大豆锌指转录因子GmDi19-5对高温的响应及互作蛋白的筛选

【目的】高温胁迫已经成为威胁作物生长发育的主要非生物胁迫因素之一,转录因子在植物非生物胁迫响应中起着重要作用。通过对大豆锌指转录因子基因Gm Di19-5在高温胁迫下的响应和功能鉴定,以及利用酵母双杂交技术从大豆c DNA文库筛选与其互作的候选蛋白,研究Gm Di19-5对高温胁迫的响应机制。【方法】以大豆c DNA为模板,利用实时荧光定量PCR检测Gm Di19-5在高温处理不同时间段的表达模式;通过Plant CARE和PLACE数据库预测Gm Di19-5启动子元件,并对Gm Di19-5启动子转基因拟南芥在高温处理下进行的组织化学染色,分析Gm Di19-5启动子在高温胁迫下的活性;构建p GBKT7-Gm Di19-5诱饵载体,验证自激活活性;利用酵母双杂交技术,以p GBKT7-Gm Di19-5为诱饵筛选大豆c DNA文库,筛选与其互作的候选蛋白;进一步用酵母双杂交系统验证Gm Di19-5与候选蛋白的互作;利用实时荧光定量PCR检测候选蛋白基因在对高温处理的响应情况;构建融合表达载体,用GFP-Gm Di19-5融合表达载体转化拟南芥原生质体,检测Gm Di19-5蛋白的亚细胞定位情况。【结果】实时荧光定量PCR结果显示,Gm Di19-5在高温胁迫下上调表达;启动子元件分析表明,Gm Di19-5包含多种与胁迫应答相关的顺式作用元件,包括热响应元件HSE;组织化学染色分析发现,经高温处理后,过表达拟南芥幼苗的地上部分和地下部分均有报告基因的表达;亚细胞定位结果表明,Gm Di19-5蛋白定位于拟南芥原生质体的细胞核中;通过酵母双杂交技术筛选到了与Gm Di19-5互作的候选蛋白,试验进一步验证了Gm Di19-5与Gm Dna J在酵母细胞中互作;另外,实时荧光定量PCR结果显示,互作蛋白基因Gm Dna J受高温胁迫诱导表达。【结论】Gm Di19-5受高温诱导表达,Gm Di19-5可能与Gm Dna J互作,表明Gm Di19-5功能的发挥可能需要Gm Dna J的参与。     

蛋白质组学方法评估转基因抗虫玉米非预期效应

【目的】转基因育种是将对人类有益的外源基因通过生物技术整合进受体植物的基因组中,使其获得通过自然进化无法获得优异性状,这是转入外源基因的"预期效应"。然而,外源基因插入受体植物还可能产生无法控制和预期的细胞、代谢或表型等方面的改变,即"非预期效应"。非预期效应是转基因植物安全评价的核心内容之一,也是近年来研究的热点和难点。本研究以抗虫转基因玉米为材料,利用差异蛋白质组学技术比较研究转基因玉米与其非转基因玉米之间的非预期效应,为蛋白质组学技术解析转基因植物非预期效应提供理论参考。【方法】选取4份已经进入中国农业部安全评价阶段转苏云芽孢杆菌(Bacillus thuringeinsis,Bt)内毒素基因的抗虫玉米材料,即SK12-5zd、IE034z、Bt799z、Bt799zd,以及它们的对照玉米材料郑单958和郑58,分别种植于可控人工温室中。待玉米幼苗生长至5叶1心期时,每份材料取长势一致的6个单株最上部完全展开叶片,混合作为一个样本进行取样,并提取叶片蛋白质。双向电泳技术分别分离4种转基因玉米和它们各自对应的非转基因材料高丰度蛋白质组,利用Image Scanner扫描仪扫描脱色后的蛋白质凝胶,PD Quest 8.0软件(Biorad,USA)分析蛋白质凝胶图谱,以蛋白点相对体积(%Vol)来表述每一个匹配蛋白质的表达丰度,将电泳凝胶上特异性蛋白质和相对体积大于2倍的差异蛋白质点取样,依据相应蛋白质数据库进行质谱鉴定,并对鉴定出的特异性和差异性蛋白质进行细胞功能富集分析(GO)和代谢途径富集分析(KEGG),以评价转基因抗虫玉米的可能非预期效应。【结果】通过比较4种不同转基因抗虫玉米及其非转基因对照的高丰度蛋白质组,除目标抗虫基因外,共鉴定出61个蛋白质,其功能主要是富集于光合作用、碳固定、能量转运等基础细胞功能相关酶类,如核酮糖二磷酸羧化酶、ATP合成酶、丙酮酸磷酸双激酶等。仅有少数几个与光合作用、碳固定和ATP合成途径等基础代谢过程相关基因出现上调表达。KEGG分析表明,与对照ZD958相比,SK12-5zd的差异蛋白在光合生物碳固定途径中显著富集;Bt799zd的差异蛋白则分别在光合生物碳固定途径、光合作用和碳代谢途径中显著富集。与对照Z58相比,IE034z和Bt799z的差异蛋白均在光合作用代谢途径中显著富集。证明4种转基因材料与对照蛋白质组相似性较高,未见基因的异常表达。【结论】测试的4种转基因材料在蛋白质水平未发生影响其安全性的非预期效应;当前结果表明蛋白质组学技术可以用来验证转基因植物的非预期效应。     

花卉育种中的相关生物技术

花卉是园艺学中十分重要的组成部分。近年来，植物组织培养、基因工程、生物信息学等生物技术在花卉遗传改良方面的应用逐步加深和完善。通过对以上3种生物技术基础理论的综述，重点介绍了生物技术在花卉育种中的研究、应用现状及发展前景。     

2株青贮玉米根际固氮菌的筛选鉴定及促生作用研究

为了获得优良的固氮菌,并评价其对青贮玉米的促生效果,本研究采用稀释涂布平板法,利用阿须贝氏固体培养基从青贮玉米根际土壤中分离筛选到10株固氮菌,对其固氮能力进行分析,结果表明,菌株ZL-2和ZL-13的固氮能力较强,菌株ZL-2的固氮量为1.07μg·mL^-1,ZL-13的固氮量为0.95μg·mL^-1。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化特征,确定菌株ZL-2为生癌肠杆菌和ZL-13为成团泛菌。对2株固氮菌的促生特性进行分析,结果表明,2个菌株具有泌铵能力、溶磷能力、产嗜铁素能力和合成吲哚-3-乙酸(IAA)的能力。盆栽试验结果表明,接种固氮菌ZL-2和ZL-13能够显著提高青贮玉米的株高、根长、地上和地下干、鲜重(P<0.05)。田间试验结果表明,2株固氮菌单接种和双接种均能提高青贮玉米的株高、茎粗、产量、粗蛋白含量和全磷含量(P<0.05)。接种2株固氮菌的青贮玉米,其氮代谢和氨同化相关基因(ZmAMT-4、ZmAMTB、ZmGOGAT2和ZmGS1-3)的表达量显著提高(P<0.05)。因此,2株固氮菌...     

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。     

麸皮机械通风初探

麸皮是小麦粉加工的副产品，组织松软，营养物质外露，易受害虫为害；出机水分高，平衡水分低，吸湿速度快，孔隙度大，孔径小，导热性差，易结块、发热、生霉，不宜长期保管。由于受市场的影响，面粉加工企业积压麸皮是很常见的现象，如果保管不善，积压的麸皮就会发热、生霉，造成损失。     

千头菊组织离体培养及快繁技术的研究

以MS作为基本培养基,离体培养千头菊带腋芽茎段。结果表明:6-BA和NAA分别为1.0mg/L和0.1mg/L的组合时丛生芽的诱导效率最高,诱导频率可达100%,6-BA诱导丛生芽的效果明显优于KT和ZT。组培苗在大量元素减半并附加0.4mg/L NAA和0.2%活性炭的1/2MS培养基上诱导生根最为适宜,生根率达100%。     

辣椒根尖细胞微核制片方法的探讨

为了建立辣椒根尖微核技术,对辣椒种子萌发条件和辣椒根尖解离时间等环节进行了探索。结果表明:52℃和室温浸泡利于辣椒种子萌发,可以得到状态良好的根尖材料;在60℃1N HCl中解离7 min,细胞分散和染色效果较好;利用辣椒根尖细胞可以获得理想的微核制片。     

高大平房仓小麦调质试验

小麦在储存过程中，由于自然通风或机械通风而损失一部分水分，轮换出库时水分含量通常比入库水分低1％左右，低于国家标准，不仅造成较大的储粮重量损耗，而且还影响小麦品质。本试验利用环流风机改造成雾化机，在小麦轮换出库前通过调质通风，适当增加小麦水分含量，以减少储粮的数量损耗，改善小麦加工工艺品质。     

两株紫花苜蓿根际芽孢杆菌的筛选及生防效果研究

从紫花苜蓿根际土中分离出2株芽孢杆菌(Bacillus spp.)菌株CYY-6和CYY-42,并评价了其对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制作用,及其对由尖孢镰刀菌引起的苜蓿根腐病的防治效果。经过形态观察、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定菌株CYY-6为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),CYY-42为短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)。同时检测发现这2株芽孢杆菌均能不同程度地合成嗜铁素。在平板对峙实验中,2株菌株均能对尖孢镰刀菌产生拮抗作用,并产生抑菌带,抑菌率分别为49.3%和56.3%。且其发酵液可以致使尖孢镰刀菌菌丝及孢子生长异常,出现菌丝扭曲、断裂、破碎,孢子数量明显减少等现象。在盆栽实验中,2株菌株对由尖孢镰刀菌引起的紫花苜蓿根腐病的相对防效分别为57.55%和64.03%,在紫花苜蓿根腐病防治方面具有较好的应用潜力。