油料作物油脂合成调控研究进展

植物油脂不仅是人类可食用油的主要来源,也是人类生产生活中重要的可再生原料。本文概述了植物油脂的生物合成途径,从母体效应、QTL、GWAS等多个方面总结了油料作物油脂合成的遗传学研究进展,同时探讨了已知的油脂合成调控相关基因的功能。本文综述了该领域的研究现状,为深入了解油料作物油脂合成调控网络提供了参考,也为油料作物的分子改良和遗传育种提供了理论基础。     

甘蓝型油菜胚胎离体培养体系的建立及其在油脂合成积累研究中的应用

为便于体外研究甘蓝型油菜的胚胎发育和种子油脂积累规律,以春油菜862的胚胎为材料,构建胚胎离 体培养体系,通过综合比对基础培养基类型、蔗糖浓度、琼脂浓度,确定含蔗糖8%和琼脂0.6%的B5培养基作为胚 胎离体培养和胚胎胚性生长的最佳体外培养体系,并用于研究种子油脂的积累和变化。在体系中分别加入甘蓝型 油菜的角果皮和叶片提取物,调查对胚胎油脂积累的影响,发现含有角果皮提取物和叶片提取物的培养基均能提 高胚胎油脂积累效率,且角果皮提取物对胚胎油脂积累的效率显著高于叶片提取物,源于高油材料的角果皮、叶片 提取物对胚胎油脂的积累效率显著高于低油材料。     

甘蓝型油菜启动子pBnaC05g31880D的克隆与功能分析

以甘蓝型油菜冬性品种中双11的基因组为模板,克隆了BnaC05g31880D基因起始密码子上游-1 525 bp的启动子序列。顺式调控元件的预测分析表明,该启动子含有真核生物启动子必需的核心调控元件TATA box和CAAT box,同时还存在较多的其他功能元件,如光信号响应调控元件ATCT-motif、Box 4、ACE、I-box、LAMP-element、TCT-motif,厌氧感应必需的顺式作用元件ARE,茉莉酸甲酯响应顺式作用元件CGTCA-motif和TGACG-motif,玉米醇溶蛋白代谢调控元件O_2-site,赤霉素响应元件P-box等。为了验证该启动子的表达模式,构建了由其驱动GUS报告基因的植物融合表达载体DX2181G-pBnaC05g31880D,并采用农杆菌介导的花序浸染法转化野生型拟南芥(Col-0)。对筛选和鉴定的阳性转基因株系进行GUS组织化学法染色,结果表明,GUS活性在拟南芥的各个组织中均有较强表达水平,这表明pBnaC05g31880D具有驱动GUS报告基因在拟南芥各个组织中组成型表达的特性。这为该启动子在油菜转基因提高作物品质和人工创建种质资源等方面的应用提供了较好的基础。     

甘蓝型油菜BnLEC1.A07 基因启动子在不同含油量品系中的克隆与活性分析

为了进一步研究BnLEC1基因对油脂生物合成的影响,以高油品系61616和低油品系51070为材料,进行了转录组和定量PCR分析。结果表明,BnLEC1.A07基因在61616品系中的表达水平明显高于51070品系。对启动子P_(LEC1)61616(1829 bp)和P_(LEC1)51070(1824 bp)进行了克隆和序列比较。结果表明,两个启动子之间存在大量的SNP和InDel,其中以单碱基SNP最为丰富。顺式作用元件分析表明,P_(LEC1)61616比P_(LEC1)51070多1个CAAT-box和2个茉莉酸反应元件,缺少1个细胞周期调控元件和2个非生物胁迫反应元件。随后我们构建了包含该启动子的GUS融合载体和LUC融合载体。烟草叶片瞬时转化后的GUS染色、LUC荧光显像和荧光素酶活性分析显示,P_(LEC1)61616的活性高于P_(LEC1)51070。综合结果表明,BnLEC1.A07基因在不同品系中的表达水平与其含油量呈正相关,P_(LEC1)61616比P_(LEC1)51070具有更强的启动子活性。本研究为进一步探讨脂肪合成基因BnLEC1.A07在不同油菜品系中的调控机制提供了理论依据。     

外植体再生分子调控机理

植物细胞全能性被认为是植物细胞工程的基础。不同类型的外植体,受创伤刺激诱导器官再生和体细胞胚胎发生,可形成完整植株,实现无性繁殖。外植体再生高度依赖发育和环境信号。本文概述了外植体对创伤信号的感知和重编程启动、芽和根器官发生过程中的外源激素平衡和基因表达、体细胞胚胎发生的分子调控和内源激素的动态变化等内容,特别概述了外植体再生重编程过程中的表观调控机制研究进展,旨在为获得高效的再生体系、提高遗传转化效率提供理论支撑。     

纳米材料在植物遗传转化中的应用

植物细胞壁是植物遗传转化过程中外源生物分子传递的主要限制因素。传统植物遗传转化方法需要外 力辅助或生物介导。基于纳米材料构建的核酸载体无需外力即可转染，并具有生物相容性好、保护外源核酸免受 破坏和转染效率高等突出优点，为植物遗传工程技术提供了新的途径。本文在阐述植物遗传转化瓶颈、常用遗传 转化技术的缺陷、纳米材料在植物遗传转化中的应用与优势的基础上，重点探讨纳米材料介导的植物遗传转化的 关键技术和研究进展。最后分析了该技术的优缺点，并对其发展方向以及目前需要解决的重点问题做了展望。     

春性甘蓝型油菜EMS突变体库的构建与筛选

创制突变体库是甘蓝型油菜品种选育和重要性状遗传解析的重要基础。春性甘蓝型油菜开花不需漫长的春化过程,生育期短,在创制突变体库方面具有独特优势。本研究采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变春性油菜862种子,以构建春性油菜EMS诱变突变体资源库。通过比较8种不同浓度EMS（0~1.4%,间隔0.2%）对发芽率的影响,最终确定使用0.8%的EMS作为最佳处理浓度,发芽率为37.2%。田间种植筛选与表型统计初步鉴定了M2代1823个单株的形态学性状,突变频率为3.91%,主要包括叶色、叶形、株高、株型、角果长短、种粒大小、种皮颜色、种子含油量以及其它性状变异等,突变类型十分丰富。该突变体库的构建为油菜功能基因组学研究和分子育种提供表型多样的种质资源。     

含多酶切位点融合黄色荧光蛋白的植物通用载体的构建与应用

以植物表达载体pCAMBIA3301为基本骨架,以黄色荧光蛋白(yellow fluorescent protein,简称YFP)为标签蛋白构建可融合目标蛋白的表达载体,并包含可用于外源基因插入的单一识别位点的核酸酶酶切位点(SpeⅠ、XbaⅠ、SmaⅠ、BamHⅠ)。为了验证载体的实用性,将构建完成的载体转化到感受态GV3101农杆菌上,进行菌落PCR鉴定,再分别瞬时转化烟草下表皮和稳定转化拟南芥。激光共聚焦显微镜观察结果显示,在阳性转基因植株上均观察到荧光,在阴性对照上没有观察到荧光,表明YFP标签蛋白在转基因受体细胞中能够正常表达。pCAMBIA3301::YFP载体的成功构建为植物蛋白亚细胞定位及过表达转基因植株等相关领域的研究提供了稳定可靠的通用型载体资源。