民族院校生命科学创新性实践教学体系的改革与实践

以中南民族大学生命科学学院为例,以培养高素质创新人才为目的,对创新性实践教学体系的改革与实践进行了探讨。     

甘蓝型油菜BnEIN3基因的克隆及菌核病诱导表达研究

乙烯不敏感转录调节基因（EIN3）是定位于细胞核上的乙烯信号转导下游元件，其作为转录因子启动一系列转录级联反应，从而激活乙烯诱导的防御相关基因的表达。拟南芥EIN3功能缺失突变体表现出对死体营养型病原菌高度敏感，表明该基因在抗死体营养型病原菌中发挥一定作用。为克隆甘蓝型油菜EIN3（BnEIN3）基因，该研究采用荧光定量PCR研究菌核病不同抗性的油菜品种接种核盘菌后，BnEIN3的表达变化及差异，初步探讨了BnEIN3在油菜菌核病防卫反应中的作用。     

水杨酸对HL-CMS同核异质系水稻叶片蛋白质及细胞壁成分的影响

分别用3种不同浓度的水杨酸(SA,3.25×10-5,7.5×10-5,1.5×10-4mol/L)处理水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)型不育系粤泰A(YTA)和同核异质的保持系粤泰B(YTB)的三叶期幼苗,研究了幼苗叶片蛋白质含量及细胞壁纤维素和木质素含量的变化。结果表明,外源SA对水稻HL-CMS不育系和保持系的作用效果明显不同。3种浓度的SA均对YTA叶片蛋白质含量的增加起一定的促进作用,其中高浓度SA (1.5×10-4mol/L)的促进作用最为显著,但高浓度的SA对YTB则表现出抑制作用。与对照组(木村B培养液处理)相比,3.25×10-5mol/L和7.5×10-5mol/L的SA均能增加YTA三叶期幼苗叶片中细胞壁纤维素含量,而较高浓度(1.5×10-4mol/L)SA处理的作用不明显。对于YTB,只有较高浓度(1.5×10-4mol/L)的SA 对幼苗叶片细胞壁纤维素含量表现出明显的增加作用,3.25×10-5和7.5×10-5mol/L的SA处理没有明显的影响。YTA和YTB幼苗叶片细胞壁木质素含量的变化对SA的响应浓度有所不同,在较高浓度范围的SA能增加YTB幼苗叶片细胞壁木质素含量,而较高浓度范围的SA对YTA幼苗叶片细胞壁木质素则表现为抑制效应,SA仅在较低浓度范围有促进作用。同核异质系YTA和YTB间叶片蛋白质、纤维素和木质素含量的变化对外源SA处理的响应不同,可能只与YTA和YTB细胞质之间的差异有关。     

红莲型CMS水稻线粒体K+ATP通道特性的初步研究

以水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)不育系粤泰A(YTA)和保持系粤泰B(YTB)黄化苗线粒体为材料,研究了YTA和YTB离体线粒体KA TP通道对其诱导调节剂KCl、ATP、ADP和GTP等的响应特性。结果表明,KA TP通道诱导剂KCl,能明显诱导YTA和YTB线粒体膨胀,但YTA的膨胀程度较YTB的明显;KA TP通道的内源性抑制剂ATP对YTA和YTB线粒体膨胀起显著抑制作用;KA TP通道的内源性激动剂ADP和GTP引起的不育系YTA离体线粒体短暂收缩及之后的再膨胀程度均较YTB的明显;此外,比较YTA和YTB离体线粒体在Rh123一起孵育10 min后,KCl和解偶联剂FCCP处理引起的离体线粒体膜电位(Δψm)下降过程,发现前者的线粒体Δψm较后者的易于过早崩解。对水稻HL-CMS不育系YTA和可育的保持系YTB线粒体KA TP通道特性的比较研究表明,水稻HL-CMS不育系YTA线粒体KA TP通道对其诱导调节剂KCl、ATP、ADP和GTP等的响应较YTB的更敏感。     

不同水稻品种OsVDAC8的表达模式比较与亚细胞定位分析

[目的]研究OsVDAC8的理化性质和表达模式,为探究OsVDAC8的功能提供基础。[方法]用生物信息学分析OsVDAC8的结构特征及表达谱,然后通过定量PCR对3个不同水稻品种日本晴(NIP)、粤泰A(YTA)、粤泰B(YTB)不同发育时期的不同组织中OsVDAC8的表达模式进行分析,并通过BiFC对亚细胞定位进行验证。[结果]OsVDAC8编码区全长1 014 bp,编码337 aa,生物信息学分析结果显示,OsVDAC8是具有1个结构域的稳定的定位于线粒体的亲水蛋白,通过11次跨膜形成特异的桶状结构。在ATG上游含有13个与水稻生长发育及胁迫应答相关的顺式作用元件。RiceXPro和MSU Rice Genome Annotation Project水稻基因表达数据库分析结果表明,NIP中OsVDAC8在生殖生长期的茎和花序出现前后幼穗中表达水平最高,在胚乳和根中的表达量较低。对NIP、YTA、YTB 3个水稻品种中OsVDAC8的表达谱分析结果显示,OsVDAC8在3个水稻品种四叶期的叶鞘表达水平都非常高,在花粉内容物充实期都很低,但幼穗发育的不同时期3个品种中表达水平差异很大...     

鄂西南地区2012-2014年稻瘟病菌致病性变化分析

为研究鄂西南地区稻瘟病病菌的致病型,将2012-2014年采自鄂西南地区感病水稻并分离保存的136个菌株分别接种到7个中国鉴别品种和15个水稻抗稻瘟病单基因系品种上,以中国鉴别品种中的丽江新团黑谷为感病对照,基于7个中国鉴别品种的鉴定结果表明:136个菌株中有121个具有致病性,分属于ZA、ZB、ZC、ZE、ZF、ZG共6群11个生理小种,ZB为优势种群,但ZC频率逐年升高,到2014年与ZB势均力敌;ZB13为第一优势生理小种,ZC15和ZB15所占比例逐年升高.15个水稻抗稻瘟病菌单基因系的鉴定结果将121个菌株分为77个致病型,且不同年份分离的菌株致病力差异较大.90%以上菌株对含有Pib、Pit和Pi11抗病基因的水稻单基因系有致病力,而对含有Pi9和Pikh抗病基因的水稻单基因系的致病力较弱,不到10%.此结果可以为育种工作者及当地农业部门的品种布局提供参考.     

水稻HL-CMS中线粒体基因orf216原核表达载体构建及蛋白纯化

将orf216基因克隆到含有组氨酸标签的原核表达载体pET-30a(+)中,得到重组质粒pET-30a(+)-orf216,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)plys菌株感受态细胞,经IPTG诱导后,SDS-PAGE和Western Blot检测分析表达产物。通过Ni-NTA亲和层析系统纯化获得高纯度目的蛋白。研究结果表明,成功构建了pET-30a(+)-orf216原核表达载体并转化大肠杆菌。SDS-PAGE和Western Blot结果显示30 ku处有单一条带,确定其能高效表达并且诱导表达产物为ORF216蛋白。同时对利用Ni-NTA层析系统纯化高纯度高含量ORF216融合蛋白的条件进行了优化。     

水稻线粒体nad5基因超表达载体的构建和遗传转化

以TRIzol法提取的水稻幼苗总RNA反转录的cDNA为模板,以重组PCR技术扩增得到nad5的ORF,构建含有线粒体信号肽Rf1b5’的nad5双元超表达载体pCAMBIA1305.1::35S::Rf1b5’::nad5,以农杆菌介导的愈伤组织侵染法进行水稻遗传转化。克隆得到的水稻nad5基因大小为2 013 bp,构建了携带线粒体信号肽Rf1b5’的nad5植物表达载体,并成功获得了超表达nad5基因的阳性植株。     

新型不育胞质在栽培稻中的分布与鉴定

为了分析只含有不育基因orf216在栽培稻中的分布,鉴定具有新的细胞质雄性不育胞质类型的种质资源。选取栽培稻824个品系为研究对象,以细胞质雄性不育相关序列HL-Sp1的特异引物进行PCR扩增,初步筛选得到9个候选品系,利用细胞质雄性不育基因orfH79,orf216的特异引物进行PCR扩增完成进一步筛选,并用Southern杂交验证。结果表明,最终筛选出IR72892,IR43,IR735463个只含有不育基因orf216不含orfH79的新型细胞质雄性不育胞质类型的品系。通过分子标记辅助选择,已成功的从824个栽培稻种中筛选到新的具有细胞质雄性不育胞质类型的新品系,为后续不育系的培育和相关理论研究奠定基础。     

甘蓝型油菜Bn19070的表达与同源基因At2G19070的amiRNAi研究

基于原芯片杂交结果,油菜杂合双显性雄性核不育系差异表达基因Bn19070与拟南芥At2G19070基因高度同源,在油菜可育株雄蕊中高量表达,不育株雄蕊中表达量极低。从雄性不育基因At2G19070入手,利用amiRNAi (人工微RNA干扰)技术对其两个RNA区段分别设计靶标,转化拟南芥。在多个转基因拟南芥植株和后代中普遍观察到小孢子数量减少、成熟花粉萎缩失去活力、不结实或者少结实的不育表型。两个靶标的干扰使转基因拟南芥出现了类似的表型,基因表达抑制率都在90%以上,干扰效果好,暗示amiRNAi技术在靶标选择上具有一定的灵活性。At2G19070基因的干扰对Bn19070的功能研究有借鉴作用。