BcMF3反义基因植物表达载体的构建及其对拟南芥的遗传转化

根据编码白菜(Brassica rapa L. ssp. chinensis,syn B. campestris ssp. chinensis)果胶甲酯酶的BcMF3 基因cDNA 序列内部第1 343～1 797个碱基之间序列设计引物,从白菜花蕾cDNA中PCR扩增出455 bp的片段,把该片段作为反义基因连接至双元载体pBI12l上,得到了植物表达栽体pBI-B3,并用"三亲杂交"法导入农杆菌LBA4404菌株中,PCR扩增和酶切结果表明所构建的植物表达载体pBI-B3含有BcMF3 反义基因片断,并已导入了根癌农杆菌(Agrobacterinm tumefuciens)中;采用花序浸润法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)后,播种筛选浸润植株的种子获得了5 株卡那霉素抗性植株,PCR 扩增证明BcMF3反义片段成功整合到拟南芥基因组中;转基因拟南芥子代(T2)的抗性分离符合孟德尔分离比例,表明外源基因是单一位点插入.     

白菜雄性不育相关新基因BcMF1的分离及特征分析

【目的】筛选与白菜雄性不育性状相关的新基因,为研究植物雄性不育的分子机制提供依据。【方法】利用cDNA-AFLP技术分析白菜核雄性不育两用系‘ZUBajh97-01AB ’的表达差异,在可育株群中扩增出1条特异条带BcMF-A15T17,通过RACE和PCR技术扩增得到该基因的cDNA和DNA全长序列,并用Northern杂交验证了该基因的表达特征。【结果】该基因被命名为BcMF1,它的cDNA全长为1 684 bp,基因全长为1 985 bp,BcMF1基因仅在两用系可育株群的中、大花蕾中特异表达。推测的BcMF1蛋白含有471个氨基酸,与拟南芥未知功能蛋白家族DUF1216成员的相似性较高,预测该蛋白是一个定位在胞外的分泌蛋白。【结论】BcMF1基因是一个与白菜细胞核雄性不育相关的新基因。     

白菜雄性不育相关基因BcMF3功能的反义RNA验证

为了研究白菜等十字花科植物花粉发育及雄性不育发生的机理,根据编码果胶甲酯酶的白菜雄性不育相关基因BcMF3的cDNA序列设计特异引物,从普通白菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis,syn.B.rapa ssp.chinensis var.communis)花蕾cDNA中扩增出458 bp的片断,构建BcMF3的反义RNA植物表达栽体,然后转化菜心(B. campestris ssp.chinensis var.parachinensis).研究发现,31.3%菜心转基因植株花粉表现出畸形,而且只有部分花粉具有活力,花粉离体萌发率降低为31.6%,其花药果胶甲酯酶活性降低了12.8%.上述结果表明BcMF3基因与普通白菜和菜心等白菜植物的花粉发育密切相关.     

白菜雄性不育相关基因BcMF4的反义RNA验证

根据普通白菜(Brassica campestris ssp.chinensis var.communis)雄性不育相关基因BcMF4的cDNA序列设计特异引物,从普通白菜花蕾cDNA中扩增出607 bp的片断,然后将该片段连接至双元载体pBI12l中,得到反义RNA植物表达载体并导入农杆菌LBA4404菌株中;通过组织培养途径转化菜心(B.campestris ssp.chinensis var.parachinensis),得到了12株转基因植株,其中5株的43.7%的花粉为缩小空瘪畸形,29.6%的花粉缺乏生活力,而且其花粉离体萌发率降低至24.7%.结果表明,反义RNA技术沉默BcMF4基因导致了菜心转基因植株的部分花粉发育不良,BcMF4基因在普通白菜和菜心等花粉发育中起着重要作用.     

BcA9启动子调控的反义BcMF12对白菜基因沉默的效果

 【目的】探讨花药绒毡层特异启动子BcA9调控的反义BcMF12基因对白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis）基因沉默的效果,明确其对花粉发育的影响。【方法】在从白菜花蕾cDNA中克隆BcMF12基因的保守区段的基础上,将白菜花药特异表达启动子BcA9与反义BcMF12基因融合,构建反义表达载体,并经农杆菌介导导入到白菜基因组中,利用抗生素筛选和分子检测筛选出转基因植株。【结果】PCR和Southern检测结果表明,BcA9启动子驱动的反义BcMF12-GUS报告基因已整合到白菜基因组中;Northern杂交显示转基因植株花蕾和花中的BcMF12在mRNA水平的表达明显受到抑制,而且花粉萌发率显著下降。【结论】BcA9调控的反义BcMF12基因明显抑制了BcMF12的表达,从而影响白菜花粉的发育。     

水稻OsDCL3b基因组织表达分析和沉默载体的构建

采用荧光定量PCR方法分析了籼稻93-11根、茎、叶和花药中OsDCL3b基因的表达,发现水稻不同组织OsDCL3b的表达量存在明显差异,花药中表达量最多,根中表达量最少.重点构建了水稻OsDCL3b基因的沉默载体,通过农杆菌介导转化粳稻中花11,获得了转基因To代阳性植株,为进一步研究OsDCL3b基因的功能打下了基础.     

3种不同启动子构建ACC脱氨酶基因植物表达载体

从阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)UW4菌株克隆出ACC脱氨酶(1-aminocyclopmpane-1-carboxylic acid deaminase)基因连接至pGEM-T vector上,并采用3种不同启动子(组成型表达启动子CaMV35S、花特异表达启动子CHSA及衰老特异表达启动子SAG12)分别构建ACC脱氨酶基因的植物表达载体,经PCR及酶切鉴定均已构建成功.为后期选择不同的花卉等植物材料遗传转化研究打下基础.     

2种启动子驱动下的VaCBF3基因植物表达载体构建

为了探索山葡萄CBF3基因(VaCBF3)对杨树的遗传转化的影响,及组成型启动子和诱导型启动子对转基因植株生长的影响,分别构建由2种类型启动子调控的植物表达载体.根据GenBank上公布的rd29A基因序列设计特异性引物,利用PCR方法从拟南芥基因组DNA中克隆rd29A基因启动子片段,利用限制性内切酶通过酶切、连接构建由组成型启动子35S和诱导型启动子rd29A基因启动子驱动的VaCBF3基因植物表达载体,利用冻融法完成重组质粒对根癌农杆菌LBA4404的转化.试验结果表明,所克隆的rd29A基因启动子片段序列分析表明该启动子片段长度为945bp,与GenBank中基因序列同源性达99％,具有DRE、ABRE、TATAbox和CAAT box4个完整的顺式作用元件,具有启动子功能.经过酶切、连接成功地将目的基因与载体质粒连接,并将重组质粒导入至根癌农杆菌LBA4404中,为下一步利用农杆菌介导法对杨树的遗传转化及研究2种启动子的启动效率奠定了一定的基础.     

细胞质雄性不育相关基因orf224的克隆及其植物表达载体的构建

利用 PCR技术从油菜 Polim a不育系中扩增出细胞质雄性不育相关基因 orf 2 2 4 ,并将其克隆到p GEM- T Easy载体上得到重组质粒 p GEMORF。在此基础上 ,用限制性内切酶将 orf 2 2 4基因从质粒 p GEMORF上切下 ,连接在 p BI12 1质粒的 Ca MV 35 S启动子和 NOS终止子之间。经 PCR和酶切鉴定 ,得到了 orf 2 2 4基因的植物表达载体 p BIORF     

人工雄性不育基因及恢复基因表达载体的构建

结合Cre／loxp定位重组系统和杂种一代的育种特点,构建了雄性不育基因表达载体pCABARTABn和相应的恢复基因表达载体pBINPLUSCre。将位于质粒pTTABn中的雄性不育基因表达盒(含TA29启动子、barnase基因及Nos终止子)切下插入中间克隆载体pGloxp2个同向lox位点之间,再将上述表达盒连同lox位．占、切下插入pCAMBar,获得以除草剂Basta为筛选剂的雄性不育基因表达载体pCABARTABn。PCR方法从溶原菌BM25．8基因组DNA扩增出Cre基因,克隆测序验证无误后插入PBI 525 CaMV 35 S-35S双启动子和Nos终止子之间,再将表达盒切下插入pBINPLUS质粒相应位点,得到恢复基因植物表达载体pBINPLUSCre。     

利用cDNA-AFLP技术分析白菜核雄性不育两用系的表达差异

 利用cDNA AFLP技术 ,对白菜核雄性不育两用系可育株群和不育株群分析显示 :花蕾之间基因表达存在差异 ;莲座期叶片之间、开花期叶片之间和花茎之间基因表达无差异 ;叶片、花茎和花蕾之间基因表达存在差异。对开花期的小蕾、中蕾和大蕾分析显示 :10对引物中 ,1对在可育株中蕾和大蕾中扩增出 1条特异带 ,另 1对扩增出 1条在可育株中蕾中表达丰度高于不育株中蕾的条带 ,其余 8对未发现差异条带。对上述表达丰度有差异的基因进行Northern验证 ,结果与之一致 ,表明cDNA AFLP技术可以用于植物雄性不育基因表达差异的研究。     

Effect of the Antisense BcMF12 Driven by the BcA9 Promoter on Gene Silencing in Brassica campestris L. ssp. chinensis

The study analyzed the silencing of BcMF12 gene regulated by BcA9 promoter in the transgenic pakchoi and confirmed the effect of antisense BcMF12 gene on the pollen development. A conserved BcMF12 gene fragment was amplified from the cDNA of flower buds in pakchoi (Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis) and was fused to the anther specific BcA9 promoter. The plant antisense expression vector was constructed and then introduced into pakchoi via Agrobacterium-mediated transformation. The transgenic plants were screened by antibiotics and molecular analysis. PCR and Southern blot revealed that the antisense BcMF12-GUS fusion gene regulated by BcA9 promoter was integrated into transgenic plants. Northern blot suggested that the expression of BcMF12 gene was down-regulated significantly. The pollen germination rate of transgenic plants with antisense BcMF12 gene decreased as compared with that of the control plants. The expression of the gene BcMF12 related to the pollen development was inhibited by the antisense BcMF12 driven by BcA9 promoter, which consequently affected the pollen development in pakchoi.     

Differential Expression Analysis of Genic Male Sterility A/B Lines in Chinese Cabbage-Pak-Choi(Brassica Campestris ssp. chinensis Makino)

To determine differential expression of genic male sterility A/B lines in Chinese cabbage-pakchoi (Brassica campestris ssp. chinensis Makino var. communis Teen et Lee), we used the RNA fingerprinting technique, cDNA-AFLP analysis, in different developmental stages and different tissues. While no obvious differential expressions were observed in rosette leaves, florescence leaves, and scapes, some differential expressions were found in alabstrums of A/B lines and among leaves, scapes and alabstrums. We analyzed the alabstrums collected in different developmental stages with 10 primer combinations. We got a unique band between middle size alabstrums and large alabstrums in B line in one of the ten pair primers, and in another one pair, one band reflecting a higher gene-expression level in A line than that in B line was obtained. No unique bands were found with the other primer combinations. The bands reflecting different gene-expression level were confirmed by Northern hybridization. The results indicated that cDNA-AFLP was a suitable tool for studying differential expression of genic male sterility in plants. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis patterns of soluble proteins further verified the difference in A/B lines.     

白菜花药特异基因BcPRO的克隆及表达分析

    根据基因数据库已有的Profilin 4序列设计简并引物,在白菜花蕾cDNA中成功克隆到前纤维蛋白基因,命名为BcPRO,在基因库中的登陆号为EF492988.BcPRO基因编码区由405个核苷酸组成,编码134个氨基酸,推导的氨基酸序列与甘蓝型油菜和拟南芥的花粉前纤维蛋白分别有95%和92%的同源性.RT-PCR表明,BcPRO基因仅在保持系的Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级花蕾及Polima雄性不育系的Ⅲ级和Ⅳ级花蕾中表达,并且表达量逐级增大,而在莲座叶、花茎叶、茎、根及Ogura雄性不育系的所有部位均未能检测到.进一步研究发现,BcPRO基因在花药中表达,在萼片、花丝、雌蕊、花瓣等部位均未见表达.这些实验结果表明,BcPRO基因为花药特异基因,可能在花粉发育过程中起着重要作用,并且在相同核背景下,有着不同的细胞核-细胞质互作模式.文中还就不同植物花粉前纤维蛋白氨基酸序列进行了比对、分析.     

Directional Breeding of An Oval-ecotype Male Sterile Line of Chinese Cabbage(Brassica campestris L. ssp. pekinensis)

[目的]探究大白菜定向转育卵圆生态型雄性不育系的方法。[方法]以大白菜核不育＂复等位基因遗传假说＂为理论依据,以甲型两用系‘AB12’为不育供体品系,以卵圆生态型可育品系‘06048’为待转育品系,采用杂交、回交、兄妹交和测交的方法,按照定向转育方案将核不育基因定向转育。[结果]各世代育性分离比率与理论相一致,成功育成了一种不育株率100%的具有‘06048’园艺性状的新核不育系,实现了核不育基因和园艺特性的同时转育。[结论]该研究成果验证此定向转育方案是可行的,进一步为基因型为 msms的其他园艺性状的大白菜定向转育提供理论基础,也可以推广应用到整个芸薹属其它经济作物中,极大的拓宽了优良核不育基因的实际应用范围。