小麦矮腥黑粉菌及其近缘种的RPB2基因片段序列分析

以小麦矮腥黑粉菌（Tilletia controversa Kühn）及其近缘种小麦网腥黑粉菌［T. caries （DC.）Tul.］、小麦光腥黑粉菌(T. laevis Kühn)和其他6种黑粉菌的DNA为模板,用RNA聚合酶II的第2亚基RPB2基因的通用引物RPB2-740F/RPB2-1365R进行PCR扩增。结果表明,3种小麦腥黑粉菌均能扩增出617 bp大小的DNA片段,供试的其他6种黑粉菌没有任何扩增产物。利用DNAMAN软件进行序列分析结果表明,3种小麦腥黑粉菌的RPB2蛋白基因序列的相似性为99.08%,存在17个碱基的差异。利用RPB2基因的通用引物作为小麦腥黑粉菌的内置对照引物,与小麦矮腥黑粉菌的特异引物CQUTCK2/CQUTCK3相结合可提高小麦矮腥黑粉菌检测的准确性。     

农杆菌介导的Bt cry1Ⅰa基因转化花椰菜的研究

利用苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)cry1Ⅰa基因构建了双T DNA边界的植物表达载体pCS1Ⅰa-LR,以瑞士雪球花椰菜具柄子叶和下胚轴为外植体,通过农杆菌介导法将cry1Ⅰa基因导入花椰菜中,共获得30株转化植株,经PCR检测,其中18株为PCR阳性植株,PCR阳性率为60%;RT-PCR和Western杂交检测结果表明,cry1Ⅰa基因在转基因花椰菜中可以正常转录和正确表达。转基因植株用小菜蛾幼虫进行饲虫试验,结果表明,转cry1Ⅰa基因花椰菜对小菜蛾具有很强的毒杀作用,昆虫幼虫的校正死亡率高达100%。获得的转基因花椰菜可用于下一步的抗虫花椰菜的培育。     

利用密码子优化提高Bt cry1Ah基因在转基因玉米(Zea mays L.)中的表达

Bt cry1Ah基因是本实验室从苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株BT8中克隆的一种新型杀虫蛋白基因。在前期工作中已根据植物密码子偏好性对cry1Ah基因进行过一次优化。根据玉米密码子偏好性对cry1Ah基因进行第二次优化,并将两次优化的cry1Ah基因分别构建了pAhmG和pmAhb植物表达载体,利用农杆菌介导法转化玉米自交系综31,分别得到10株和9株阳性转基因玉米植株。通过ELISA、Western blot检测及生物活性检测,比较不同优化的基因在玉米中的蛋白表达量及抗虫情况。初步结果表明外源基因在玉米植株中可以稳定表达并可以遗传。二次优化基因比一次优化基因在玉米中的蛋白表达量更高,抗虫性更好。表明密码子优化有利于提高外源基因的表达。     

蛋白质工程在苏云金芽胞杆菌Cry毒素改良中的应用

Bt微生物制剂和转基因抗虫作物已经在全球范围内取得了巨大成功,但是Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限以及害虫对Bt毒素的抗性风险上升等诸多问题,将严重制约Bt在未来农业生产中进一步发挥巨大作用。利用理性设计、非理性设计等蛋白质工程技术对Bt Cry蛋白进行改造是解决这些问题的新途径。通过总结蛋白质工程在Cry毒素改良中的应用情况,分析了存在的问题,并对未来发展动向进行了展望。     

小麦秆锈菌特异性SSR分子标记的开发

 【目的】研发简单、快速、准确的分子检测技术用于小麦秆锈菌的准确诊断和秆锈病的早期预警。【方法】采用FIASCO法构建秆锈菌基因组微卫星富集文库,分离微卫星DNA序列,设计合成小麦秆锈菌的特异性引物。【结果】根据小麦秆锈菌基因组微卫星富集文库,设计1对小麦秆锈菌特异性微卫星引物Pgtfssr1(f/r),可在来自中国不同麦区的20份小麦秆锈菌分离物基因组DNA中扩增出395 bp的特异性片段,而在小麦条锈菌、小麦叶锈菌和其它麦类病原真菌中未扩增出该特异性片段。病菌侵入寄主30 h后便可检测到特异性DNA片段的存在,灵敏度达到1 ng•μL-1模板DNA浓度水平。【结论】成功研发出小麦秆锈菌的特异性SSR分子标记,为小麦秆锈病早期诊断在生产上的应用奠定了基础。     

高效盖草能降解菌的分离与鉴定

针对海南地区长残效除草剂残留对后茬产生药害问题,以高效盖草能作为研究对象,采用富集培养的方法从长期施用长残效除草剂的土壤中分离到3株细菌,经过对这3株降解菌的培养特性及生理生化特征的测定试验,经传统鉴定方法对3种菌种进行鉴定,结果显示,HM1和HM2同为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,HM3为甲基球菌属（Methyloeoccus sp.）。并分别研究了培养含糖量、温度、pH和高效盖草能初始浓度对分离出的3株降解菌生长的影响,结果表明,HM1和HM3的最适含糖量是0,HM2的最适含糖量为0.5%;HM1和HM3的最适温度范围相同,为20～37℃,HM2的最适温度为25～41℃;HM1、HM2和HM3的最适生长温度分别是35、30和30℃;HM3的生长对酸碱度要求不严格,最适生长pH范围为6.0～9.0,HM1适宜在中性偏酸的条件下生长,而HM2则适宜在中性偏碱的条件下生长,其最适生长pH均为6.0～8.0;HM1和HM2生长的最适高效盖草能浓度是100 mg/L,HM3生长的最适高效盖草能浓度为200mg/L。     

双断根套管嫁接方法对番茄苗愈合及根系再生的影响

试验以‘野原2号’为番茄砧木,以‘春棚1号’番茄为接穗,研究双断根套管嫁接方法对番茄苗愈合及根系再生影响。结果表明,番茄双断根套管嫁接可促进根系发育,提高壮苗指数;番茄砧木再生根根系干鲜重、根系总长、根系体积及根系活力在嫁接20 d后均显著高于其他处理;比较番茄双断根嫁接法和常规砧木不断根嫁接法,结合部直径、疏导组织运输能力与不断根嫁接对照接近,砧木断根条件下,结合部愈合速度不受影响。双断根套管嫁接方法首次应用于番茄嫁接试验,砧木再生根生长旺盛,根系发达,解决番茄嫁接后徒长问题,对番茄嫁接育苗具有指导意义。该项技术已在黑龙江省番茄主要种植地区示范推广,效果良好。     

苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白Vip3A研究进展

营养期杀虫蛋白(Vegetative Insecticidal Proteins,VIP)Vip3A是苏云金芽胞杆菌(Bacillus thurigiensis,Bt)在营养生长对数中期开始分泌的一类杀虫蛋白,其广泛存在于Bt菌中,现已发现8类37种,在遗传上比较保守。与杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)相比,Vip3A蛋白具有热不稳定性,其杀虫机理与ICPs也不同,并且Vip3A蛋白与不同Bt杀虫晶体蛋白具有协同增效作用,这为筛选新的杀虫基因、构建特异高毒力工程菌和转基因抗虫植物以及杀虫分子机理等基础研究提供了新的思路。     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白结构和功能研究进展

对目前解析的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的三维结构进行了比较分析。它们都有类似的结构,有三个结构域,结构域Ⅰ是由7个α螺旋以α5螺旋为中心形成的α螺旋束;结构域Ⅱ是由三个反平行β折叠形成的β棱柱;结构域Ⅲ是一个β"三明治"结构。对这三个结构域的Loop及氨基酸残基与杀虫活性的关系、与通道形成相关的杀虫作用机制的研究进展进行了综述。     

苏云金芽胞杆菌谷氨酰胺合成酶基因glnA的转录调控和过表达

氮代谢对细菌生存至关重要，谷氨酰胺和谷氨酸盐在细菌氮代谢中发挥重要作用。本文对苏云金芽胞杆菌谷氨酰胺合成酶基因glnA的转录调控及过表达进行了研究。通过构建glnR基因的缺失突变株及glnA基因启动子融合lacZ基因的表达载体，测定突变株中glnA启动子活性，发现在胞外营养充足的情况下转录因子GlnR负调控glnA基因。同时在glnR基因苏云金芽胞杆菌缺失突变株中过表达glnA基因。发现与野生型相比，过表达菌株杀虫活性得到提高。