超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力

【目的】研究超表达OsMGD基因烟草植株在低磷条件下的生长情况,为明确OsMGD基因对植物耐低磷胁迫的影响机理奠定基础。【方法】通过构建表达载体pGWB2-OsMGD和农杆菌介导的转化方法,获得超表达OsMGD基因烟草植株,用磷浓度为5μmol/L的HS营养液对转基因烟草植株进行低磷处理后,研究转基因烟草植株MGD活性、脂质和脂肪酸含量、叶绿素含量、根系鲜质量、根冠比和磷含量的变化情况。【结果】超表达OsMGD基因烟草植株中MGD活性增加了1~3.5倍;在转基因烟草植株中,半乳糖脂(MGDG和DGDG)、磷脂和总脂肪酸含量均显著高于野生型植株,但是转基因烟草植株中的脂肪酸组分与野生型相比无显著差异。低磷处理后,转基因烟草植株的生长情况明显优于野生型植株,转基因烟草植株中叶绿素含量、根系鲜质量和根冠比均显著高于野生型;在正常和低磷条件下,转基因烟草植株中的磷含量与野生型相比无显著差异。【结论】超表达OsMGD基因能增加烟草植株的细胞膜脂含量,使植物体内累积大量半乳糖脂和磷脂,从而提高了烟草植株耐低磷胁迫的能力。     

类囊体膜脂不饱和度的增加对番茄耐盐性的影响

【目的】探讨类囊体膜脂脂肪酸组成与耐盐性的关系。【方法】以野生型（WT）,转反义番茄叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶（LeFAD7）基因株系T2-8（-）和转正义LeFAD7基因株系T2-7（+）为试材,测定了类囊体膜脂脂肪酸组成,盐胁迫后的光合参数,叶绿素荧光参数和叶绿体活性氧清除酶活性。【结果】转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸（18﹕3）含量升高,亚油酸（18﹕2）含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和程度升高,而转反义基因番茄植株类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量下降。盐胁迫下亚麻酸含量高的转正义基因植株的PSII最大光化学效率（Fv/Fm）和光合速率（Pn）下降程度较小,而转反义基因植株的下降程度较大。与WT相比,盐胁迫下转正义基因植株维持较高的叶绿体超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性, 和H2O2的含量较低。【结论】番茄类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量的增加提高了番茄光合机构的耐盐性。     

转番茄正义抗坏血酸过氧化物酶基因提高烟草耐盐能力

 【目的】探讨叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶（tAPX）与耐盐性的关系。【方法】从番茄叶片中分离到类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（LetAPX）,利用农杆菌介导的叶盘法转入到烟草中。Northern 杂交分析了LetAPX在盐胁迫（NaCl）下的表达特征。以野生型（WT）,转正义LetAPX烟草株系T2-2（+）和T2-6（+）为试材,测定了盐胁迫条件下APX酶活性,过氧化氢（H2O2）含量,种子发芽率,植株的鲜重、干重,光合速率及叶绿素荧光参数。【结果】Northern杂交显示LetAPX已转到烟草基因组中,且基因的表达受盐胁迫的诱导。盐胁迫下转基因烟草的种子发芽率,植株的鲜重与干重,APX酶活性和清除H2O2的能力都显著高于野生型,并且转基因烟草比野生型具有更高的净光合速率（Pn）和PSII最大光化学效率（Fv/Fm）。【结论】LetAPX的过量表达有助于提高烟草的耐盐能力。     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。     

钙对高温下巨峰葡萄叶片光合作用和叶绿素荧光的影响

 【目的】分析钙对高温胁迫下葡萄叶片光合、荧光参数的影响,以探明钙在高温胁迫下对叶片光合机构的保护作用。【方法】选取高温时期,以田间生长的巨峰葡萄为试材,研究CaCl2、CaCl2+Ca2+螯合剂EGTA、CaCl2+钙调素抑制剂氯丙嗪（CPZ）预处理对高温胁迫下葡萄叶片的光合、荧光参数及丙二醛（MDA）含量的影响。【结果】喷施CaCl2显著提高了高温胁迫下葡萄叶片的净光合速率（Pn）,使光系统Ⅱ（PSⅡ）维持较高的活性,光化学猝灭系数（qP）、PSⅡ的天线转换效率（Fv’/Fm’）、光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）均极显著高于对照,初始荧光（Fo）极显著小于对照,膜脂过氧化产物MDA含量稍低于对照;添加抑制剂EGTA、CPZ明显抑制了光合作用,2个处理的Pn分别比钙处理的低29.4%、26.5%;其PSⅡ功能和活性也受到了显著抑制,导致叶片中MDA含量分别比钙处理高33.7%和40.2%。【结论】喷施CaCl2有效缓解了高温对葡萄叶片光合作用的抑制以及对PSⅡ系统的损害。     

转正义基因番茄类囊体膜脂不饱和度对抗旱性的影响

为探讨番茄类囊体膜脂脂肪酸的组成与其抗旱性的关系,以野生型(WT)和转正义LeFAD7基因株系T(+)-12为试材,测定了番茄叶片类囊体膜脂脂肪酸组成,干旱胁迫后的光合参数、叶绿素荧光参数、活性氧清除酶活性和脯氨酸含量的变化。结果表明,转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸(18∶3)含量升高,亚油酸(18∶2)含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和度升高。与WT相比,干旱胁迫下转正义基因番茄植株的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光合速率(Pn)下降程度较小,并能维持较高的抗氧化酶活性和脯氨酸含量。类囊体膜脂不饱和度的增加提高了番茄的耐旱性。     

超表达番茄GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因马铃薯对温度胁迫的响应

 【目的】研究番茄GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因（GMPase）在马铃薯中的超表达对其抵御温度胁迫能力的影响。【方法】利用已经获得的超表达番茄GMPase的两个转基因马铃薯株系,用野生型马铃薯作对照,比较其在常温（25/20℃）、温度胁迫（10/5℃低温处理3 d,35/30℃高温处理3 d）及25/20℃恢复3 d后GMPase的相对表达量、抗坏血酸（AsA）含量及其相关生理指标的变化。【结果】在常温、温度胁迫与恢复阶段,与野生型植株相比,转基因马铃薯植株具有较高的GMPase相对表达量、GMPase活性、AsA和脱氢抗坏血酸（DHA）含量;高温和低温胁迫后,转基因马铃薯的脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAHR）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均明显提高,丙二醛（MDA）和H2O2含量及细胞质膜透性均明显降低。【结论】番茄GMPase在马铃薯中的超表达可能有提高马铃薯植株抵御温度胁迫的能力。     

3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因的克隆与分析

【目的】克隆3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因,分析其在不同条件下的表达特性;构建植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的耐盐性进行初步鉴定。【方法】根据已获得的cDNA序列设计引物,扩增MsERF5、MsERF8和MsERF11的DNA序列,并分析基因结构;利用半定量RT-PCR技术分析其组织表达特异性和胁迫条件下的表达特性;通过农杆菌介导的方法转化烟草,鉴定盐胁迫条件下转基因烟草的表型和生理生化特性,初步验证其功能。【结果】MsERF5、MsERF8和MsERF11都不包含内含子。MsERF5在根、叶和花蕾中的表达量高于茎和花;MsERF8在根和叶中的表达量高于茎、花蕾和花;MsERF11在叶中的表达量最高;3个基因都能被多种非生物胁迫（盐、干旱、铝）和激素（脱落酸、赤霉素、乙烯利、水杨酸和茉莉酸甲酯）诱导,但表达模式不同。在盐浓度为200 mmol•L-1的筛选培养基上只有导入目的基因的愈伤组织能产生不定芽,250 mmol•L-1 NaCl处理再生植株10 d,转基因植株和野生型植株叶片的电导率和可溶性糖含量均呈现上升趋势,但野生型植株叶片的电导率显著高于转基因植株,可溶性糖含量则显著低于转基因植株（P＜0.05）;转基因植株和野生型植株叶片的叶绿素含量均呈现下降趋势,野生型植株叶片叶绿素含量显著低于转基因植株（P＜0.05）;盐胁迫条件下,转化不同基因的再生植株的电导率、叶绿素和可溶性糖含量没有显著差异（P＞0.05）。【结论】3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因都不包含内含子,其表达具有组织特异性,都能被多种非生物胁迫和激素诱导,能够使烟草愈伤组织在含盐培养基上形成不定芽并最终产生转基因植株,且转基因植株的耐盐性高于野生型植株。     

AtNHX1提高烟草耐盐性的研究

[目的]探讨利用AtNHX1基因提高烟草耐盐性的效果。[方法]利用农杆菌侵染的方法对烟草的叶盘进行遗传转化,将拟南芥的液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因AtNHX1成功地转入了烟草中,对获得的28株潮霉素抗性转基因植株中的6株进行了Southern检测,并用200mmol/LNaCl对转基因植株进行盐分胁迫与耐盐性鉴定。[结果]分子检测表明,AtNHX1已经整合到烟草的基因组中,并得到了表达。在盐分胁迫下,各转基因株系具有较高的光合速率和PSⅡ活性,光合速度和Fv/Fm值均显著高于野生型对照,株系T1、T5的SOD酶活分别是野生型的1.8和2.1倍,各转基因株系GR活性也均显著高于野生型,而MDA含量则低于野生型。[结论]转At-NHX1基因的各株系的耐盐性较野生型对照有了较大程度的提高。     

盐胁迫对转ZmPP2C2基因烟草和野生型烟草部分生理生化指标的影响

[目的]探讨外源基因的导入对植物抗盐性的影响。[方法]以转Zm PP2C2基因烟草和野生型烟草为材料,研究盐胁迫对这2种类型烟草叶片光合气体交换参数、叶绿素荧光特性及抗氧化酶活性的影响。[结果]在相同的盐浓度（150mmol/L NaCl）下,随着处理时间的延长,2种烟草的叶片净光合速率和气孔导度均呈下降趋势;最大光化学效率下降,但转基因烟草叶片降幅较小;SOD的活性均是先上升后下降,但转基因烟草下降幅度小;POD的活性、丙二醛的含量也均呈上升趋势,但转基因烟草POD活性的增加明显高于野生型烟草,而丙二醛的含量较野生型烟草低。[结论]盐胁迫下,转基因烟草叶片PSⅡ受伤害较轻,具有较高的抗氧化酶活性,其膜脂过氧化程度低于野生型烟草。     

高等植物光系统Ⅰ的研究(Ⅱ)——豌豆PSⅠ复合物的类脂及脂肪酸组成

对豌豆类囊体及其两种PSⅠ复合物 (PSⅠ 1和PSⅠ 2 )的类脂及脂肪酸组成进行了分析 .结果表明 ,它们均含有MGDG ,DGDG ,SQDG ,PG和PC 5种酰基脂 .两种PSⅠ复合物的类脂与脂肪酸组成及含量存在较大差异 .根据PSⅠ 1和PSⅠ 2类脂与脂肪酸组成特性推论 ,PSⅠ 1主要存在于类囊体膜的非垛叠区 ,PSⅠ 2可能主要分布在垛叠区 ;PSI 1的结构比PSⅠ 2稳定 .     

大豆GmGolS2-1基因高温胁迫诱导表达及转基因烟草鉴定

肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是棉籽糖系列寡糖(RFO)生物合成途径中的关键酶,在植物应对非生物胁迫过程中发挥重要作用.实时荧光定量RT-PCR结果显示,高温胁迫可以诱导GmGolS2-1在大豆幼苗中的表达.将GmGolS2-1基因构建到植物表达载体pRI101上并通过叶盘法转化烟草,经卡那霉素抗性筛选,PCR及qRT-PCR检测共获得6株阳性转基因烟草植株(OE1～OE6).对野生型烟草植株和GmGolS2-1转基因烟草植株进行高温胁迫处理,结果显示野生型烟草的电解质渗透率和丙二醛含量均高于转基因烟草.由此推测GmGolS2-1可以提高转基因烟草的耐热性.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光合机构运转的影响

[目的]研究外源SA对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D1蛋白磷酸化和光合机构运转的影响。[方法]用0.5 mmol/L水杨酸（SA）溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,将预处理植株进行高温强光[35℃,1600μmol/（m2.s）]胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶活性氧代谢、叶绿素荧光参数及D1蛋白的变化。[结果]SA预处理有效抑制了高温强光下D1蛋白的净降解,保持了较高的D1蛋白磷酸化水平,高效防护了高温强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物岐化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,维持了较高的通过PSⅡ电子传递速率（Fv/Fo）、PSⅡ原初光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ФPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）。[结论]SA预处理明显减轻了高温强光胁迫对光合机构的损伤,保证了PSⅡ的正常运转。     

光逆境下小麦旗叶类囊体膜特性的变化

以宁麦8号和宁麦9号灌浆期旗叶类囊体膜为对象,研究光胁迫条件(2 500μmol·m-2·s-1)下旗叶类囊体膜特性的变化和品种间的差异.结果显示,随着强光处理时间延长,叶绿素含量呈明显下降趋势,同时类囊体膜的光能吸收能力和荧光发射强度减弱;类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量降低,饱和脂肪酸含量增加,导致膜脂不饱和指数(IUFA)逐渐降低;IUFA和PSⅡ电子传递活性变化趋势一致,两者之间呈显著正相关.与宁麦8号相比,宁麦9号类囊体膜在光胁迫下的叶绿素含量和IUFA较高,PSⅡ放氧活性较强,显示宁麦9号对光胁迫有更高的抗性.     

不同光强与低温交叉胁迫下黄瓜PSⅠ与PSⅡ的光抑制研究

 【目的】探讨低温胁迫下不同光强对黄瓜光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统II（PSⅡ）的影响以及低温胁迫下两个光系统之间的相互作用机制。【方法】以冷敏感黄瓜品种津春4号为试材,通过同时测定黄瓜叶片叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和对820 nm光的吸收曲线,结合叶绿素荧光淬灭分析,探讨了低温（4 ℃）与不同光强（0,100,200,400μmol&#8226;m-2&#8226;s-1）结合处理对黄瓜PSⅠ和PSⅡ活性的影响。【结果】低温下,随过剩激发能（（1-qP）/NPQ）的增加,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）持续下降; 在过剩激发能较低时,PSⅠ活性（△I/Io）也随过剩激发能的增加而明显下降,但是当过剩激发能增加到一定程度时,PSⅠ活性不再随过剩激发能的增加而明显下降。【结论】在低温下,过剩激发能不但能够抑制黄瓜PSⅠ的活性也能抑制PSⅡ的活性,但是当过剩激发能增加到一定程度时,PSⅡ光化学活性的显著下降减少了光合电子向PSⅠ的供应,避免了PSⅠ光抑制的进一步加剧。     

水稻木葡聚糖内糖基转移酶基因OsXTH11过表达的作用分析

【目的】利用转基因技术对水稻XTH（OsXTH11）进行分析,了解其在水稻生长发育调节和逆境应答中的作用。【方法】构建OsXTH11过表达载体,利用农杆菌介导法将其导入水稻品种日本晴,通过对转基因植株进行表型分析和分子检测验证OsXTH11功能。【结果】Real-time PCR分析结果表明,转基因植株中OsXTH11表达水平明显提高。对T1转基因幼苗的表型分析显示,在正常生长条件下,转基因幼苗生长速度快于野生型;对赤霉素（GA）和生长素（IAA）的响应程度强于野生型;在黑暗和深水条件下,茎伸长速度均显著快于野生型;对100 mmol•L-1 NaCl的耐受能力也优于野生型植株。【结论】过量表达水稻木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因OsXTH11的转基因植株表型显示,OsXTH11在水稻生长发育和抗盐胁迫中发挥作用。     

过量表达转录因子OsbZIP60对水稻抗热和抗旱能力的研究

 【目的】利用转基因技术研究转录因子OsbZIP60的生物学功能,为培育抗逆水稻、减轻高温干旱对水稻的伤害奠定基础。【方法】构建水稻OsbZIP60的过表达载体pHB-OsbZIP60,通过根癌农杆菌介导的遗传转化法将其导入水稻品种日本晴,通过观察转基因植株和野生型植株在胁迫条件下的表型差异,分析其生物学功能。采用半定量PCR和荧光定量PCR检测OsbZIP60的表达模式以及其在转基因植株中的表达水平。【结果】在转基因植株中,OsbZIP60表达量明显高于野生型日本晴植株。OsbZIP60的表达受热信号诱导,在热激条件下,转基因植株的OsbZIP60表达量进一步升高。OsbZIP60在水稻各组织中均有表达,且在成熟植株叶片中表达量最高。转基因植株与野生型相比具有更强的抗胁迫能力,并且离体部分失水率更低。【结论】水稻转录因子OsbZIP60在水稻热胁迫和干旱胁迫应答中具有重要的作用,过量表达转录因子OsbZIP60能够增强水稻的抗热和抗旱能力。     

烟草液泡转化酶抑制子基因调控马铃薯块茎低温还原糖累积的研究

【目的】克隆烟草液泡转化酶抑制子基因，并在马铃薯中表达，从而抑制低温贮藏块茎还原糖积累，提高马铃薯加工品质。【方法】通过RT-PCR法分离Nt-VIF全长cDNA，转化马铃薯植株，PCR、Northern杂交和Southern杂交检测转基因植株，转基因植株块茎在低温和常温条件下贮藏30 d，分析转化酶活性与还原糖含量。【结果】克隆到Nt-VIF全长cDNA，35S调控下正向的Nt-VIF基因cDNA已经成功转入鄂马铃薯3号（E3）植株。转基因植株块茎在4℃和20℃贮藏30 d表明，VI活性受温度调节，高温贮藏块茎的VI活性显著低于低温贮藏的块茎，且高温条件下转基因块茎与对照无显著差异，而低温条件下转基因块茎的VI活性与对照相比下降幅度为22.7%（株系A-3）～78.1%（株系A-31）。转基因块茎还原糖（RS）含量在高温贮藏条件下与对照差异亦不明显，而低温贮藏条件下RS含量下降幅度为20%（株系A-17）～80.5%（株系A-30）。进一步分析还表明，转基因块茎低温贮藏其液泡转化酶活性与还原糖含量呈显著正直线相关（RS = 0.289VI + 0.0736）。【结论】Nt-VIF基因的表达显著抑制了马铃薯液泡转化酶活性，导致还原糖积累降低。     

外源脱落酸对高温胁迫下菠菜光合与叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)对高温胁迫下菠菜叶片净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数与快速光曲线的影响,为菠菜抗高温栽培提供理论依据。【方法】以2个基因型菠菜为试验材料进行高温处理(昼夜温度33℃/27℃,各12 h),适温处理(昼夜温度23℃/17℃,各12 h)作为对照,通过喷施不同浓度ABA(0,5,25,125 mg/L)处理,对不同处理菠菜叶片的光合指标与叶绿素荧光参数进行了测定与比较。【结果】高温处理会显著降低菠菜叶片的P_n、胞间CO_2浓度、气孔导度(Gs)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光合效率(F_v/F_m)、PSⅡ的实际光合效率Y(II)、PSⅡ的相对电子传递速率(r ETR)与光化学淬灭(qP),而一定浓度的外源ABA能显著提高高温下两基因型植株叶片的P_n、G_s、F_v/F_m与非光化学淬灭(NPQ)。高温下菠菜叶片潜在最大相对电子传递速率(rETR_(max))与饱和光强较适温均降低,而施用5 mg/L ABA较未施用的rETRmax与饱和光强均显著提高。【结论】高温胁迫导致菠菜叶片光合能力降低,而喷施一定浓度ABA能够缓解高温胁迫对光合器官结构与功能的影响,提高菠菜叶片的光合能力,增强对高温逆境的抵抗力。     

秋茄KcTIP1基因克隆及其对植物耐盐性作用的研究

【目的】从秋茄中克隆液泡膜水通道蛋白KcTIP1基因,并研究其对植物耐盐性的作用机制。【方法】以秋茄幼嫩叶片为材料,通过PCR扩增克隆KcTIP1基因并构建其表达载体,采用根癌农杆菌介导法,用含重组质粒的农杆菌转化烟草植株,通过卡那霉素筛选和转基因烟草基因组PCR、RT-PCR鉴定,获得转基因再生植株;并选取其中2个阳性株系和野生型株系进行盐处理,测定野生型烟草(对照)与盐处理烟草根、茎、叶鲜质量,光合参数,叶片组织Na+、K+浓度以及根尖Na+、K+的流速。【结果】成功克隆得到了KcTIP1基因,对其编码蛋白氨基酸序列进行分析表明,秋茄KcTIP1包含MIP家族的特征序列SGGHVNPAVT和2个保守的NPA(Asn-Pro-Ala)位点。RT-PCR检测结果显示,KcTIP1基因在转基因烟草株系中成功表达。盐胁迫后,转基因烟草植株根、茎、叶鲜质量,叶片净光合速率,蒸腾速率,叶片组织Na+、K+积累和根尖Na+、K+内流幅度均高于野生型烟草。【结论】KcTIP1具有与其他水通道蛋白类似的蛋白结构和酶学功能,KcTIP1基因过表达可以提高转基因烟草的抗盐能力。