碱胁迫相关基因GsWRKY15的克隆及其转基因苜蓿的耐碱性分析

WRKY蛋白属于锌指型转录调控因子,能够参与植物多种逆境响应。本研究利用前期野生大豆盐碱胁迫RNA-seq测序数据,从构建的碱胁迫基因调控网络中筛选并克隆到GsWRKY15基因。分析GsWRKY15在碱胁迫下野生大豆根中的表达模式,发现该基因受碱胁迫诱导显著上调表达,且在胁迫后1 h表达量最高。分析GsWRKY15基因在野生大豆各组织中的表达特异性,发现该基因在各组织中均有表达,花中表达量最高。采用根癌农杆菌侵染苜蓿子叶节方法,将GsWRKY15转化肇东苜蓿,获得39株抗性植株。通过PCR、Southern blot和RT-PCR方法分析抗性植株,获得了超量表达GsWRKY15基因的转基因株系并对其进行了耐碱性分析。在150 mmol L–1 Na HCO3处理2周后转基因苜蓿生长状态良好,而非转基因苜蓿出现萎蔫、变黄,甚至死亡;非转基因苜蓿的相对质膜透性和丙二醛含量显著高于转基因苜蓿,而叶绿素含量显著低于转基因苜蓿;同时分析碱胁迫下转基因植株中胁迫相关基因的表达模式,发现H+-Ppase、NADP-ME、KIN1、RD29A基因的表达量高于非转基因苜蓿。结果表明GsWRKY15基因的超量表达能够显著增强苜蓿的耐碱能力。     

锚定NDV HN蛋白重组干酪乳杆菌诱导雏鸡黏膜免疫应答

以干酪乳杆菌作为呈递抗原活载体,表达新城疫病毒保护性抗原HN蛋白。重组干酪乳杆菌表达外源蛋白后,经SDS-PAGE、Western blot及间接免疫荧光分析,表明目的蛋白表达并展示到乳酸菌表面。将重组菌及空质粒菌株分别滴鼻、点眼免疫雏鸡,于不同时间检测血清样品中特异性IgG;于三免后不同时间采集雏鸡的泪液、气管洗液、胆汁和肠洗液样品,采用间接ELISA方法检测样品的特异性sIgA;用MTT法检测免疫鸡脾淋巴细胞增殖情况,结果显示重组干酪乳杆菌表达系统能刺激动物黏膜免疫反应和系统免疫反应。     

碱胁迫应答基因GsARHP的克隆及转基因紫花苜蓿的耐碱性分析

本研究基于实验室前期野生大豆碱胁迫转录组数据,筛选出一个碱胁迫下上调表达的假定蛋白基因,暂命名为GsARHP(alkali stress related hypothetical protein gene)。首先利用Real-time PCR方法验证了GsARHP基因受碱胁迫诱导表达。生物信息学分析表明,该基因编码一个含有130个氨基酸的亲水蛋白,含有信号肽但无跨膜结构域;构建了GsARHP植物超量表达载体,利用农杆菌介导的子叶节侵染法转化肇东紫花苜蓿,通过PCR,Southern Blot和RT-PCR方法检测获得了3个超量表达GsARHP基因的转基因株系,并对其耐碱性进行了分析。结果表明,在0,100和150 mmol/L NaHCO₃处理14 d后,非转基因株系明显萎蔫、黄化甚至死亡,而转基因株系则长势良好;进一步分析其生理指标显示,相对质膜透性与丙二醛含量均显著低于非转基因株系(P<0.01),而叶绿素含量与CAT活性显著高于非转基因株系(P<0.01),说明GsARHP基因的超量表达可以增强紫花苜蓿的耐碱能力。     

碱胁迫应答基因GsSnRK1.1与上游调控因子GsGRIK1互作功能分析

研究针对野生大豆蛋白激酶GsGRIK1与GsSnRK1.1相互作用是否参与植物响应碱胁迫,采用生物信息学、分子生物学以及基因工程等技术手段开展系统研究。首先作碱胁迫应答基因GsSnRK1.1和GsGRIK1全长基因克隆功能验证,证明其有显著耐碱功能;构建酵母表达载体PYX212和PYX242,利用酵母四重突变株(sak1/tos3/elm1/snf1)作表型分析。结果表明,共转化GsSnRK1.1和GsGRIK1的转化子可在非葡萄糖碳源和碱胁迫处理的选择培养基上正常生长。由此证明野生大豆GsSnRK1.1受上游调控因子GsGRIK1激活调控,且发现其可能参与植物耐碱胁迫应答机制。通过Western blot体外生化分析,证明上游调控因子GsGRIK1通过钙离子依赖途径磷酸化激活GsSnRK1.1。利用组织染色法,对GsSnRK1.1和GsGRIK1作碱胁迫下表达模式分析,结果表明,GsSnRK1.1和GsGRIK1基因表达显著响应碱胁迫。通过碱胁迫处理过量表达GsSnRK1.1和GsGRIK1大豆毛状根,作功能表型鉴定,结果表明,共表达GsSnRK1.1和GsGRIK1的大豆毛状根耐碱能力最显著。研究首次阐明GsGRIK1通过钙离子依赖途径磷酸化调控GsSnRK1.1参与碱胁迫应答通路,为完善碱胁迫应答通路奠定重要基础。