拟南芥AtCOR15a抗寒基因原核表达载体的构建及蛋白表达

[目的]通过RT-PCR获得拟南芥AtCOR15a基因的ORF全长,经酶切、连接,以pET-28a(+)为原核表达载体.构建成pET28a-COR15a的重组表达载体,研究该基因在大肠杆菌中的表达情况,为进一步研究该基因的功能奠定基础.[方法]根据拟南芥AtCOR15a基因序列设计特异引物,利用RT-PCR的方法扩增目的基因,构建原核表达载体pET28a-COR15a,并将此重组质粒转化到大肠杆菌菌株BL21(DE3)中,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷( IPTG)诱导表达,SDS-PAGE电泳分析,验证其蛋白表达量,并对其体系进行优化.[结果]AtCOR15a在大肠杆菌中成功表达,在37℃条件下诱导表达量最大,而30和16℃条件下蛋白表达量降低,IPTG浓度0.2～1.0 mmol/L对蛋白的表达量影响不大,并没有明显差异.但通过在不同诱导时间取样分析,结果发现加入IPTG后诱导5 h蛋白表达量最大,而8 h后逐渐降低.[结论]构建的原核表达载体在大肠杆菌中能高效表达,AtCOR15a融合蛋白分子量大约为19 kD,为进一步研究该基因的功能奠定了基础.     

新疆彩色棉体细胞胚状体的发生及植株再生

以彩色棉栽培品种“新彩 3号”、“新彩 4号”等无菌苗下胚轴为诱导材料进行了组织培养 ,研究了不同基因型及诱导培养基中添加多种激素 2 ,4-D、NAA、IAA、ZT与 KT组合时 ,对愈伤组织诱导及体细胞胚胎发生的影响。实验结果表明在培养基中 2 ,4- D0 .0 5～ 0 .1 mg·L-1,KT0 .1～ 0 .2 mg· L-1时诱导效果最佳 ,产生了颗粒状、分散性好、淡黄色的胚性愈伤 ,胚性愈伤经分化培养基继代 2～ 3次后获得萌发胚 ,萌发胚在生根培养基培养数日后 ,形成了根、子叶、真叶完整的再生植株。并且不同基因型品种愈伤组织和胚胎发生能力表现有所差异。这是国内首次报道利用体细胞胚胎发生获得彩色棉再生植株。     

施硫肥对棉花各生育期干物质分配规律的影响

高产棉花各生育期段的干物质分配规律 :苗期干物质主要积累在叶片 ,蕾期后叶、茎、根所占干重的比例逐渐降低 ,干物质集中于蕾铃。施硫肥可增加棉花植株对氮素的吸收 ,使皮棉产量增加6.5 %～ 1 5 .0 %。     

南疆高产棉花营养特征及施肥方式的研究

在新疆巴楚县中等肥力土壤上进行了氮磷钾不同用量及施用方法的田间试验,研究高产棉花吸收氮磷钾养分的特点与规律.结果表明,欲获得2250kg@hm2以上皮棉产量水平,需施用氮磷钾肥分别为N 330.0～391.5 kg@hm-2,P2O5 138.0～207.0 kg@hm-2,K2O 99.0kg@hm-2.在皮棉产量2400～2600kg@hm-2范围内,干物质累积以花铃期～吐絮期为高峰,占整个生育期的52.2%～70.7%,而植株吸收矿质养分以蕾期～花铃期为高峰,占全生育期吸收总量的70%左右;随着产量的增加每100 kg皮棉所需氮磷钾等矿质养分的数量有所减少;棉花植株体内NP2O5K2O为10.35～0.380.81～0.92,随着产量水平的提高,植株体内磷钾比例有所提高.在相同施氮水平下,追施氮肥分花期和铃期两次追施为好,比花期一次追施增产7%～10%.     

盐角草P5CS基因克隆及其在高盐胁迫下的表达分析

Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是植物脯氨酸合成途径中的限速酶,但P5CS基因在调节植物耐盐过程中具体的生物学功能尚不明确。本研究利用RT-PCR方法从盐角草中分离得到一个P5CS基因,并对其进行了生物信息学分析和盐胁迫表达特性分析。结果表明,盐角草P5CS基因的c DNA序列全长为2151 bp,编码716个氨基酸,其编码的蛋白质分子量为77.6 k D,等电点为5.83,为稳定蛋白,无信号肽和跨膜区域。二级结构预测显示该蛋白分子中α螺旋结构最多,占43.3%。与已知甜菜、菠菜、滨柃、葡萄中的P5CS基因的氨基酸序列相似性分别为91%、89%、81%和80%,说明该基因与P5CS为同源基因,被命名为Se P5CS。Real-time PCR分析表明,该基因受植物盐胁迫后诱导表达,推测Se P5CS基因在盐角草抵御盐胁迫逆境中起着重要作用。研究结果为明确P5CS基因在植物耐盐应答机制中的生物学功能提供基础。     

甜菜蔗糖磷酸合酶基因(BvSPS1)的克隆、表达及酶活性分析

蔗糖磷酸合酶是植物中控制蔗糖合成过程中催化6-磷酸果糖转化为蔗糖的关键酶。为了研究该基因的表达特性,本实验采用RT-PCR方法从甜菜中克隆甜菜蔗糖磷酸合酶基因(BvSPS1)。BvSPS1开放阅读框为3138bp,编码1045个氨基酸。推测BvSPS1氨基酸序列跨膜区域位于第561～593位,与酿酒葡萄(Vitis vinifera)和烟草(Nicotiana tabacum)的序列同源性分别为75.45%和74.59%。利用半定量RT-PCR对BvSPS1进行组织特异性表达检测,结果表明该基因主要在主根及侧根表达,在叶和叶柄中表达较弱,酶活性分析结果与之相同。离体叶片在10%葡萄糖溶液中培养6～12h后,BvSPS1基因表达水平提高,在10%蔗糖中培养相同时间则无变化。     

棉花SSR分子标记体系优化研究

研究以陆海杂交棉为试材,研究了SSR检测体系中PCR扩增的各主要成分对检测结果的影响,确立了适宜的退火温度和反应体积,改进了PCR扩增程序,进一步优化了适用于棉花的SSR检测体系.同时,对聚丙烯酰胺凝胶银染程序作了调整,优化后的棉花SSR检测程序可得到条带强度适中、对比度好的结果.     

盐穗木HcPS_H基因真核表达载体的构建及转化

[目的]盐穗木(Halostachys caspica)属藜科盐生植物,是广泛分布于新疆干旱或半干旱荒漠盐碱环境中的一种极端耐盐的多年生稀盐多汁半灌木,对盐分适应性极强.PS_H基因是一个参与光合反应光系统的基因,在植物光合作用中起着重要的作用.构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体对于了解该基因在盐穗木耐盐过程中的作用有着重要意义.[方法]利用PCR技术扩增得到大小为441 bp的盐穗木HcPS_H基因,经限制性内切酶SalI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒HcPS_H-5N.[结果]通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒HcPS_H-5N构建成功.制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功.[结论]成功构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体,并且能在真核细胞中正常表达.     

玉米ZmPsaH基因真核表达载体的构建及转化

[目的]PsaH是光合系统Ⅰ(PSI)中的一个亚基,在植物光合系统中起着重要的作用.为研究玉米ZmPsaH基因在抗逆中的作用提供基础.[方法]构建玉米ZmPsaH基因真核表达载体是了解玉米中该基因功能的重要途径之一.利用RT-PCR技术扩增得到大小约为420 bp的玉米ZmPsaH基因,经限制性内切酶SalⅠ和NotⅠ进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒ZmPsaH-5N.[结果]通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒ZmPsaH-5N构建成功.制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功.[结论]成功构建了玉米ZmPsaH基因真核表达载体,并且成功转化了酵母.     

盐地碱蓬PsaH基因的克隆及生物信息学分析

【目的】PsaH基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。为深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了基础,并为改良作物耐盐性分子育种提供候选基因。【方法】研究从盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐胁迫文库中筛选出一个与耐盐相关的PsaH基因,经测序获得全长cDNA序列,命名为SsPsaH(GeneBank Accession Number:KC4048847),对该基因进行生物信息学分析进行结构功能预测。【结果】该基因全长770 bp,开放阅读框(ORF)为438 bp,编码145个氨基酸;该基因所编码的蛋白定位于叶绿体膜系统,无信号肽,含有一个跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,二级结构多为无规则卷曲。同时,该基因在不同物种间具有较强的保守性,含有4个高度保守的结构域,系统进化树分析表明,其与菠菜亲缘关系最近。RT-PCR分析表明,SsPsaH基因在根、茎、叶中均有表达,但在茎和叶中表达量高于根。【结论】SsPsaH基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。本研究为以后深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了理论基础。