普通小麦品种小偃54中α/β-醇溶蛋白编码基因的克隆与序列分析

醇溶蛋白是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组分,其组成与含量对小麦加工品质具有重要影响。本研究建立了利用PCR从普通小麦基因组BAC文库中筛选含有α/β-醇溶蛋白基因序列BAC克隆的方法,并获得9个不同的含有α/β-醇溶蛋白基因的BAC克隆。从其中鉴定出17个α/β-醇溶蛋白基因,其编码区序列长度为852~957 bp。12个序列在编码区内存在提前终止密码子,推测为假基因。其他5个成员(Gli-Xy54-1、Gli-Xy54-2、Gli-Xy54-3、Gli-Xy54-7和Gli-Xy54-13)分别编码291、310、311、287和317个氨基酸残基,都具有α/β-醇溶蛋白一级结构的典型特征。根据推导的氨基酸序列中乳糜泻病诱发因子的分布情况及多聚谷氨酰胺重复区的长度差异,推测Gli-Xy54-7可能定位于6A染色体,Gli-Xy54-2、Gli-Xy54-3和Gli-Xy54-13可能定位于6B染色体,Gli-Xy54-1可能定位于6D染色体。基因聚类分析支持了上述推论。这是第一次从普通小麦中筛选到包含α/β-醇溶蛋白基因的BAC克隆,并从中得到目标基因全长,对进一步研究普通小麦基因组中α/β-醇溶蛋白编码基因的组成、表达与功能有较好的参考价值。     

小麦ERF转录因子W17互作蛋白的筛选和解析

来自小麦的ERF转录因子W17基因参与胁迫应答,过表达W17可显著提高转基因拟南芥的抗旱性和抗病性。本研究构建了小麦cDNA文库,通过酵母双杂技术筛选W17的互作蛋白,以期进一步解析ERF蛋白的作用机制。将pGBKT7-W17质粒、pGADT7和小麦文库混合转入酵母细胞AH109,在SD/–Trp/–Leu/–His/–Ade营养缺陷型平板上培养,挑选直径大于2 mm的克隆,在SD/Raf/Gal/X-gal平板上划线培养,筛选蓝色克隆。将筛出的克隆测序、BLAST分析,得到4类与W17相互作用的候选蛋白,分别是胁迫相关功能蛋白、翻译后修饰蛋白、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)大亚基/小亚基以及功能未知蛋白。互作验证表明,Hsp90和PPR蛋白与W17有相互作用关系。这些候选蛋白参与信号转导或免疫过程,暗示W17在植物的逆境信号转导、下游基因转录调控,甚至在翻译过程都有重要作用。     

非对称性增温对冬小麦强势粒和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响

以扬麦11为材料,采用全生育期田间开放式增温系统进行增温处理,研究了不同增温处理对小麦强和弱势粒淀粉合成关键酶活性的影响差异。结果表明,冬小麦强势粒中蔗糖合酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和淀粉分支酶(SBE)的活性较弱势粒高,而且三者白天的活性均比夜间高。不增温条件下,整个灌浆期强势粒中SS、AGPase和SBE的活性平均分别比弱势粒高72.9%、111.4%和7.8%。全天、白天和夜间增温条件下,强势粒SS白天的活性比常温对照的高8.4%~31.2%,夜间的活性比对照高11.1%~20.3%;弱势粒SS白天的活性比对照高9.7%~20.3%之间,夜间的活性比对照高6.1%~32.0%。弱势粒中AGPase活性在不同增温处理下也显著提高,其白天的活性比对照高54.2%~124.4%,夜间的活性比CK高20.7%~99.3%。增温对SBE活性的影响较小,强势粒和弱势粒在增温条件下其白天的活性均比对照高3.9%~12.1%,夜间的活性均比对照高1.0%~7.6%。相关分析表明,AGPase和SBE的活性与千粒重之间存在极显著正相关,增温条件下AGPase和SBE的活性显著提高,尤其是弱势粒中AGPase和SBE活性的显著提高是千粒重提高的一个重要原因。     

转基因棉对棉蚜生长发育及其主要代谢物质含量的影响

近年来,转基因棉田非靶标害虫种群数量呈明显的上升趋势,棉蚜是转Bt(Bacillus thuringiensis)基因棉田发生危害较严重的非靶标刺吸性害虫之一.在实验室内,棉蚜分别用转Bt基因棉和亲本常规棉饲养40代以上,采用酶联免疫法( ELISA)检测转Bt基因棉SGK321上棉蚜体内的Bt蛋白含量,研究转Bt基因...     

采用花粉管通道法将蛋白激酶基因导入玉米自交系的研究

通过花粉管通道法将ZmPtil,ZmPtil-1,ZmCIPK2三种蛋白激酶基因植物表达载体分别导入玉米自交系吉444,经草丁膦筛选后得40株抗性植株,通过PCR检测其中28株为PCR阳性植株,平均转化率为1.33％,最后收获11株转基因植株.干旱条件下通过对转基因T1植株的单株籽粒产量、千粒重两个指标进行差异显著性和...     

圆盘分割法在转基因大豆抗虫鉴定上的应用

大豆食心虫是大豆的主要害虫之一,随着大豆种植面积的扩大,其为害逐年加重。应用转基因抗虫品种防治大豆食心虫是现阶段应用研究热点,但其抗虫性一直存在着不易检测的困难。针对这一问题,本实验室设计、提出一种新型室内抗虫生测方法———圆盘分割法。该方法是根据大豆食心虫发生规律和取食习性来进行转基因大豆抗虫鉴定。试验证明了圆盘分割法的可行性;同时,该方法结合网室接虫鉴定法可以使转基因大豆抗虫鉴定更为高效和准确。     

小麦穗发芽抗性相关Vp1基因启动子的分离及功能验证

成熟期穗发芽严重影响小麦产量和品质。Vp1是调节胚发育, 促进胚成熟和休眠的重要转录因子, 对小麦种子休眠和穗发芽抗性具有重要作用。本研究分离了普通小麦B基因组Vp1基因的启动子, 生物信息学预测结果表明, 其含有9个脱落酸响应元件ABRE、2个DREB和6个MYB干旱响应元件、3个赤霉素响应元件GARE、1个水杨酸响应元件TCA-E、2个茉莉酸甲酯响应元件TGACG-motif、4个SKn-1和1个RYREPE胚乳特异表达元件。采用5′端缺失的方法, 构建了系列含Vp1启动子不同区段融合GUS报告基因的瞬时表达载体和植物表达载体。通过基因枪转化小麦愈伤组织, 瞬时表达结果显示, Vp1启动子在无诱导的情况下不能启动GUS基因表达, 在低温、ABA、GA、PEG和NaCl诱导后可以启动GUS基因表达, 表现诱导表达特性, 且其诱导表达强度随启动子缺失片段长度变短而减弱。利用Gateway方法成功构建了6个启动子各缺失片段类型的植物表达载体, 并通过农杆菌介导转化四倍体小麦Stewart, 获得转基因植株。该启动子可有效启动GUS基因在转基因植株的花药、糊粉层、穗轴及根中表达, 其他组织中没有表达。当启动子片段大于660 bp时, 外源ABA可诱导启动子启动GUS基因在转基因植株茎节中的表达。     

田间条件下转玉米C4型PEPC基因小麦的光合生理特性

为了检验转PEPC基因小麦是否具有C₄光合生理特性,以转PEPC基因小麦和对照周麦19为试验材料,分别于抽穗期、开花期、花后第7天和花后第15天测定其单株旗叶的气体交换参数日变化,对净光合速率日变化进行单位日光合总量分析, 并且对净光合速率日变化与单株气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率日变化的相关性进行了分析;在花后第15天测定其单株叶绿素荧光参数,并在成熟期调查了单株产量性状。与对照相比,转基因株系在4个测定时期的旗叶净光合速率明显提高,尤其在花后第15天,单位日光合总量较对照提高29.1%和23.3%,气孔导度和蒸腾速率均明显增加,胞间CO₂浓度降低;花后第15天12:00与8:00相比,转PEPC基因小麦的F_v/F_m、q_p、NPQ、Φ_PSII的变幅均小于对照;单茎重、千粒重、单穗重和收获指数较对照显著增加。以上结果表明,转PEPC基因小麦材料在田间条件下光合特性明显优于对照,且具有提高小麦产量水平的潜力。     

同核异质滇I型粳稻不育系及其保持系的光合特性

滇I型不育系和保持系是我国粳稻杂种优势利用最主要的技术体系之一。本研究利用Li-6400便携式光合测定系统测定了79对滇I型同核异质粳稻不育系及保持系上三叶的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂ 浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(L_s)和叶绿素相对含量(SPAD)。结果表明,不育系间及保持系间的光合参数在3个叶位上都达到了极显著水平,基因型间的这种显著差异为高光效育种提供了宝贵的遗传基础。同一叶位上不育系与保持系间的光合参数具有显著的正相关。除SPAD值外,其他光合参数值在不育系与保持系间没有显著差异,但不育系的SPAD值显著大于保持系。叶绿素相对含量不是粳稻提高光合作用的限制因子;滇I型细胞质对光合作用没有负效应;利用滇I型细胞质转育的不育系的叶绿素含量很可能有所提高。基于剑叶光合参数值对保持系及不育系的聚类,不育系和保持系可分别分为高和较低光合速率的类型。本研究为滇I型不育系的高光效育种提供了理论基础,也可作为杂交粳稻高光效的理论参考。     

Applicability of Aegilops tauschii drought tolerance traits to breeding of hexaploid wheat

Few genes are available to develop drought-tolerant bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. One way to enhance bread wheat’s genetic diversity would be to take advantage of the diversity of wild species by creating synthetic hexaploid wheat (SW) with the genomic constitution of bread wheat. In this study, we compared the expression of traits encoded at different ploidy levels and evaluated the applicability of Aegilops tauschii drought-related traits using 33 Ae. tauschii accessions along with their corresponding SW lines under well-watered and drought conditions. We found wide variation in Ae. tauschii, and even wider variation in the SW lines. Some SW lines were more drought-tolerant than the standard cultivar Cham 6. Aegilops tauschii from some regions gave better performing SW lines. The traits of Ae. tauschii were not significantly correlated with their corresponding SW lines, indicating that the traits expressed in wild diploid relatives of wheat may not predict the traits that will be expressed in SW lines derived from them. We suggest that, regardless of the adaptability and performance of the Ae. tauschii under drought, production of SW could probably result in genotypes with enhanced trait expression due to gene interactions, and that the traits of the synthetic should be evaluated in hexaploid level.