冷诱导转录因子基因CBF3转化黄瓜的研究

从拟南芥Columbia生态型基因组DNA中扩增并克隆了冷诱导转录因子CBF 3基因,将其与CaMV 35 S启动子和Nos终止子融合后构建成植物表达载体pBINP-35 S-CBF 3.通过农杆菌介导转化黄瓜子叶,获得了具有卡那霉素抗性的黄瓜再生植株.经PCR检测鉴定,表明CBF 3基因已整合到黄瓜基因组中.     

联合双基因表达载体的构建及其拟南芥转化

[目的]为了研究CBF3冷诱导转录因子和细胞渗透调节物质AtGloS3在抗寒中的相互作用,寻找理想的抗寒转基因方式。[方法]根据GenBank中拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组序列设计引物,通过PCR反应克隆包括CBF3(C-repeat Binding Factor 3)基因以及基因上游启动子的DNA序列:CP-CBF3,共2 075 bp。CP是CBF3基因的启动子,受低温诱导。用EcoRI和BamHI双酶切CP-CBF3并置于植物表达载体pCAMBIA1300中,构建CBF3基因冷诱导表达载体pCA-CP-CBF3。然后将带有组成型启动子的肌醇半乳糖苷酶基因AtG-loS3合并于pCA-CP-CBF3中,构建双基因植物表达载体pCA-CP-CBF3-35S-AtGloS3。用真空抽滤虑法将这两个表达载体转化到拟南芥中,并用潮霉素筛选出转基因植物苗。[结果]CBF3和AtGloS3基因均来自拟南芥,而CBF3不存在内含子,AtGloS3基因存在内含子,故以CB-1、CB-2为引物的非转基因植物中也能得到带,而以AT-1、AT-2为引物的非转基因植物不能得到带。[结论]该研究中pCA-CP-CBF3是1个对照,实验的后续工作需进一步进行。     

辣椒CaCBF1A基因的克隆及非生物胁迫下表达分析

为揭示Ca CBF1A基因在辣椒抗逆机制中发挥的功能,对辣椒Ca CBF1A基因进行克隆与分析。以豫椒101为材料,根据参考基因组序列设计引物,通过PCR技术从辣椒基因组c DNA中获得CBF基因Ca CBF1A。经生物信息学分析,该基因具有一个完整的ORF(471 bp),编码156个氨基酸。Ca CBF1A编码的蛋白质包含保守的AP2 DNA结合域。对其亚细胞定位、跨膜结构进行分析,预测其定位在叶绿体中,存在跨膜结构。荧光定量PCR检测结果表明,低温、高温和盐胁迫均可诱导Ca CBF1A基因的表达,其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明Ca CBF1A是一个逆境胁迫快速响应基因,推测其在辣椒抗逆机制中起着重要的作用。     

椰子CBF基因的克隆研究

为了从分子水平上解析椰子抗寒的机理,以油棕的CBF基因序列设计引物,对椰子的基因组DNA进行PCR扩增,并对PCR产物进行回收、连接、转化以及测序,最后获得了1条DNA序列。这条序列与油棕的CBF基因的同源性高达99%,被证实为CBF基因。将克隆的椰子的CBF基因与禾本科作物的CBF基因进行聚类分析,结果显示:所克隆的CBF基因与HvCBF1、OsDREB1E、HvCBF11和TaCBF11具有较高的同源性。     

CBF3基因的克隆、生物信息学分析及植物表达载体的构建

从拟南芥基因组DNA中分别克隆了CBF3基因和逆境诱导型启动子Rd29A,测序结果显示:克降的CBF3基因长776bp.编码216个氨基酸,与GeneBank公布的的序列相比对,核苷酸同源性达到99.2%,并利用生物信息学手段对其氨基酸序列、进化树、理化性质、疏水性/亲水性等进行分析;启动子Rd29A全长为956 bp,与已报道的该启动子序列比较,其核苷酸同源性为99.5%.以双元载体pCAMBIAl301为基础,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1301一Rd29A-CBF3,为利用CBF2基因提高植物的耐寒性创造了条件.     

黄瓜基因组中抗霜霉病候选基因的生物信息学及其表达特异性

【目的】寻找黄瓜抗霜霉病基因,研究黄瓜抗霜霉病机制。【方法】利用拟南芥和甜瓜抗霜霉病蛋白质序列,搜索黄瓜基因组数据库;通过生物信息学分析候选基因特征,以黄瓜抗霜霉病自交系M801-3-1为试材,分析候选基因在叶片组织中的表达状态。【结果】共获得187个黄瓜抗霜霉病候选基因;确定了候选基因染色体位置和排列特点、序列相似性特征以及系统进化关系;大部分黄瓜R基因在未接种霜霉病菌的抗病自交系和感病叶片组织中都有一定的表达量,在接种霜霉病菌后在抗病自交系M801-3-1中Csa001907和Csa002921表达量下调,感病自交系M302-3 中Csa001907和Csa002921变化不明显。【结论】在黄瓜基因组中存在185个与拟南芥抗霜霉病基因同源的R基因,2个与甜瓜的抗霜霉病基因At1和At2同源的eR基因,通过聚类分析这些基因可以分为6类,初步认定Csa001907和Csa002921为黄瓜抗霜霉病的R基因,这2个基因在叶片组织中有一定表达量,其表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的抗病反应。     

黄瓜NRT2基因的鉴定和特征分析

本研究利用生物信息学方法,从黄瓜基因组中鉴定出3个NRT2基因,并对这些基因的基因组分布、结构、遗传进化和顺式元件进行了系统分析。结果显示,黄瓜的NRT2基因分别位于1号、1号和5号染色体,具有2个或3个外显子,分别与拟南芥的NRT2.4或者NRT2.5直系同源;它们都具有数个植物激素和逆境应答元件,暗示它们不仅在氮素吸收过程中具有一定功能,而且与植物逆境应答有关。该结果为进一步研究黄瓜NRT2的功能提供了线索。     

西伯利亚杏全基因组CBF基因家族鉴定及低温胁迫下的表达模式

【目的】利用西伯利亚杏全基因组数据库鉴定CBF家族成员，并分析CBF转录因子保守域特点与功能及其在低温胁迫下的表达情况。【方法】根据西伯利亚杏全基因组数据库，利用BLASTP和HMM Search搜索西伯利亚杏CBF基因，通过CDD和MEME验证其保守结构域。使用Prot-Param、WOLF PSORT、MAGA X、Phyre2、PlantCARE等生物信息学工具分别分析蛋白理化性质、亚细胞定位、系统发育、蛋白三级结构、染色体定位及顺式调控元件。利用实时荧光定量PCR分析西伯利亚杏CBF基因在低温胁迫后的表达模式。【结果】本研究共鉴定出4个西伯利亚杏CBF基因，它们均具有AP2基因家族保守结构域PKKPAGR和DSAWR序列。西伯利亚杏CBF蛋白包含206～246个氨基酸，蛋白理论分子量平均值为25.80 KDa,平均等电点为5.92。PsCBF3和PsCBF4在基因结构上较为相似，亲缘关系更近。4个PsCBFs亚细胞定位均位于细胞核内。启动子顺式作用元件分析结果显示CBF家族成员可参与植物激素和非生物胁迫响应。西伯利亚杏CBF成员均属于酸性和亲水性蛋白。低温胁迫后，CBF基因主要...     

侧金盏花CBF转录激活因子基因片段的克隆

[目的]探索CBF转录激活因子基因在侧金盏花中是否存在。[方法]以侧金盏花基因组DNA为模板,根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计1对特异性引物,通过PCR扩增获得1个DNA片段,将其克隆到pUCm-T载体中,转化大肠杆菌TG1,筛选阳性克隆并对其进行测序鉴定。[结果]测序结果显示通过PCR扩增获得的基因片段长448 bp。在GenBank中检索,该序列与从拟南芥和其他作物中克隆的CBF同源基因序列同源性较低,说明是一个新的基因片段,初步认定该片段是侧金盏花CBF基因片段。[结论]该研究为进一步克隆侧金盏花CBF转录激活因子基因全长序列、鉴定其生物学意义奠定了基础。     

黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析

【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据,利用生物信息学手段,对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定,并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式,为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件,利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID,并利用在线工具Pfam和SMART进行验证,最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据,利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析,检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况,利用TBtools软件绘制表达热图,分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因,分布于7条染色体上,编码氨基酸个数在78—684,分子量8.70—73.82 kD;系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族,...     

转基因表达有机磷水解酶(OPH)提高黄瓜降解蝇毒磷能力的初步研究

为快速提高黄瓜降解有机磷农药残留的能力,选取能广泛降解有机磷农药的有机磷水解酶(OPH)为表达蛋白,构建CaMV 35S启动子驱动有机磷水解酶基因(opd)的植物表达载体pSOP,经双酶切证明重组载体含有插入位置和方向皆正确的目的片段。通过农杆菌介导遗传转化黄瓜子叶节,诱导和筛选出9株抗性苗,获得3株GUS染色和PCR阳性转化苗。酶活性分析表明,转基因黄瓜降解蝇毒磷能力是对照(非转基因株)的4.7~9.7倍,最高达到7.8μmol/(mg.min),有助于加快降解黄瓜中的有机磷农药残留,为食品安全研究提供借鉴。     

抗黄瓜花叶病毒RNAi载体的构建及烟草的转化

[目的]构建抗黄瓜花叶病毒RNAi载体,并将载体转入烟草。[方法]采用RT-PCR方法,扩增黄瓜花叶病毒NS04加工番茄分离物的RNA2基因组的序列。选取CMVRAN2基因组中的复制酶片段作为靶序列,构建pBi35SCR2真核表达载体,并对表达载体进行鉴定;通过农杆菌介导的方法将表达载体转入烟草,用PCR的方法检测载体是否转入。[结果]系统进化树分析结果表明,RNA2中编码CMV-2a的序列与中国浙江的DQ412731分离物有较高核苷酸及氨基酸同源性,分别达到98.0%和96.5%;PCR结果表明,试验成功构建了pBi35SCR2真核表达载体,并成功将表达载体转入烟草。[结论]试验获得的转基因烟草可作为后期攻毒试验的材料,并为研究加工番茄抗黄瓜花叶病毒奠定了基础。     

根癌农杆菌介导油菜CBF1基因转化拟南芥

[目的]为油菜CBF1基因应用于作物抗逆遗传改良提供理论依据。[方法]采用根癌农杆菌介导法将油菜CBF1基因转入拟南芥,筛选抗性转基因拟南芥植株,进行PCR检测和GUS染色。[结果]与不抗潮霉素的野生型拟南芥幼苗相比,对潮霉素具有抗性的转基因拟南芥幼苗的叶片比较大,根特别长。PCR检测表明38株抗性拟南芥植株中有29株能扩增出与目的基因大小一致的条带,阳性率为76.3%,而野生型拟南芥植株没有扩增出相应条带。阳性PCR扩增产物的测序结果表明油菜CBF1基因已经转入到拟南芥。GUS染色表明有22株转基因拟南芥植株呈现阳性。[结论]油菜CBF1基因可以整合到拟南芥基因组并能稳定表达。     

油菜抗逆基因CBF1植物表达载体的构建及对拟南芥的转化

通过RT-PCR技术从油菜中克隆到抗逆相关基因CBF1,将其成功构建到植物表达载体pCAMBIA1304,并通过农杆菌采用Floral dip法将重组表达载体转入拟南芥。经潮霉素抗性筛选和PCR检测,初步证明,油菜CBF1基因已经转入到拟南芥中。     

Agrobacterium-Mediated Transfer of Arabidopsis ICE1 Gene into Lemon (Citrus Limon (L.) Burm. F. cv. Eureka)

The Arabidopsis ICE1 (inducer of CBF expression 1) gene was cloned through RT-PCR of Arabidopsis cDNAs and introduced into the lemon (Citrus Limon (L.) Burm. F. cv. Eureka) genome using Agrobacterium-mediated transformation method. Epicotyl segments from in vitro grown lemon seedlings were co-cultivated with A. tumefaciens strain EHA 105 carrying the binary plasmid pMVICE1, whose T-DNA region contain ICE1 gene driven by 35S CaMV promoter. Among 320 epicotyl segments inoculated, 71 explants responded and regenerated 51 elongated shoots. These shoots were subjected to an extra month of kanamycin exposure. In this way, the number of escapes reduced. Thirteen of 31 survived shoots formed roots and 7 were tested positive using PCR technique. Southern blot analyses confirmed PCR results and demonstrated that more than two copies of the ICE1 gene were integrated into the lemon genome.