香蕉的水分代谢相关。     

运用TMHMM软件对水稻水通道蛋白OsPIP2:6跨膜结构的分析

水通道蛋白在植物的水分运输等生理活动中扮演者重要的角色。本文运用了跨膜域分析软件TMHMM对水稻水通道蛋白OsPIP2:6进行了分析,预测出该蛋白在质膜上具有六次跨膜结构,该研究为水通道蛋白的进一步深入研究提供了理论上的基础。     

番茄水通道蛋白基因SIAQP的克隆与序列分析

[目的]通过分析克隆得到的番茄水通道蛋白SIAQP基因的cDNA全长序列特征、编码蛋白的细胞定位及其在番茄材料Mirco Tom中经干旱胁迫后的表达模式,为进一步研究番茄在逆境下的抗逆机制及加快番茄抗逆育种积累资料.[方法]采用RACE技术克隆番茄水通道蛋白基因的cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因的编码蛋白特性;利用基因枪转化法将S1AQP基因与GFP融合的瞬时表达载体(S1AQP::GFP)转入洋葱表皮细胞,对该基因进行亚细胞定位;利用Real time-PCR分析该基因在番茄品种Mirco Tom中经干旱胁迫下的表达机制.[结果]S1AQP基因(GenBank登录号:HQ433337)cDNA全长为1 107 bp,编码区含852 bp,共编码283个氨基酸.生物信息学软件分析表明,SIAQP基因含有6个跨膜区,2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致,且该基因氨基酸序列与其它物种PIP类质膜型水通道蛋白氨基酸序列具有很高的同源性.11个物种间的聚类分析表明,S1AQP基因编码的蛋白与马铃薯质膜型水通道蛋白遗传距离最近.细胞定位结果确认S1AQP基因编码蛋白在细胞质膜上发挥生物学作用.Southern杂交结果显示,S1AQP基因在番茄基因组DNA中呈单拷贝.Real time-PCR分析结果证实,干旱胁迫下该基因表达量总体呈下降趋势.[结论]对番茄水通道蛋白S1AQP基因在干旱胁迫后的表达模式分析,预示该基因表达受逆境条件的影响,为今后进一步探讨其在干旱胁迫中发挥的作用提供了重要信息.     

灰飞虱水通道蛋白基因克隆及其与杀虫剂代谢的关系

[目的]水通道蛋白是细胞膜内嵌蛋白超家族的主要成员,具有传输水分子以及小分子化合物进出细胞膜的功能,本研究目的是分析重要农业害虫灰飞虱体内水通道蛋白功能及其与杀虫剂代谢之间的关系。[方法]根据转录组数据,采用PCR和RACE技术对灰飞虱体内的水通道蛋白基因进行了克隆,并利用进化树对获得的基因进行亲缘关系的分析验证,利用实时荧光定量PCR技术分析这些基因在灰飞虱抗、感品系间的表达量差异,利用体外表达技术分析其转运活性。[结果]从灰飞虱体内克隆获得了6个灰飞虱水通道蛋白基因全长序列,分别命名为LsAQP1、LsAQP2、LsAQP3、LsAQP4、LsAQP5和LsAQP6,其中LsAQP6在灰飞虱的不同抗性品系里均高表达。体外功能表达试验显示:LsAQP6对水具有很强的转运能力,对灭多威也具有显著的转运能力,但对甘油和杀虫双的转运能力不显著。[结论]LsAQP6在灰飞虱体内对水和某些小分子农药具有转运作用。     

水稻硫转运蛋白基因OsST的亚细胞定位

[目的]构建水稻硫酸根转运基因OsST与YFP黄色荧光蛋白融合表达载体,对OsST蛋白进行亚细胞定位。[方法]从水稻叶片的cDNA中克隆OsST基因ORF全长,测序验证后连入pAT—YFP表达载体,通过基因枪将融合栽体转入洋葱上表皮细胞,在激光共聚焦显微镜下观察细胞中荧光发光部位。[结果]OsST蛋白定位于细胞膜和核膜上。[结论]为进一步研究硫转运蛋白的功能及硫酸根运输的机理奠定了基础。     

香蕉水通道蛋白基因在成熟果实中的表达分析与亚细胞定位研究

[目的]更好了解香蕉果实成熟与水分代谢的关系。[方法]用RT-PCR的方法探讨水通道蛋白基因MaPIP1;1在香蕉果实成熟过程中的表达情况,并利用绿色荧光融合蛋白研究MaPIP1;1的亚细胞定位。[结果]香蕉水通道蛋白基因MaPIP1;1在正常和诱导成熟的果实中,表达持续下降。在高锰酸钾处理的果实中,MaPIP1;1在果实呼吸跃变发生之前表达平稳。亚细胞定位结果表明,MaPIP1;1主要定位于细胞质膜上。[结论]推测MaPIP1;1基因在香蕉果实中可能起了运输水分或其他小分子物质的作用。     

大豆GmTIP1-1基因克隆及功能研究

[目的]本研究通过对大豆水通道蛋白基因GmTIP1-1的克隆及其在不同胁迫处理下的差异表达分析,探究水通道蛋白在大豆耐受非生物胁迫中的作用机制。[方法]从大豆品种‘天隆1号’中克隆出GmTIP1-1的CDS序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行分析。采用实时荧光定量PCR检测在不同逆境处理下GmTIP1-1在大豆根、茎、叶等组织的表达情况。利用基因枪轰击法对GmTIP1-1蛋白全长及不同跨膜结构域进行亚细胞定位分析。通过酵母双杂试验确定GmTIP1-1蛋白的互作蛋白,并利用实时荧光定量PCR检测在干旱处理下与GmTIP1-1互作蛋白基因的表达情况。[结果]GmTIP1-1的CDS序列全长为753 bp,编码250个氨基酸,等电点为6.51。系统进化分析发现,GmTIP1-1与苜蓿(Medicago truncatula)和黄瓜(Cucumis sativus)的亲缘关系十分相近。亚细胞定位结果显示,GmTIP1-1定位在细胞膜上。实时荧光定量PCR结果显示:GmTIP1-1在根中的表达量最高,在茎中次之,叶中最低;在干旱、ABA处理下均能诱导GmTIP1-1基因在大豆根、茎、叶中的表达;在干旱和ABA处理下,GmTIP1-1基因在根中的表达水平均高于在茎和叶中的表达水平。酵母双杂试验表明,GmTIP1-1与参与非生物胁迫调节的Gm SNARE蛋白以及响应逆境胁迫相关蛋白Gm F-box均存在互作。在干旱处理下,大豆根和茎中Gm SNARE和Gm F-box基因都会受到干旱诱导表达。[结论]GmTIP1-1蛋白定位于细胞膜,通过与参与非生物胁迫调节的Gm SNARE蛋白以及响应逆境胁迫相关蛋白Gm F-box互作来增强大豆对非生物胁迫的抗性。     

水稻白化突变体alb24的遗传分析及其基因定位

[目的]对水稻叶色发育缺陷突变体的研究有助于阐释高等植物叶绿体发育和光合作用所必需的基因网络。[方法]从籼稻品种华粳籼74发展的一个株系中出现幼苗期叶片白化、四叶期枯死的表型分离,通过与粳稻中花11构建F_2群体和分子标记,对突变体进行遗传分析和基因定位。[结果]该白化突变体由一对隐性核基因控制,暂命名为alb24,定位于第6染色体SSR标记RM276和Indel标记ID4955-1之间,遗传距离分别为5．0和0．1cM。[结论]ALB24基因的初步定位为进一步的精细定位和克隆该基因奠定了基础。     

雌性不育雄性可育野生稻核质互作关系研究

[目的]研究雌性不育、雄性可育野生稻(♀A野生稻)的核质遗传关系。[方法]以♀A野生稻为父本,广亲常规稻(垦优2000和垦稻998-1)、三系不育系(DYA和珍汕97A)分别作母本,进行杂交试验。[结果]试验中并未出现孟德尔经典试验中出现的比例(3∶1),且F2代花粉中出现大量的不育花粉。[结论]决定♀A野生稻育性的基因不位于细胞核中而在细胞质中。     

无标记基因抗虫水稻外源基因向常规栽培水稻漂移研究(英文)

[目的]该试验旨在研究外源基因向非转基因常规栽培稻漂移频率,评估无标记基因抗虫水稻对农业生态环境的潜在风险。[方法]该试验以抗虫转基因水稻华恢1号为研究对象,将几种非转基因常规栽培水稻种植在其周围,按不同距离收集F1代非转基因水稻种子。采用PCR技术对各点收集的水稻种子进行转基因杂种鉴定,统计并分析抗虫转基因水稻中外源基因向非转基因常规栽培水稻漂移的频率。[结果]外源Bt基因向P13381和春江063水稻平均漂移频率皆为0。而抗虫转基因水稻华恢1号与非转基因水稻合系22-2、天香、明恢63和P1157几个品种不同程度地发生了转基因漂移,平均漂移频率最高为0.875%,并且漂移频率随着距离加大而逐渐降低,而在7m以外的所有采样点平均转基因漂移频率为0。[结论]该研究表明抗虫水稻华恢1号外源基因的基因漂移频率非常低,其对生态环境的在风险很小,通过田间合理布局进行物理隔离,保持合适距离,以及科学安排农时,错开花期等方式,能有效控制转基因水稻外源基因漂移和降低因转基因逃逸带来生态风险。     

籼稻GAD基因的克隆、序列分析及其植物表达载体构建

[目的]克隆籼稻谷氨酸脱羧酶(GAD)基因的全长cDNA,并进行序列分析和植物表达载体构建,为改良水稻的营养保健品质奠定基础.[方法]根据已知植物GAD基因的保守区域设计引物,以高GABA籼稻品系“新-9-4”的胚芽为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆GAD基因的全长cDNA;扩增其编码序列,构建双T-DNA植物表达载体.[结果]扩增获得长1962 bp的籼稻GAD基因全长cDNA(OsiGAD),包含1479 bp的开放阅读框,编码492个氨基酸.OsiGAD与已报道的水稻GAD基因OsGAD1、OsGAD2、OsGAD3的核苷酸序列同源性分别为67.1%、69.4%、98.3%,推导氨基酸序列的同源性分别为77.6%、70.1%、100.0%.OsiGAD蛋白序列具有磷酸吡哆醛结合位点和与钙调蛋白结合的C端延伸区域;构建了其具有水稻胚乳特异表达特性的双T-DNA植物高效表达载体pCDMAR-OsiGAD-hpt,选择标记基因和OsiGAD-因分别位于此载体的两个不同T-DNA区.[结论]克隆获得的籼稻GAD基因OsiGAD长1962 bp,并成功构建了其双T-DNA植物高效表达载体.     

三元配合物[La( C9H6NO)2(C6H5COO)]·H2O浸种对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究[La（C9H6NO）2（C6H5COO）].H2O浸种对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。[方法]采用不同浓度（0.005×10-3、时,则抑制种子萌发及幼苗生长。[结论]适当浓度的[La（C9H6NO）2（C6H5COO）].H2O可促进种子萌发及幼苗生长。0.010×10-30、.050×10-3、0.100×10-3、0.300×10-3 mol/L）的[La（C9H6NO）2（C6H5COO）].H2O水溶液处理水稻种子。[结果][La（C9H6NO）2（C6H5COO）].H2O浓度为0.005×10-3～0.100×10-3mol/L时,促进种子萌发及幼苗生长,浓度大于0.300×10-3 mol/L时,则抑制种子萌发及幼苗生长。[结论]适当浓度的[La（C9H6NO）2（C6H5COO）]·H2O可促进种子萌发及幼苗生长。     

植物生长调节剂b6s对水稻生理生化指标的影响

[目的]了解新型植物生长调节物质b6s对水稻生长的生理作用。[方法]用不同浓度（0、0.3×10-4、0.9×10-4、2.7×10-4、8.1×10-4、24.3×10-4、72.9×10-4、218.7×10-4、656.1×10-4g/L）的b6s浸泡水稻种子,将处理种子置于人工气候培养箱内保湿培养,于苗期测定相关生理指标,研究植物生长调节剂b6s对水稻生理的影响。[结果]b6s对水稻的影响具有浓度效应,用浓度为2.7×10-4g/L的b6s浸种能显著提高水稻的发芽率、叶绿素含量、根系活力和过氧化氢酶活性,显著降低叶片相对电导率。[结论]b6s作为一种浸种剂其开发利用的前景很好,合适浓度的b6s能提高叶片的光合效率,且在一定程度上提高植物的抗性。     

携带显性半矮杆基因水稻的耐肥抗倒性研究

摘要[目的]为矮化杂交稻的育种提供参考。[方法]对具显性半矮杆基因SD,d（t）的水稻SD9311-1、SD9311-2及其两系不育系为母本配制的杂交一代组合进行耐肥抗倒性研究。以轮回亲本9311为对照,对含有SD—d（t）基因的显性半矮杆材料的农艺性状进行研究。[结果]显性半矮杆能够显著降低F1代的株高,提高组合的抗倒性,株高与产量间相关性不显著。降低株高的同时,并没有使产量降低。显性半矮秆材料还能促进有效穗、结实率的提高,使显性矮杆的产量潜力高于高秆类型。显矮配组16个组合倒伏指数随肥力的增加而增大,抗倒能力减小。[结论]SD9311-1、SD9311-2组合能够在产量不变的情况下显著降低株高,从而降低了倒伏的风险。