转G2-EPSPS基因玉米D-3侧翼序列分析与转化体特异性检测方法

通过一次3'端高效热不对称交互PCR（hiTAIL-PCR）和一次长链PCR扩增方法获得了转抗草甘膦基因（G2-EPSPS）玉米品系D-3的外源DNA插入片段的全DNA序列（T-DNA）及两端侧翼序列,并建立了转化体特异性PCR检测方法。结果显示：T-DNA插入片段全长4 318bp,由一个G2-EPSPS基因的表达盒构成。根据T-DNA 5'、3'端侧翼序列设计引物,建立了转化体特异性检测方法,并分析了该方法的灵敏度以及检出限,研究结果表明,3'端定性PCR检测方法特异性强,灵敏度高,检出极限为每100ng模板量的0.05%。本研究结果对转抗草甘膦外源基因检测和生物安全评价及监管具有重要意义。     

NaCl+Na_2SO_4胁迫对甜菜根际土壤微生物数量及酶活性的影响

为了探究NaCl+Na_2SO_4胁迫下甜菜根际环境的变化,选用KWS0143和Beta464 2个品种为材料,在盆栽条件下,将Na Cl和Na_2SO_4以摩尔比2∶1混合,按Na占土壤质量百分比为0、0.2%、0.3%和0.4%(S0、S2、S3和S4)设置4个处理,研究不同程度盐胁迫对甜菜根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,胁迫处理下根际土壤真菌、细菌和放线菌数量差异显著,细菌(18.19×10~5~176.23×10~5CFU·g~(-1))放线菌(7.08×10~5~35.18×10~5CFU·g~(-1))真菌(0.18×10~5~0.98×10~5CFU·g~(-1))。同一取样时期,各处理之间比较,土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性和微生物总量均是S3最高;2个品种的根际土壤微生物数量和酶活性在取样后期差异均显著,KWS0143高于Beta464。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量和微生物总量,过氧化氢酶活性与放线菌数量均呈显著正相关。由此可见,一定量的盐胁迫有利于提高甜菜根际土壤微生物数量及酶活性。本研究为调控盐渍土甜菜生长提供了理论依据。     

细菌Ⅲ型聚酮合酶研究进展

Ⅲ型聚酮合酶（PKS）被认为是结构最简单的聚酮合酶,这一类酶广泛存在于植物细菌和真菌中。随着基因组学的发展,细菌中Ⅲ型聚酮合酶引起越来越多的关注。Ⅲ型聚酮合酶在不同细菌中表现出不同的功能,其产物的结构和生物学活性也各不相同。对细菌Ⅲ型聚酮合酶的生物工程学改造也一直是研究的热点。综述了目前已经完成功能鉴定的细菌Ⅲ型聚酮合酶的研究进展,按照细菌Ⅲ型聚酮合酶产物的不同将其分为五类,并分别论述了各类细菌Ⅲ型聚酮合酶的结构、功能以及特点,对深入研究不同细菌Ⅲ型聚酮合酶以及进行生物工程学改造具有重要意义。     

用核基质结合区(SAR)序列提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性

采用最小表达框技术转化植物可以规避由骨架序列引起的安全风险。核基质结合区序列SAR (scaffold attachment region)可作为边界元件与核基质结合阻挡转基因片段邻近染色质区的作用与影响, 提高外源基因稳定性。本研究在最小表达框序列两端添加SAR序列, 提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性, 提高转化基因的表达效率。首先, 以GUS为目的基因构建带有SAR序列的最小表达框, 以科农199为受体进行基因枪转化, 同时以不加SAR序列的最小表达框片段为对照。带有SAR序列的最小表达框片段共轰击857个幼胚, T₀代获得40株再生植株, PCR检测到16株阳性植株, 转化效率为1.87%; 对这16个阳性单株进行GUS染色, 15株显色; 从来自4个T₀阳性植株的18个T₁代植株中随机选取18株进行PCR和GUS染色检测, 有15株表现为阳性。不带SAR序列的对照片段轰击1012个幼胚, 获得31株再生植株, 其中5株PCR阳性, 转化效率0.49%, 这5个阳性植株中仅2株为GUS染色阳性; 来自于5个T₀代PCR阳性株系的10个T₁代单株中没有发现PCR和GUS染色阳性株。表明SAR序列可以提高基因枪转基因效率和目的基因表达稳定性。为了创制抗旱转基因小麦, 以来自大豆的抗旱相关转录因子基因GmDREB3为目的基因, Bar基因为筛选标记基因, 转化受体小麦济麦22, 共轰击6045个幼胚, 获得再生植株130株, PCR检测阳性植株30株, 转化效率为0.50%; 随机选取6株PCR阳性植株进行RT-PCR分析, 其中5株可检测到外源基因的转录。进一步对这5株RT-PCR阳性植株插入片段完整性进行分析, 其中4株插入片段基本完整。通过real-time PCR分析, 发现T₀代6个RT-PCR阳性植株的外源GmDREB3的拷贝数为1~3个。以上结果证明, 在最小表达框两端加上SAR序列后可以提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性。     

花生果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因AhFBA1的克隆与表达

以花生品种花育33为试材, 根据cDNA文库中已知的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶 (fructose-1,6-bisphosphate aldolase, FBA) 基因全长序列设计引物, 通过RT-PCR克隆到该基因, 命名为AhFBA1。AhFBA1全长为1489 bp, 开放阅读框为1200 bp, 编码400个氨基酸。预测该基因编码的蛋白含有Glycolytic保守结构域, 可能定位于叶绿体中。蛋白序列比对和进化树分析表明, 花生与大豆(Glycine max)、苜蓿(Medicago truncatula)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)和菜豆(Phaseolus vulgaris)等豆科植物中的FBA序列相似性最高, 亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示, 在高盐和干旱胁迫下, AhFBA1在花生叶和根中的表达均受明显诱导, 说明该基因可能参与花生对高盐和干旱胁迫的适应性调控; AhFBA1在花生根和叶中均受ABA的明显诱导, 说明该基因对花生非生物胁迫的调控可能是依赖ABA的。     

不同因素对竹柳枝桠材重组木性能的影响

竹柳Salix discolor枝桠材的直径小,是重组木的好原材料。试验结果表明:在竹柳重组木为密度0.9 g·cm-3,脲醛树脂(UF)施胶量15%,枝桠材直径5~10 mm,木束长度150和450 mm,热压温度140℃,加压时间20 min,木束含水率6%条件下制得的竹柳重组木静曲强度为102.04 MPa,内结合强度1.99 MPa,2 h吸水厚度膨胀率3.78%,其值均达到或超过LY/T 1984-2011《重组木地板》行业标准的要求;扫描电子显微镜(SEM)图像表明:用脲醛树脂压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性,木束表面附着的胶黏剂均匀;X射线能谱(EDAX)表明枝桠材直径≥10 mm制得的重组木的碳氧比为0.55,枝桠材直径5~10 mm为0.60,枝桠材直径为≤5 mm为0.62。说明枝桠材直径对碳氧比有影响;且枝桠材制成的重组木的碳氧比高于枝桠材本身的碳氧比(0.41)。     

小麦蛋白激酶TaMAPK2互作蛋白的筛选与验证

【目的】利用构建的干旱胁迫处理的小麦cDNA文库,通过酵母双杂系统筛选与小麦TaMAPK2互作的蛋白,并对其进行验证分析。【方法】以小麦cDNA为模板克隆得到TaMAPK2,构建pGBKT7-TaMAPK2诱饵载体,将诱饵载体pGBKT7-TaMAPK2质粒以及pGADT7和小麦cDNA文库共转化酵母AH109菌株感受态细胞,在SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade营养缺陷型培养基上30℃培养3-5 d,挑选单克隆于YPDA培养基中培养,吸取1 μL各候选克隆的菌液点至于SD/Raf/Gal/x-gal平板上培养,筛选蓝色单克隆。将筛出的单克隆经测序、序列比对分析,初步获得与TaMAPK2互作的候选蛋白。采用双酶切的方法构建pGADT7-HSP90以及pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90双分子荧光互补表达载体,将重组载体质粒pGADT7-HSP90和pGBKT7-TaMAPK2共转化AH109酵母感受态细胞,利用酵母双杂交的方法验证TaMAPK2与候选蛋白HSP90的相互作用;采用PEG-Ca2+介导法将双分子荧光互补表达载体pSPYNE-TaMAPK2和pSPYCE-HSP90共转化小麦原生质体细胞,激光共聚焦显微镜下观察相互作用产生的YFP荧光信号。根据HSP90的保守序列设计特异引物,在SYBR Green Ⅰ的检测模式基础上,构建HSP90的实时荧光定量PCR检测体系,检测HSP90在不同胁迫处理以及不同组织的小麦植株中的表达量。【结果】通过对候选蛋白的初步分析表明这些候选蛋白主要参与植物体的信号转导或免疫过程,表明TaMAPK2在植物的逆境信号转导、基因转录调控过程中发挥着重要作用。通过酵母双杂交显蓝系统和双分子荧光互补技术（BiFc）进一步确认HSP90与TaMAPK2的互作关系。HSP90定位在细胞核、细胞膜以及细胞质中,且在植物的根茎叶中均有表达,在根中的表达量最高。通过实时荧光定量PCR分析显示,HSP90基因受到高温、低温、高盐和ABA胁迫后表达量上调。【结论】HSP90作为分子伴侣,在降解这些受损或异常蛋白以及调控抗逆相关转录因子表达的过程中发挥着重要的作用。非生物胁迫会引起植物体内一些受损或异常蛋白聚合物的积累,HSP90能通过折叠已损坏的蛋白底物以及构象的维持来保持细胞的完整性。表明在植物逆境信号转导过程中,TaMAPK2功能的发挥可能需要HSP90蛋白的参与。     

谷子WRKY36转录因子的分子特性及功能鉴定

【目的】干旱等非生物胁迫严重影响了植物的生长和作物的产量。WRKY转录因子广泛参与了植物生长发育、形态建成和代谢调控等过程,在调控非生物胁迫响应中也扮演着十分重要的角色。分析谷子SiWRKY36的分子特性和功能,解析谷子转录因子的抗逆调控机制。【方法】通过对干旱胁迫谷子转录组测序结果分析,获得了一个WRKY转录因子SiWRKY36;利用生物信息学的方法分析谷子SiWRKY36的分子特性;根据SiWRKY36蛋白序列进行同源性搜索,得到与谷子SiWRKY36蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列;使用MEGA5对谷子SiWRKY36蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建同源物种间系统进化树;利用MEME和SMART在线工具进行蛋白序列分析;利用GSDS和PHYRE2在线工具分别对谷子SiWRKY36基因结构和三级结构进行分析;从谷子基因组数据库Phytozome获取谷子SiWRKY36上游2 000 bp作为启动子;用PLACE数据库对SiWRKY36启动子顺式作用元件进行分析;利用实时荧光定量PCR检测SiWRKY36在不同胁迫条件下（PEG、低温、NaCl、MeJA、ABA、GA和SA、H₂O₂）的表达模式;分别以8种胁迫处理的谷子cDNA作为模板,以谷子Si001873m.g为内参,以SYBR Green染料法进行real-time PCR。用实时荧光定量PCR仪进行PCR扩增;将SiWRKY36的cDNA序列连入带有CaMV 35S启动子的pBI121表达载体中,构建表达载体pBI121-SiWRKY36,转入农杆菌,侵染野生型拟南芥得到转基因株系。用T₃转SiWRKY36拟南芥植株进行抗性鉴定。【结果】谷子SiWRKY36全长1 485 bp,基因编码区包含UTR区和3个内含子以及4个外显子,与柳枝稷亲缘性最高,属于WRKY转录因子家族的第一类。SiWRKY36编码蛋白包含2个WRKY保守域,预测的SiWRKY36蛋白三级结构包含2个α螺旋结构和3个β折叠结构。启动子元件分析表明SiWRKY36包含ABA-responsive element（ABRE）、MYB、MYC、low-temperature-responsive element（LTRE）、GT-1等多种逆境胁迫应答元件。实时荧光定量PCR结果显示SiWRKY36对多种非生物胁迫和激素均有不同程度的响应,但在H₂O₂和低温处理下基因表达量无明显变化;亚细胞定位结果表明SiWRKY36蛋白主要定位于细胞核中。抗性鉴定结果显示,在不进行任何处理的MS培养基上,野生型拟南芥和过表达株系拟南芥的长势基本一致;在2% PEG的处理条件下,3个转基因株系的根长、根的总表面积和根的总体积要大于野生型拟南芥。【结论】SiWRKY36转基因植株可能对轻度干旱有一定的抗性。