乔松根特异启动子PmPgPR10驱动Na+/H+逆转运蛋白提高转基因水稻的耐盐性

 为获得抗盐水稻,将小麦液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因TaNHX2与乔松(Pinus griffithii)根诱导型特异表达启动子PmPgPR10融合（PmPgPR10∷TaNHX2）并转化水稻,以研究PmPgPR10启动子对TaNHX2基因表达的影响以及转基因植物的耐盐性。PCR、Southern和实时PCR试验结果表明,PmPgPR10∷TaNHX2基因已通过农杆菌介导法整合进水稻基因组,而且外源基因已在受体细胞中正确表达。在盐胁迫处理时,转PmPgPR10基因植株的耐盐性以及外源基因的表达量显著高于对照植株,说明PmPgPR10启动子可以调控TaNHX2基因在根中特异表达。为了进一步分析转基因植株耐盐机理, 比较了日本晴和转基因T3代植株中液泡腺苷三磷酸酶（V ATPase）和液泡焦磷酸酶（V PPase）活性,发现转PmPgPR10∷TaNHX2基因水稻的V ATPase和V PPase酶活性显著高于非转基因对照,说明V ATPase和V PPase活性提高在转TaNHX2基因水稻耐盐性过程中发挥重要作用。在盐胁迫处理时,V ATPase和V PPase活性只能在转基因植株的根中但不能在叶片中被检测到,进一步说明PmPgPR10启动子在根中特异性表达。因此,PmPgPR10具有在根中增强下游TaNHX2基因表达,并显著提高转基因植株耐盐性的能力。     

利用非洲长雄野生稻改良栽培稻的耐盐性

为了研究水稻的耐盐性，本研究通过测试5个长雄野生稻（Oryza longistaminata）的耐盐性，发现材料E11-9苗期耐盐性显著优于耐盐品种韭菜青。利用长雄野生稻E11-9对亚洲栽培稻海南红米进行耐盐性改良，创制了1个苗期至孕穗期耐盐性明显增强的株系CXZH，表明非洲长雄野生稻E-119在改良亚洲栽培稻耐盐性方面具有实际应用价值。     

玉米耐盐基因ZmHKT1;5在烟草中的功能验证

HKT类基因是与植物耐盐性密切相关的一类基因。在作物中HKT蛋白可通过排出Na+来维持植物体内的Na~+/K~+平衡,从而影响植物耐盐性。通过在烟草中过表达玉米ZmHKT1;5基因,验证该基因具有提高植物耐盐性的作用。结果表明,过表达ZmHKT1;5基因的T0代材料即显示出叶片耐盐能力的明显提高;T2代转基因株系种子在含盐培养基上的发芽能力明显强于野生型材料,T2代转基因株系幼苗阶段的耐盐能力也得到了明显的提高。通过比较在盐胁迫后2月龄的转基因材料和野生型材料的生理指标,发现野生型材料中MDA和H_2O_2的含量相较转基因材料发生了更为明显的上升,说明转基因材料中过表达ZmHKT1;5基因有效降低了盐胁迫引起的过氧化物积累。综合转基因验证的结果,证明ZmHKT1;5基因具有提高植物耐盐性的作用。     

玉米花粉管通道法转化脱水素BDN1基因

通过花粉管通道法将脱水素基因BDN1转入玉米自交系合344中,并对转化后代进行PCR和RT-PCR分子检测以及耐盐性功能鉴定,筛选耐盐性较高的转基因玉米新种质.结果表明,实验共获得88株T0代除草剂抗性植株,其中31株PCR检测呈阳性,14株RT-PCR检测呈阳性,对T4代转基因株系苗期进行300 mmol/L NaCl溶液的盐胁迫处理, 2个转基因株系耐盐性比对照提高两个级别.     

水稻类钙调磷酸酶B亚基蛋白基因OsCBL8功能的初步研究

 以转正义或反义OsCBL8基因的T3代株系及非转基因对照为材料, 研究了转OsCBL8基因对水稻农艺性状、内源OsCBL8基因表达和幼苗耐盐、耐旱及耐冷性的影响。结果表明, 供试的16个转基因株系的株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗长和百粒重等性状与对照无显著差异, 每穗实粒数和结实率则大都显著或极显著低于对照。部分转基因株系的半定量RT PCR结果表明, 转正义基因显著增强了植株中OsCBL8基因的表达, 而转反义基因则对内源OsCBL8基因的表达具有一定的抑制作用。在盐、干旱和低温等非生物胁迫条件下的生长实验发现, 1个转正义基因株系的耐盐性得到显著增强, 1个转反义基因株系的耐旱性得到显著增强。 讨论了OsCBL8基因在水稻耐非生物逆境方面可能的机理。     

转铁蛋白基因增强水稻对氧化胁迫与稻瘟病菌的抗性

对转豌豆铁蛋白（pea ferritin,Fer）基因水稻T1代的53个株系进行PCR检测,52个株系能扩增出阳性PCR产物。通过测定光合作用过程中最大光化学通量（Fv/Fm值）分析了由百草枯处理引起的T1代水稻叶片的氧化损害。与未转基因水稻相比,转Fer基因水稻的叶片对氧化胁迫的耐受能力有不同程度的增强。百草枯处理后转基因植株叶片叶绿素含量与水处理叶片相比没有明显下降,而未转基因植株叶片叶绿素含量降低至水处理叶片的20％左右。选取9株对氧化胁迫耐受能力较强的水稻进行了Northern blot分析和子代的稻瘟病抗性测定,其中5株转基因植株Fer mRNA 积累增强。病原菌接种后T2代转基因植株的病斑数量明显少于非转基因植株。表明转Fer基因水稻对氧化胁迫和病原菌有较好的抗性。     

转Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(AlNHX1)大豆纯合系筛选及生理分析

为了获得转Na+/H+逆向转运蛋白基因(Al NHX1)大豆纯合株系并验证其盐胁迫条件下生理反应,对转Al NHX1基因T3代材料进行了PCR筛选和RT-PCR鉴定,并在水培条件下研究了纯合系植株耐盐性、K+/Na+比值、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和相关抗氧化酶活性变化。结果显示经PCR和RT-PCR鉴定,野生型植株没有出现目的条带,而转基因株系有相应的目的条带,表明Al NHX1基因已经整合到大豆基因组中并正常转录。在盐胁迫条件下,转基因各株系成活率明显高于野生型对照,地上部干重和根部干重较野生型显著增加,达到了显著差异水平(P0.05)。此外,在盐胁迫条件下,转基因幼苗能维持根和叶中较高的K+/Na+比值,同时伴随着植株体内MDA和H2O2含量的下降以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化酶(POD)的增加。本研究结果表明供试外源Al NHX1基因在大豆高代材料中超表达,提高了转基因大豆耐盐能力,可为进一步培育适应盐渍化土壤环境下生长的大豆新品种提供重要的种质资源。     

盐生草HgNHX1基因在大麦株系中的功能验证

为了探讨盐和干旱环境胁迫对转盐生草液泡膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因HgNHX1大麦幼苗生长及抗逆性生理指标的影响,以转HgNHX1基因大麦及野生型株系为材料,分析盐(150 mmol· L^-1 NaCl)和自然干旱环境下转基因大麦幼苗的生长特性及生理指标的变化。结果表明,在盐胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量逐渐上升;干旱胁迫条件下,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量呈先上升后下降的趋势,在处理3 d时达到最高。且在胁迫处理的三个不同时间点,转基因株系的相对含水量和游离脯胺酸含量均高于野生型株系,而相对电导率和丙二醛含量均低于野生型株系。这些结果说明,转基因株系中HgNHX1基因能够应答盐和干旱胁迫,具有提高大麦耐盐、抗旱性的功能。     

水稻D1基因新等位突变体的鉴定与功能分析

【目的】株高是作物重要的农艺性状,挖掘株高控制基因并解析其分子功能,可为作物高产育种提供更多有用的基因资源。【方法】利用EMS诱变水稻日本晴获得的矮化突变体d1-11为材料,进行表型和细胞学观察,通过图位克隆的方法鉴定d1-11基因并对基因表达、激素含量和抗旱性进行了分析。【结果】d1-11突变体表现出植株矮化、叶片变短变宽和籽粒形态变圆表型;d1-11突变体叶片中脉萎缩,大脉和小脉数量和面积减少,导致叶片形态变异。d1-11基因被定位到水稻5号染色体R5M15.2和R5M15.8两个分子标记之间;图位克隆结果表明d1-11突变体中D1基因第11外显子和内含子交界处单碱基替换导致基因功能缺失。D1基因在苗期各组织中表达量较高,从分蘖期开始表达量降低;外源脱落酸(ABA)处理24 h后诱导D1基因表达,外源赤霉素(GA)处理抑制D1基因表达,盐胁迫处理24h诱导D1基因剧烈上调表达。d1-11突变体植株GA、油菜素内酯(BR)和生长素(IAA)等激素含量均上升,叶片相对含水量上升、叶片失水速率降低,植株对干旱胁迫抗性显著增强。【结论】鉴定到水稻D1基因新等位突变d1-11,发现d1-11...     

转异苞滨藜BADH基因玉米高世代株系苗期外源基因表达及耐盐性功能分析

以转来自耐盐植物异苞滨藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)玉米T8代株系BZ-136及受体对照自交系郑58(耐盐)为试材,采用盆栽种植方法,分析转基因植株中外源基因的表达情况,检测耐盐相关生理指标。结果表明,转基因株系BZ-136中的BADH酶活性及甜菜碱含量显著高于受体对照,随着盐胁迫时间的延长,其表达量先增加后减少,在胁迫7 d时分别达到了最大值。转基因株系幼苗株高和干重从盐胁迫第3天开始显著高于对照,鲜重和含水量在胁迫第5天和第7天时转基因株系显著高于对照;转基因株系根总体积显著高于对照,直径和根尖数在胁迫第5天时显著高于对照;转基因株系电导率和丙二醛含量均低于对照,分别在胁迫第3天和第7天开始达显著差异,叶绿素含量高于受体对照,从第3天开始二者差异达显著水平。由于外源BADH基因的表达显著提高了基因株系的耐盐性。     

盐胁迫对杂交稻隆两优华占及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响

以杂交稻组合隆两优华占及其2个亲本隆科638S和华占为试验材料,萌发期设置6个NaCl质量分数梯度(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%)和苗期设置3个NaCl质量分数梯度(0.4%、0.8%和1.2%)来模拟盐胁迫试验,以清水为对照,分析盐胁迫对杂交稻及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在各质量分数的盐胁迫处理下,萌发期各项指标均不同程度地受到盐胁迫影响,多数指标值均随盐质量分数升高而下降,且质量分数0.6%是隆两优华占及其亲本的耐盐临界值。在0.2%~0.6%NaCl胁迫下3个品种发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽长的盐胁迫抑制率在品种间存在显著差异,进一步通过隶属函数值综合评价,得出3个品种萌发期耐盐性由强到弱分别为隆两优华占、华占和隆科638S;苗期盐胁迫下3个品种中隆两优华占地上部分K^+/Na^+比值最大,表明其耐盐性最强。综合萌发期隶属函数值和苗期K^+/Na^+比值可以得出,杂交组合隆两优华占与其亲本比较,耐盐性更强,说明水稻的耐盐性具有一定的杂种优势。     

盐胁迫对野生稻种子萌发及幼苗生长的影响

以3个野生稻品种(系)和常规稻品种吉粳301(CK)为试验材料,研究了不同NaCl浓度对野生稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,盐胁迫对野生稻和常规粳稻种子萌发及幼苗生长的影响不同,NaCl浓度≤0.3%时,盐胁迫对3个野生稻种子发芽及幼苗生长没有影响,但促进吉粳301种子发芽及幼苗生长;NaCl浓度≥0.5%时,随着NaCl浓度的增大,3个野生稻种子发芽率逐渐降低,幼苗的根长、苗长、根冠比逐渐变小;NaCl浓度与3个野生稻种子发芽率有一定的负相关性;NaCl对野生稻幼苗根的抑制作用强于对苗的作用;不同野生稻品种对NaCl溶液的耐受能力不同,从大到小依次为MY-3、延引红、HY-1。     

细胞膜质子泵基因超表达促进水稻种子萌发

 构建了质子泵基因OsA8（AJ440219）超表达的水稻株系（OE1）,以其T2代种子为材料,研究细胞膜质子泵基因超表达对种子萌发的影响。结果表明,质子泵超表达的种子不仅发芽速度快,而且初生根生长也比野生型快。鉴定了OsA8及其他质子泵基因在转录水平上的表达差异,并通过两相分离法纯化了初生根系质膜的H+ ATPase,检测其活性。通过蛋白质免疫杂交技术分析比较超表达的水稻株系与野生型水稻根系H+ ATPase酶蛋白浓度的差异。结果显示,超表达材料根系OsA8基因的表达量高于野生型,其单位膜蛋白中质膜H+ ATPase蛋白的浓度也显著高于野生型,因而其根系质膜H+ ATPase活性高于野生型。超表达材料OE1的种子萌发速率和初生根的生长速率均快于野生型的主要原因很可能就是质子泵基因OsA8在OE1水稻种子中超量表达所引起的下游生理效应。     

OsBTF3过量表达和RNAi转基因水稻抗盐和抗低温胁迫鉴定

 为评估水稻OsBTF3基因在水稻对非生物逆境胁迫应答中的功能,利用RT Q PCR技术,对经高盐(200 mmol/L NaCl溶液)和低温(4℃)胁迫处理后水稻的OsBTF3基因表达动态进行了测定,并对前期获得的OsBTF3过量表达和RNAi转基因水稻株系进行了抗高盐和抗低温胁迫的鉴定。结果表明,高盐胁迫处理显著抑制了OsBTF3基因的表达,低温胁迫对其表达影响有一定的变化;转基因T2代过量表达株系对高盐和低温胁迫抗性显著增强,而RNAi转基因株系抗性减弱,说明OsBTF3可能在水稻对高盐和低温胁迫反应中起着重要的调控作用。     

大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究

bZIP转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中起着十分重要的作用,大豆GmFDL06是bZIP转录因子家族A组成员,其表达水平受PEG和高盐胁迫影响。本研究分析了GmFDL06转基因大豆苗期的抗干旱和耐盐性。PEG和盐处理后GmFDL06转基因植株的相对植株高度(RPH)和相对植株干重(RSDW)显著高于非转基因大豆东农50。在盐胁迫下,GmFDL06转基因植株比东农50伤害程度低,并且GmFDL06过表达减少了Na~+离子积累,降低了盐胁迫带来的伤害,且过表达GmFDL06促进了下游逆境胁迫基因的表达。这些研究结果表明GmFDL06参与大豆非生物胁迫反应,并有潜力改善大豆的干旱和盐胁迫耐受性,为大豆抗逆基因的研究及抗逆大豆材料的筛选提供了依据。     

盐胁迫对水稻幼苗期的影响研究——盐胁迫对水稻干物质的影响

对123个不同水稻品种分别在纯水、100 mmol/L NaCl和150 mmol/LNaCl水溶液中的萌发情况进行试验,来研究盐对幼苗单株苗干重,去苗后的种子干重,种子的贮藏物质利用率的影响规律,及利用率对盐胁迫的不同反应,结果表明:在盐胁迫下不同品种单株苗干重显著下降。盐浓度增高,单株苗干重下降率增大。去苗后的种子干重在盐胁迫下明显的升高,盐浓度增大,去苗后的种子干重也增大。在盐胁迫下,各品种的种子贮藏物质利用率都下降。盐浓度增大,种子贮藏物质利用率降低。     

多巴胺引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】探讨多巴胺(Dopamine,DA)引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响。【方法】 以新疆自育水稻品种新稻17号为研究对象,分别用0（纯水）、0.1、0.5、1、1.5 mg/L的DA溶液(分别用S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5表示)引发种子,采用浓度为100 mmol/L的NaCl溶液模拟盐胁迫,以未引发无盐胁迫处理作为对照1(CK),未引发有盐胁迫处理作为对照2(S-CK),研究多巴胺引发对盐胁迫下水稻种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。【结果】与CK相比,盐胁迫下(S-CK)水稻种子的萌发受到明显抑制且萌发速率降低,幼苗长势弱。引发处理不同程度缓解了盐胁迫对种子萌发的抑制,提高发芽率(13.3%~25.8%)和发芽速率,促进幼苗生长;可溶性糖和脯氨酸含量增加(16.4%~51.8%和6.5%~31.2%),超氧化物歧化酶 (28.9%~72.7%)、过氧化物酶 (15.0%~60.1%)和过氧化氢酶 (35.1%~133.0%)活性显著提高,丙二醛 (7.1%~26.8%)含量明显降低。表明对种子进行引发处理,通过增强盐胁迫下水稻种子活力,提高幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,增强了水稻种子及幼苗的耐盐性,其中1.0 mg/L的多巴胺溶液(S1)引发效果优于水引发(S0)。【结论】对于新疆自育水稻品种新稻17而言,1.0 mg/L多巴胺溶液引发能够有效提高其对盐胁迫的抵抗能力,促进种子萌发和幼苗生长。     

盐碱胁迫对花生种子发芽特性影响及盐害综合鉴定评价

随着土壤盐碱地面积不断扩大,盐碱胁迫成为影响花生萌发的重要因素之一。为探究花生品种耐盐碱特性,筛选耐盐碱花生品种,以发芽率、发芽势、发芽指数和盐害率为指标,益花1号、花育25号、花育39号、汾花1号、豫花37号为试验材料,分析NaCl、NaHCO₃和NaCl+NaHCO₃（1∶1）3种盐碱类型,4种胁迫浓度（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%）对花生种子萌发的影响,对比分析各指标间的差异,并进行耐盐碱能力评价。研究结果表明,盐碱胁迫抑制种子萌发,随着盐碱溶液浓度增加发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势,盐害率呈上升趋势,且NaCl+NaHCO₃（1∶1）胁迫程度大于NaCl和NaHCO₃,0.9%和1.2%浓度下种子不萌发。盐害等级划分结果与隶属函数综合评价结果显示,益花1号在3种盐碱胁迫下耐盐碱水平均较高,花育39号在各盐碱胁迫下耐盐碱性最差;益花1号为盐碱胁迫下的优势品种;新疆盐碱土壤类型主要为混合盐碱,综合各指标考虑,0.6%的胁迫浓度可作为评价各品种的耐盐碱性强弱的参考浓度。