蜡梅SAMT基因在烟草中的遗传转化及其功能分析

为研究蜡梅SAMT 基因的调控功能,利用农杆菌介导法将其转入烟草中。经PCR 方法对转基因烟草进行检 测,结果显示:16 株转化植株中有15 株扩增出了目的条带,进一步的RT-PCR 检测结果表明,阳性植株均发生了正 确转录。对转基因烟草植株和未转基因对照植株进行植株大小、叶片形态、花色、花瓣大小以及花期进行观察,均 未发现有明显差异。采用顶空固相微萃取以及气相色谱-质谱技术(HS-SPME-GC-MS)对转基因烟草鲜花进行花 香成分分析,结果表明,转CpSAMT 基因烟草中有较高含量的苯甲醇、己烯醇、芳樟醇、石竹烯和苯甲醛等成分,但未 能检测到水杨酸甲酯和苯甲酸甲酯成分。      

GmSARK启动子驱动IPT基因在拟南芥中的表达研究

[目的]对GmSARK启动子驱动IPT基因在拟南芥中的表达进行研究。[方法]分别克隆IPT基因及GmSARK基因启动子,构建它们的植物表达载体并进行拟南芥的转化,利用PPT(phosphinothricin)除草剂筛选,检测T1代转基因植株;对T1代转基因植株进行黑暗避光和干旱处理后进行半定量RT-PCR分析。[结果]成功克隆得到了IPT基因及GmSARK基因,并构建了它们的p3301-GmSARK-IPT植物表达载体;对T1代转基因植株的RT-PCR表明,目的基因mRNA水平上有所表达。[结论]为进一步研究GmSARK启动子驱动的IPT基因在抗逆中的作用奠定了基础。     

水杨酸诱导表达AtCBF1的转基因烟草研究

CBF是植物低温驯化过程中的关键性调控因子,过量表达CBF可显著提高转基因植物的非生物胁迫抗性。但是,组成型高表达CBF基因常导致转基因植株生长受阻。通过使用人工合成的水杨酸诱导型启动子,结果发现拟南芥CBF1基因在转基因烟草中受低浓度水杨酸诱导表达,且不影响烟草的生长发育。本研究结果说明,组合化学诱导型启动子和CBF基因,可以用于提高作物的抗环境胁迫的遗传改良中。     

转G10aroA棉花株系的获得及分子生物学鉴定

【目的】培育具有抗草甘膦除草剂的棉花材料具有极其重要的意义。利用农杆菌介导法在棉花中转入编码EPSPS酶的抗草甘膦除草剂基因G10aroA,通过体细胞愈伤诱导组织培养技术获得能够稳定遗传的转基因棉花株系材料。【方法】首先,利用不同草甘膦抗性筛选条件比较分析不同棉花受体材料的愈伤诱导效率;其次,以R15材料作为受体,利用含有G10aroA的农杆菌侵染下胚轴切段,在进行体细胞愈伤诱导的组织培养过程中通过草甘膦抗性筛选获得棉花再生植株,对获得的棉花再生植株进行纯合繁育。在此基础上,利用PCR扩增检测证实外源G10aroA在转基因植株中能够稳定遗传;利用RT-PCR分析其外源基因在转基因植株不同组织中的转录水平进行研究、并进一步利用Western-blot对转基因植株中外源蛋白的表达进行分析。【结果】在优化的草甘膦筛选条件下,以草甘膦浓度为2.5 mmol•L-1的抗性条件进行棉花愈伤诱导筛选并获得棉花再生植株;利用特异引物进行PCR检测结果表明,在检测的全部再生植株中,扩增得到1.8 kb预期大小目标条带的阳性株系32株,其中,收获的27个株系的外源目标基因能够在T0、T1转基因植株中稳定遗传;对G10aroA在转基因株系L12、L14的不同组织中的转录表达进行定量RT-PCR分析表明,外源G10aroA在转基因棉花植株的不同组织中表达具有差异,相对表达量高低依次为茎、苞叶、叶和花;另外,蛋白检测结果进一步表明,该外源基因能够在转基因株系L7、L12和L14中植株中正常表达为预期46 kD的EPSPS蛋白。【结论】通过农杆菌介导法转化外源抗草甘膦基因G10aroA,在草甘膦抗性条件下进行棉花体细胞诱导的组织培养,成功获得转外源G10aroA的棉花再生株系,并通过分子生物学方法研究证实外源G10aroA能够在T0、T1转基因株系中稳定遗传、转录以及表达。     

利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究

【目的】通过RNAi策略抑制小麦籽粒ppo的表达,获得籽粒PPO酶活性低、白度高的转基因小麦新种质。【方法】构建了以小麦胚乳特异表达启动子1Dx5启动子驱动的籽粒ppo的RNAi载体pBAC47P-ppoIR,利用基因枪将该载体与含bar的表达载体基因枪共转化中优9507幼胚愈伤组织,获得T0转基因植株。通过分子鉴定（PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR、Northern杂交）、酶活筛选和白度测定等方法对转基因植株及其后代株系进行筛选。【结果】获得了27株阳性T0转基因植株。转基因植株及其后代经PCR和Southern杂交检测表明,RNAi构件已经稳定整合到T1的12个株系中。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明有20株T2籽粒中ppo表达水平明显低于对照。对转基因T2灌浆期籽粒进行PPO同功酶活性分析表明,有6个株系的PPO活性有所减弱。对T4籽粒的面片白度测定表明,5个株系的白度均比对照有所提高,其中2个株系效果显著。【结论】RNAi技术的表达能抑制籽粒ppo表达,降低PPO同功酶的活性,明显提高小麦面片白度,从而为小麦面粉白度的改良、品质育种提供了材料。     

东莞大蕉超表达拟南芥CBF1基因及其抗寒性检测

【目的】研究超表达拟南芥CBF1基因（AtCBF1）对大蕉抗寒性的影响,为从大蕉克隆抗寒相关基因奠定基础。【方法】采用农杆菌介导法转化东莞大蕉的胚性细胞悬浮系,获得转AtCBF1基因的大蕉植株;利用GUS组织染色、PCR、RT-PCR以及RT-qPCR对转基因植株进行鉴定;比较低温处理后的转基因株系和对照的冷害特征以及超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量等生理生化指标,鉴定转基因大蕉植株的抗寒能力。【结果】试验共获得6个抗性再生转化系。GUS组织染色结果表明,除T1外,其余均为阳性;PCR鉴定结果表明,AtCBF1在6个抗性再生转化系均为阳性,而GUS基因在T1转化系中没有检测出;RT-PCR结果表明,AtCBF1在6个转化系均得到表达,对T1、T2和T3 3个转化系进行RT-qPCR检测发现,AtCBF1基因在3个转基因株系表达水平存在差异;在低温处理下,转基因植株的叶片相对电导率、MDA的累积都低于非转基因植株,而SOD总活性高于对照;低温处理条件下,转基因植株叶片的冷害症状明显轻于对照。【结论】AtCBF1在大蕉中超表达,具有增强大蕉SOD活性,降低因低温导致的MDA含量和离子渗漏率,缓解质膜过氧程度,进而改善大蕉植株抗低温胁迫的能力。     

棉花蔗糖合成酶3基因第1个内含子在基因表达中的作用

为了研究棉花SUS3基因编码区的第1个内含子在基因表达调控中的作用,分离该内含子并将其插入到GUS基因编码区中构建载体Susfig::121,将载体Susfig::121通过农杆菌介导转入拟南芥.对转基因拟南芥进行GUS活性分析,发现该内含子对GUS基因在拟南芥中的表达具有负调控作用,并且特异抑制报告基因在花粉中表达....     

水稻启动子OsN1p的克隆与功能分析

将OsN1基因上游881 bp启动子(OsN1p)序列取代pBI121中gus基因上游的35S启动子,构建植物表达载体pBIN1p,经农杆菌介导转化水稻品种‘日本晴’,获得转基因植株。GUS组织化学染色结果表明,由该启动子驱动的gus基因能在愈伤组织中较低水平地表达;稻瘟病菌接种转基因植株24 h后,GUS活性为未接种前的4.2倍;5 mmol.L-1水杨酸(SA)和0.5 mmol.L-1茉莉酸甲酯(MeJA)分别喷施转基因植株叶面6 h后,GUS活性分别为处理前的5.9和2.4倍。表明,OsN1p启动子具有启动活性,同时明显具有受稻瘟病菌、SA和MeJA诱导表达的特性。     

蕙兰Flowering locus T基因的克隆及其对开花的影响

【目的】 探讨CfFT基因在蕙兰成花中的作用。【方法】采用RT-PCR结合RACE技术从蕙兰(Cymbidium faberi)中克隆Flowering locus T（FT）同源基因CfFT。采用实时定量RT-PCR对不同组织及不同花发育时期CfFT进行表达分析。将该基因克隆到PBI121载体上导入烟草中,并对不同转基因烟草株系中的CfFT、NFL、NtFUL和NAP1基因进行实时定量RT-PCR分析。【结果】对蕙兰花芽分化不同时期的CfFT的表达分析表明,CfFT在花芽分化初期的表达量最高,之后随着花芽的成熟表达量逐渐降低。将CfFT导入烟草进行异源表达,转基因株系表现出明显的早花表型。对开花时间不一的转基因株系中的CfFT表达分析表明,其表达量与转基因烟草开花时间早晚成正比。进一步对这些株系内源的NFL、NAP1和NtFUL表达分析表明,NFL、NAP1和NtFUL基因的表达量与CfFT表达成正比,说明NFL、NAP1和NtFUL的表达受FT基因的上游调控。【结论】在烟草中异源表达蕙兰中的CfFT基因能促进烟草提前开花。     

橡胶草法尼基焦磷酸合酶基因的克隆与功能分析

【目的】法尼基焦磷酸合酶（farnesyl diphosphate synthase,FPS）是天然橡胶生物合成的甲羟戊酸途径中的关键酶,获得橡胶草FPS基因并转化野生橡胶草,为研究FPS基因在橡胶草橡胶生物合成过程中的调控作用奠定基础。【方法】采用同源克隆的方法获得橡胶草FPS基因全长cDNA序列,并对该基因进行生物信息学分析。对橡胶草和其他18种不同高等植物的FPS氨基酸序列进行多序列比对及进化树分析。提取橡胶草不同组织：根、叶柄、叶、花梗、花和种子RNA,对FPS基因进行组织特异性表达分析,并对不同生长时期的橡胶草FPS表达量进行比较,分析橡胶草生长过程中FPS的调节作用。将该基因在野生型橡胶草中过表达,对得到的转基因和野生型植株FPS相对表达水平进行分析,比较转基因和野生型植株橡胶含量的变化。碱煮法提取转基因和野生型橡胶草根部的橡胶,测定橡胶含量。【结果】获得橡胶草FPS基因全长cDNA序列,命名为TKFPS（GenBank登录号 KJ558350.1）。序列分析表明该基因包含1个1 029 bp的完整开放阅读框,编码342个氨基酸,编码的蛋白质相对分子量为39.35 kD,理论等电点（pI）为5.41,平均疏水性为-0.242。多序列比对结果表明,橡胶草FPS氨基酸序列含有高等植物FPS基因的5个保守结构域,系统发育分析结果显示新疆野生橡胶草与蒲公英处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知,TKFPS 蛋白无跨膜区域,可能定位于细胞质中发挥功能。组织特异性分析结果表明TKFPS在橡胶草的根、叶柄、叶、花梗、花、种子中均有表达,其中,在叶中表达量最高,根次之,在花中表达量最低。重组子pCAMBIA2300-35S-TKFPS经农杆菌介导法转化野生橡胶草叶盘,得到6株转基因植株。实时荧光定量PCR检测发现,与野生型相比,转基因株系FPS的相对表达量水平明显升高,6株转基因株系TKFPS表达量平均约是野生型的2.8倍。橡胶含量测定结果表明6株转基因株系的根中橡胶质量分数平均比野生型增加了3.92%。【结论】成功从橡胶草中克隆获得TKFPS,并转化野生橡胶草得到转TKFPS的高产橡胶草株系,FPS在橡胶草产胶过程中发挥重要功能。     

转Hpa110-42小麦分子鉴定及赤霉病抗性功能评价

【目的】筛选出抗赤霉病转Hpa110-42小麦植株,为抗赤霉病小麦新品种的选育提供材料。【方法】以转Hpa110-42小麦T2植株和受体扬麦158为供试材料,通过PCR、Southern blotting、RT-PCR等分子技术进行外源基因的整合与表达检测,并采用单花滴注法鉴定转基因小麦的赤霉病抗性,同时探讨其抗性生理。【结果】经分子检测证明,外源Hpa110-42以1—3个拷贝整合到小麦基因组中并能够稳定遗传,在转录水平上也能正常表达。赤霉病抗性鉴定表明,株系T2-17、T2-15、T2-68、T2-44和T2-36的平均病小穗率极显著低于扬麦158。除T2-17外,其余株系的平均病小穗率极显著高于苏麦3号,均未达到苏麦3号的抗性水平。T2-17株系平均病小穗率显著低于T2-15、T2-68和T2-44,极显著低于T2-36、T2-11和T2-20株系。抗性生理分析显示,接种赤霉菌孢子后,所有植株的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性均上升,但转基因高抗植株比扬麦158上升更快,而感病株上升相对缓慢;尽管可溶性蛋白含量呈下降趋势,但转基因植株的高抗植株始终高于其它株。β-1,3-葡聚糖酶活性和可溶性蛋白含量与赤霉病抗性等级值呈极显著负相关。【结论】外源Hpa110-42整合到小麦基因组中,能稳定遗传并正常表达,正向参与了小麦赤霉病抗性调控,获得了抗赤霉病转Hpa110-42小麦植株。     

超表达HPS-PHI融合蛋白增强转基因矮牵牛同化和吸收甲醛能力

最近研究证明,在叶绿体中超表达甲基营养菌固定甲醛关键酶HPS-PHI的融合蛋白(由rmpAB基因编码)是提高转基因天竺葵代谢和吸收甲醛(HCHO)的一个有效策略。以rmpAB转化模式观赏植物矮牵牛,经基因组PCR分析确认5个转基因株系,RT-PCR检测结果表明rmpAB基因在这5个株系的叶片中可以正常转录。选取3个转录水平高的株系进行Western分析,结果证明融合蛋白HPS-PHI能在这3个转基因株系的叶片中表达,表达的融合蛋白HPS-PHI有生物学活性,酶活性最高的株系(P26)是野生型的2.5倍。经检测,3个转基因株系对液体甲醛的吸收速率均高于野生型。用P26株系进行H14 CHO标记试验,结果证实融合蛋白HPS-PHI的超表达也增强矮牵牛同化HCHO的能力。在含有7、10mmol.L-1甲醛的MS培养基上,P26的生长优势很明显,气体HCHO处理也观察到类似的结果,表明转基因矮牵牛HCHO抗性增强。证明应用该策略提高转基因观赏植物代谢和吸收HCHO的能力具有可行性。     

拟南芥抗灰霉病相关基因BRG2的RNAi载体构建及转基因植株的筛选

为研究BRG2基因在拟南芥抗灰霉病过程中的作用及其调控机理,试验构建了含拟南芥抗灰霉病相关基因BRG2特异片段反向重复结构的RNA干扰(RNAi)载体,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥及潮霉素筛选和PCR检测,获得了3株阳性转基因植株;半定量RT-PCR检测转基因株系中BRG2的表达情况,结果发现,转基因株系中BRG2的表达产物比野生型(WT)明显降低,且转基因株系之间差异明显,表明该干扰载体转入拟南芥能特异引起植株中BRG2基因表达量下降。     

猪戊型肝炎结构基因ORF2的克隆及其植物表达载体的构建

通过RT-PCR技术从一份猪粪中扩增并克隆了戊型肝炎病毒主要结构基因ORF2部分片段,大小为681 bp,将其克隆于pMD18-T载体。序列分析表明,与GenBank公布的序列一致。然后,将该基因亚克隆到植物表达载体p35S-2300-two-T-DNA-4×Ta1上,并将载体p2300上的CaMV35S启动子替换为E12启动子,构建成植物表达载体p2300-ORF2-E12。通过冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌LBA4404中,获得了携带ORF2基因的根癌农杆菌菌株,为转基因植物工作奠定了基础。     

PiggyBac转座子介导的诱导细胞永生化转基因载体的构建及其整合效率的检测

【目的】构建在小鼠水平上实现多个目的基因的表达以及标记基因安全删除的转基因载体。【方法】以载体为模板,分别扩增SV40P neo、IRES、tk-PloyA,通过overlap PCR连接,并在两端添加方向相同的LoxP序列,构建转基因基本载体PB-NIT;然后通过overlap PCR扩增获得Tet-CMV-SV40 T-T2A-p 53-PolyA基因表达盒,将其插入PB-NIT中,构建载体PB-NIT-STP;最后将转录因子激活域 rtTA 通过同尾酶连接插入PB-NIT-STP,构建载体PB-rtTA-NIT-STP。【结果】经酶切和测序等鉴定,以上载体均正确;经转座活性鉴定,共转染转座子载体PB-rtTA-NIT-STP和转座酶载体比只转染转座子载体获得的阳性克隆数提高了20倍。【结论】得到了基于PiggyBac转座子的可用于正负向筛选和诱导目的基因表达的转基因载体。     

糖基转移酶基因sm-Ngt1对水稻株高的影响

[目的]研究烟草中受甲基茉莉酸和水杨酸双重诱导的糖基转移酶基因sm-Ngt1过表达对水稻生长的影响。[方法]构建sm-Ngt1的植物表达载体,采用农杆菌浸染法转化籼稻粤泰B,对获得的阳性转基因植株进行高度检测。[结果]共获得117株阳性转sm-Ngt1植株。在成功转入sm-Ngt1基因后,水稻植株出现了不同程度的矮化,其中37%的转基因植株高度为（71.4±9.8）cm,27%的转基因植株高度为（65.1±4.6）cm,而未转基因的对照YTB平均高度为（130.0±4.3）cm。[结论]该研究为研究sm-Ngt1的功能奠定了基础。     

Overexpression of a modified AM79 aroA gene in transgenic maize confers high tolerance to glyphosate

It has previously been shown that a bacterial 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase(EPSPS) encoding gene AM79 aroA can be a candidate gene to develop glyphosate-tolerant transgenic crops(Cao et al. 2012). In this study, AM79 aroA was redesigned using the plant biased codons and eliminating the motifs which would lead to the instability of mRNA, to create a synthetic gene that would be expressed highly in plant cells. The redesigned and artificially synthesized gene, named as mAM79, was cloned into plant expression vector pM3301 Ubi Sp AM79, where mAM79 is fused with signal peptide sequence of pea rib-1,5-bisphospate carboxylase(rbcS) small subunit and controlled by ubiquitin promoter. The plasmid was transformed into maize(Zea mays) immature embryos using Agrobacterium-mediated transformation method. Total 74 regenerated plants were obtained and PCR analysis showed that these transgenic plants had the integration of mAM79. Southern blot analysis was performed on the genomic DNA from four transgenic lines, and the result showed that one or two copies of mAM79 were integrated into maize genome. RT-PCR analysis result indicated that mAM79 was highly transcribed in transgenic maize plants. When sprayed with glyphosate, transgenic maize line AM85 and AM72 could tolerate 4-fold of commercial usage of glyphosate; however, all the non-transgenic maize plants were killed by glyphosate. The results in this study confirmed that mAM79 could be used to develop glyphosate-tolerant maize, and the obtained transgenic maize lines could be used for the breeding of glyphosate-tolerant maize.