STTM技术沉默马铃薯Stu-miR156对其侧根发育的影响

为了阐明Stu-miR156在马铃薯侧根发育中的生物学功能,以马铃薯栽培品种‘Desiree’为试验材料,利用短串联靶标模拟物(Short tandem target mimic,STTM)技术,成功构建了Stu-miR156沉默表达载体,通过农杆菌介导法转化马铃薯获得了转化植株,qRT-PCR技术检测Stu-miR156及其靶基因StSPL9在转基因植株中的表达量。并通过构建pCAM-GFP-StSPL9融合蛋白表达载体转化烟草,发现靶基因StSPL9位于细胞质和细胞核中。q RT-PCR分析结果表明:在马铃薯转基因株系L1和L2中,Stu-miR156表达量受到严重抑制,在根、茎和叶中均不同程度地下调,其靶基因StSPL9均上调表达。表型分析表明:与野生型对照相比,转基因植株的侧根数量显著减少,生长受到抑制。     

过表达SbRFP1基因提高马铃薯组培苗的耐盐性

利用不同浓度NaCl处理过表达SbRFP1的马铃薯转基因株系和对照组培苗,结果显示5和8 g·L-1的NaCl胁迫时,转基因株系的株高、根长和鲜质量均显著超过非转基因对照。转录组测序发现F-box基因(PGSC0003DMG400013116)和GDSL(Gly-Asp-Ser-Leu)酯酶基因(PGSC0003DMG400007815)等在转基因株系中的表达量显著高于非转基因对照,且经NaCl诱导上调表达。用外源物质处理非转基因组培苗并检测差异基因的表达量,结果显示差异表达基因受水杨酸(SA)等多种物质和NaCl诱导表达。说明Sb RFP1可能是通过调控F-box和GDSL酯酶等胁迫相关基因的表达提高马铃薯组培苗的耐盐性。     

马铃薯StmiR166b靶基因的鉴定及其表达分析

为阐明马铃薯(Solanum tuberosum L.)StmiR166b的生物学功能,以栽培品种‘甘农薯2号’试管苗为试验材料,采用定量PCR技术检测StmiR166b及其靶基因StHB14、StHB15在不同组织中的差异表达;利用pRS300质粒为模板,通过over-lapping PCR技术克隆了包含StmiR166b-StmiR166b*成熟体序列的前体结构,构建了其人工表达载体,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化马铃薯获得了转基因植株。结果表明,StmiR166b及其靶基因StHB14和StHB15在马铃薯根、茎和叶中均有表达,在转基因株系L1、L3中靶基因不同程度地下调表达;与非转基因对照相比,转基因株系的株高和根长变短,生长受到抑制。     

供氮水平对苹果砧木‘M9T337’幼苗生长和GS、GOGAT、AS基因表达的影响

以水培条件下苹果砧木‘M9T337’幼苗为试材,研究了低、适宜和高供氮水平下(0.5、5和25 mmol·L~(-1))谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、天冬酰胺合成酶(AS)基因表达的变化。结果表明,在低氮处理下,根系中GS基因表达量上升幅度明显高于GOGAT和AS,基本趋势是先上调表达后下调表达,叶片中3个基因表达量基本趋于稳定,低氮处理1 d时GOGAT基因在根系中几乎趋于不表达。随着氮素水平的提高,根系中GS和GOGAT基因的表达呈先上调再下调表达的动态变化,叶片中GS和GOGAT基因的表达量升高,AS基因无显著变化,高氮处理下,GS和GOGAT的基因表达受到抑制,GOGAT基因在根系中表达量极低,但叶片表达量明显高于根系表达量。因此,AS和GS参与苹果根系对低氮胁迫的响应,适宜氮水平能够诱导氮代谢关键酶在氮代谢循环中发挥作用,而高氮水平则抑制氮代谢关键酶的基因表达,对植物氮代谢有负面影响。     

苹果MdDRB1基因在番茄中异位表达与功能研究

【目的】将苹果Md DRB1基因转入番茄中,探究苹果MdDRB1基因在番茄中的异位表达与功能。【方法】采用农杆菌介导法,将苹果基因Md DRB1转入番茄植物体内,用PCR检测到该基因已整合到番茄总DNA中。对获得的5个转基因番茄株系进行半定量RT-PCR分析,挑选MdDRB1基因表达水平由低到高的3个株系,用实时荧光定量PCR检测与生长素有关的mi RNAs及相应靶基因的相对表达量。并对非转基因和转基因番茄进行3μmol·L-1IAA和5μmol·L-1IAA处理,对植株进行向光性检测。【结果】转基因株系中miR164、miR160、mi R393表达量下调,mi R167表达量上调,同时,它们分别对应的番茄中的靶基因SlNAC1、SlARF10和SlARF16、SlTIR1的相对表达量上调,SlARF8相对表达量下调。IAA处理后,转基因株系幼苗的侧根数目比未转基因植株增多,同时,转基因株系幼苗的向光性也增强。【结论】苹果Md DRB1基因在番茄中的异位表达,通过抑制生长素响应相关的mi R164、miR160、miR393和增加miR167的积累水平,部分解除其对下游靶基因SlNAC1、SlARF10和Sl ARF16、SlTIR1以及增加Sl ARF8的转录后基因沉默作用,进而提高了转基因番茄对生长素响应的敏感性。     

草莓FvYABBY5.1表达特性和功能分析

在森林草莓中鉴定到5个YABBY家族基因，与其他蔷薇科植物进行系统发育树分析发现，YABBY家族成员被划分成5个亚族（INO、YAB2、YAB3、CRC、YAB5）；各亚家族的外显子和内含子数量有所差异，但同一亚家族的数量相当；各蛋白基序之间离散程度差异较小，表明草莓YABBY家族成员生物学功能可能较为保守。组织特异性表达分析显示，FvYAB5.1在草莓匍匐茎的休眠芽与非休眠芽中表达水平差异显著。过量表达FvYAB5.1的转基因拟南芥叶片形态卷曲呈梭形，植株矮化，开花期推迟；茎尖分生组织（SAM）发育主效基因SHOOT MERISTEMLESS(STM)和KNAT2的表达水平受到显著抑制，生长素和细胞分裂素相关基因AtARF5、AtARR4、AtIPT7的转录表达水平明显升高，AtARR7和AtARR15的转录表达水平则受到了显著抑制。综合以上结果，推测FvYAB5.1可能通过调控细胞分裂素和生长素的拮抗关系，参与草莓匍匐茎节间SAM的发育过程，最终引起匍匐茎中休眠芽与非休眠芽的交替生长。     

月季Rchsp1718基因转化烟草的非生物胁迫耐性研究

 为了研究从月季中分离的小分子热激蛋白Rchsp1718的生理功能, 把Rchsp1718的编码框插入到表达载体PHB的35S组成型启动子后面, 通过农杆菌GV3101转化烟草, 获得转基因植株。在高温、干旱、渗透、高盐胁迫条件下分别检测转基因烟草形态、失水率、电导率、脯氨酸含量及其内外源基因表达模式。结果显示: 与对照相比, 转基因烟草抗性表型明显, 电导率较低, 脯氨酸含量大幅度提高, 失水率降低; P5CS基因的表达量上调, 说明转Rchsp1718基因烟草苗在高温以及高渗透胁迫下表现出明显的耐受性。     

毛白杨 PtAUX1超表达对光照反应的影响

利用构建好的PtAUX1的表达载体,转化毛白杨,获得转基因植株。通过PCR技术检测PtAUX1的转基因植株,分析转化植株在不同的光照长度和光照强度下的形态变化。结果表明:PtAUX1基因影响毛白杨对光照的敏感性,在低光照强度下,转基因毛白杨生长缓慢且叶片卷曲;表明PtAUX1基因通过生长素输入载体的不对称分布影响生长素的极性运输,进而参与叶片极性的建立,影响了器官形态和发育过程。     

番茄SlIAA14基因启动子克隆及分析

为了深入研究SlIAA14基因的表达模式及其调控番茄根系发育的分子机理,利用染色体步移技术从番茄品种‘Ailsa Craig’中克隆到该基因上游2 197 bp的启动子片段。生物信息学分析表明,该启动子片段中含有多个对脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素响应的顺式作用元件,以及对干旱和伤害等逆境胁迫响应的顺式作用元件。利用农杆菌介导的遗传转化方法获得SlIAA14：：GUS + YFP融合基因的转基因番茄植株,转基因植株根系YFP和GUS检测结果显示,该启动子片段在番茄根尖和侧根原基有较高的表达活性,表明SlIAA14基因可能调控番茄根系的伸长和侧根发育的起始。     

月季Rchsp17.8基因转化烟草的非生物胁迫耐性研究

为了研究从月季中分离的小分子热激蛋白Rchsp1718的生理功能, 把Rchsp1718的编码框插入到表达载体PHB的35S组成型启动子后面, 通过农杆菌GV3101转化烟草, 获得转基因植株。在高温、干旱、渗透、高盐胁迫条件下分别检测转基因烟草形态、失水率、电导率、脯氨酸含量及其内外源基因表达模式。结果显示: 与对照相比, 转基因烟草抗性表型明显, 电导率较低, 脯氨酸含量大幅度提高, 失水率降低; P5CS基因的表达量上调, 说明转Rchsp1718基因烟草苗在高温以及高渗透胁迫下表现出明显的耐受性。     

柑橘超量表达CsNBS-LRR通过SA信号途径增强对溃疡病抗性

克隆了柑橘CsNBS-LRR基因，分析该基因在柑橘溃疡病菌（Xcc）、水杨酸、茉莉酸甲酯诱导下的表达特征，通过在晚锦橙中超量表达验证其功能。结果表明，CsNBS-LRR的开放阅读框为3 633 bp，编码1 210个氨基酸。其在感病品种晚锦橙中受Xcc诱导下调表达，而在低感品种四季橘中上调表达；在四季橘中受水杨酸诱导明显上调表达，而晚锦橙中上调幅度较小；两品种CsNBS-LRR受茉莉酸甲酯诱导均不明显；超量表达载体转化晚锦橙获得4个阳性植株；抗性评价表明超量表达CsNBS-LRR明显提升了转基因植株对柑橘溃疡病的相对抗性（病情指数为野生型的75% ~ 88%）；转基因植株中水杨酸含量和水杨酸合成途径中关键基因转录水平明显提高；水杨酸信号途径中的PR基因转录水平也升高。综上所述，CsNBS-LRR是柑橘抗溃疡病的1个抗病基因，它可能通过对水杨酸途径的调控一定程度上增强柑橘对溃疡病抗性。     

苹果多肽激素及其编码基因MdCEP1调控拟南芥根系发育

植物多肽激素是一类经剪切后形成具有特殊功能的成熟的多肽。以‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为研究试材,初步探讨多肽激素C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE1(CEP1)调控根系生长发育的机理,为苹果多肽激素的研究奠定基础。扩增获得多肽激素基因MdCEP1(MDP0000886459),其开放阅读框为366 bp,编码121个氨基酸。进化树分析表明,苹果MdCEP1与白梨的PbCEP1亲缘关系最近。表达分析显示MdCEP1在苹果根和茎中表达量最高,在叶和果实中相对较低;基因表达响应显示MdCEP1表达受到生长素的调控,低浓度生长素明显上调,而高浓度生长素显著抑制MdCEP1表达。外施人工合成小肽MdCEP1p~(Hyp)对拟南芥根系发育起到明显抑制作用,主根变短,侧根数减少。在拟南芥中异位表达MdCEP1,同样表现出主根变短,侧根数减少。qRT-PCR分析结果显示,外源MdCEP1p~(Hyp)处理和过表达MdCEP1均明显抑制了拟南芥根系生长素合成与转运相关基因的表达。研究结果表明MdCEP1在根系生长发育过程中起到了负调控作用。     

异源表达拟南芥赤霉素2–氧化酶基因对矮牵牛形态发育的影响

拟南芥赤霉素2–氧化酶基因AtGA2ox1在矮牵牛（Petunia hybrida）中过量表达导致转基因植株开花延迟,株形明显矮化,花冠变小,花冠表皮细胞变小,但花色变化不明显。施用多效唑对矮牵牛花冠的影响与过量表达AtGA2ox1一致。用拟南芥茎特异性表达基因At3g56700的启动子驱动AtGA2ox1在矮牵牛中表达时,转基因植株的表型变化在株系间存在明显的差异,但外源基因在茎中的表达量都明显高于叶和花中的,果实和种子的发育未受影响,通过对转基因后代的筛选可以获得株形矮化,其它性状的发育受影响较小的转基因株系。     

基于转录组测序分析NaCl胁迫下新疆野苹果叶和根糖酵解相关基因的表达

【目的】筛选新疆野苹果响应NaCl胁迫相关基因。【方法】以新疆野苹果组培苗为试验材料,对150 mmol·L~(-)处理48 h后的新疆野苹果幼苗叶片及根系进行转录组测序。【结果】与对照相比,NaCl处理48 h时,新疆野苹果幼苗叶片中差异表达基因为3 364个,其中1 745个DEGs在盐胁迫响应中上调表达,1 619个DEGs下调表达;根系中差异表达基因为3 808个,其中1 057个DEGs在盐胁迫响应中上调表达,2 751个DEGs下调表达。新疆野苹果叶片和根系中所共有的差异基因有2 095个得到注释,这些基因共涉及44个Pathway,富集最显著的Pathway主要有糖酵解/糖异生、磷酸戊糖途径、果糖和甘露糖代谢、丙酮酸代谢等。【结论】通过转录组测序和qRT-PCR验证发现,新疆野苹果受到NaCl胁迫后,在糖酵解过程中TPI、FBPase、pckA、PPDK等基因表达量发生明显变化,说明糖酵解途径在新疆野苹果应答NaCl胁迫过程中起着一定的作用。     

山茶花CjAPL1基因正义表达载体的构建及对拟南芥的转化分析

 为研究山茶花CjAPL1基因对于重瓣花形成的作用,构建了pCAMBIA1300-CjAPL1正义植物表达载体,酶切结果显示,CjAPL1基因正向插入pCAMBIA1300的启动子和终止子之间,表明CjAPL1植物表达载体构建成功。将pCAMBIA1300-CjAPL1采用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,获得转基因阳性植株65株。随机挑选表型变异明显的3株进行PCR扩增都得到了目的条带,Southern杂交鉴定进一步确认为转基因阳性植株。同时荧光定量检测到在转基因植株中CjAPL1基因表现出较对照显著提高6 ~ 25倍的表达量。转基因阳性植株表型变异明显,花柱和雄蕊数相比野生型各增加1枚和1 ~ 4枚,萼片边缘发育成白色的瓣化状,表明在拟南芥中过量表达CjAPL1基因可以引起花器官形态的变异和数量的变化,因此该基因在花器官形成和重瓣花发育中具有显著的调控功能。     

miRNA调控园艺作物生长发育研究进展

miRNA(microRNA)是真核生物中广泛存在的内源性非编码小RNA，通过碱基互补配对与靶基因的mRNA结合，切割靶mRNA或者抑制靶mRNA的翻译来抑制靶基因的表达。本研究综述了miRNA调控园艺作物生长发育的研究进展，重点阐述了miRNA在园艺作物根、叶、花、果实等器官发育过程中的重要作用。     

西瓜YUCCA 基因家族鉴定及在果实成熟过程中的表达分析

以栽培西瓜自交系97103 为试材，测定不同发育时期果肉及果皮中游离态吲哚-3- 乙酸（IAA）含量。结果显示：果实发育后期，果肉中IAA 含量显著上调，果皮中IAA 含量则一直保持较低水平，推测果肉中IAA 可能对西瓜果实成熟与含糖量积累起重要作用。利用生物信息学手段，鉴定了西瓜生长素合成色氨酸依赖途径限速酶基因家族YUCCA，并对其在果肉与果皮组织的表达水平进行qRT-PCR 检测。结果表明：西瓜YUCCA 基因家族包含 10 个成员，所有YUCCA 基因均含有FMOs 保守结构域，聚类分析表明其分为两大类。基因结构分析显示这些基因包含 2～5 个外显子。ClYUCCA4、ClYUCCA6、ClYUCCA10b 及 ClYUCCA10c 等4 个YUCCA 基因在西瓜果肉中表达，且都在果实发育后期表达明显上调。ClYUCCA4 及ClYUCCA10c 在果肉与果皮中的表达量变化与IAA 含量变化趋势一致，且在其他组织中几乎检测不到表达，推测其可能参与调控西瓜果实的成熟。     

苹果MdDRB1的表达与功能分析

以‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为试材,扩增Md DRB1基因,分析其序列结构,同时原核诱导Md DRB1蛋白并观察其亚细胞定位。利用q RT-PCR检测Md DRB1在非生物胁迫下的表达量,通过遗传转化苹果苗鉴定Md DRB1在非生物胁迫中的功能。基因结构分析显示,Md DRB1具有2个内含子和3个外显子。亚细胞定位显示,Md DRB1主要定位于细胞核,少数定位在细胞质。原核诱导结果显示,Md DRB1融合蛋白以包涵体的形式存在。同时发现Md DRB1反义转基因愈伤中与抗性相关的mi RNA的表达水平上调。在PEG、ABA、盐和低温处理的材料中Md DRB1的表达水平明显上调。另外,Md DRB1过量表达明显提高了转基因苹果组培苗的抗性。推测Md DRB1在抗逆胁迫响应中有重要作用。     

CclSAUR49对柑橘生长及类柠檬苦素代谢的影响

SAUR(Small auxin up-regulated RNA)为植物特有的早期生长素响应基因。为了研究柑橘中CclSAUR49参与调节其类柠檬苦素代谢的功能,用湖北早实枳（Poncirus trifoliata Raf.）的上胚轴进行遗传转化,获得6株Ccl SAUR49的过量表达植株（OE1～OE6）和2株Ccl SAUR49的干扰表达植株（Ri1和Ri2）,观察比较转基因和野生型植株的生长表现,利用电镜扫描和半薄切片分别观察叶片的表皮显微结构和组织结构,并检测了叶片中的生长素和类柠檬苦素含量。6个过量表达植株的形态表现存在差异,其中OE2与野生型相比枝梢增长了23.21%,节间数量增多,叶片长度增加了17.97%;2个干扰表达植株（Ri1和Ri2）枝梢生长量减少23.95%和46.82%;2/3过量表达植株的叶片主叶脉直径增大,而Ri2的减小。6株过量表达植株叶片中Ccl SAUR49的表达水平显著上调,是野生型的2.47～73.29倍,2株干扰表达植株叶片中Ccl SAUR49的表达都受到明显抑制,表达水平为野生型的22.66%和47.22%。转基因植株叶片中CclSAUR...     

欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’NAC基因DRL1负向调节植物抗旱性

以欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’（Vitis vinifera‘Yatomo Rose’）为材料，利用荧光定量PCR技术和转基因技术研究葡萄NAC转录因子DRL1基因对逆境的响应。欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’在激素和逆境胁迫下，DRL1表达呈下降趋势，其中以ABA和干旱胁迫处理最为显著。在ABA处理下DRL1转基因烟草株系种子萌发率和根长均高于野生型。干旱处理下，转基因植株对干旱的耐受性降低，同时胁迫相关基因NtLEA5、NtP5CR1、NtPSCS1、NtERD10C和NtDREB3的表达水平比野生型显著下降。此外，DRL1转基因烟草茎中柱发育受到抑制，尤其是导管横切面积仅为野生型的58%。以上结果表明，DRL1基因可能作为1个负向调节子参与植物的干旱胁迫。