苜蓿基因工程研究进展

紫花苜蓿是世界上栽培最早、分布最广,也是最优良、最重要的一种优质豆科牧草,素有"牧草之王',之美称.由于苜蓿在世界畜牧业中的重要性,苜蓿基因工程研究要早于其它牧草.特别是最近几年来,基因工程手段已经被广泛应用于苜蓿的研究中,并取得了一些重要成果.本文综述了在苜蓿遗传转化方法、抗生物胁迫和非生物胁迫、品质改良、生物反应器和共生固氮等基因工程方面的国内外进展,着重阐述了基因工程在提高苜蓿抗性、改良品质和研究共生固氮调控机制方面的作用并就苜蓿基因工程研究今后的发展方向做了展望.     

高寒地区6种禾本科牧草对低温胁迫的生理响应及耐寒性评价

为筛选出耐寒性强的禾本科牧草品种,研究了青牧一号老芒麦(Elymus sibiricus ‘Qingmu No.1’)、同德老芒麦(E. sibiricus ‘Tongde’)、同德短芒披碱草(E. breviaristatus ‘Tongde’)、青海冷地早熟禾(Poa crymophila ‘Qinghai’)、青海扁茎早熟禾(P. pratensis var. anceps Gaud ‘Qinghai’)和青海中华羊茅(Festuca sinensis ‘Qinghai’)幼苗生理特性对低温胁迫的响应,并通过隶属函数法对其耐寒性进行了综合评价。结果表明:1)低温胁迫对6种禾本科牧草的生长产生不同程度的抑制,其中,青海冷地早熟禾鲜重降幅最小,青牧一号老芒麦的干重降幅最小。2)低温胁迫下,6种禾本科牧草叶绿素含量较对照有不同程度的下降,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、丙二醛(malondialdehydem, MDA)含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量均呈现不同程度的增加趋势。3)运用隶属函数法的综合评价表明,6种禾本科牧草耐寒性强弱依次为青牧一号老芒麦青海中华羊茅青海冷地早熟禾青海扁茎早熟禾同德短芒披碱草同德老芒麦。综上可见,青牧一号老芒麦为上述六种禾本科牧草中耐寒性最强的牧草。     

多浆旱生植物霸王液泡膜H+-PPase基因片段的克隆及序列分析

根据其他植物H⁺-PPase基因的保守序列设计一对简并性引物,以霸王叶片总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出H⁺-PPase基因片段并克隆到PUCm-T载体。阳性克隆经PCR鉴定后进行测序,序列分析结果表明,克隆到3个同源的序列片段(898 bp),编码299个氨基酸;所得序列与GenBank中注册的高等植物H⁺-PPase基因核苷酸序列的同源性均在69%以上、氨基酸序列的同源性达78%以上。     

农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系研究进展

紫花苜蓿(Medicago sativa)是一种优质的豆科牧草,其粗蛋白含量较高,适口性较好,被称为"牧草之王",在畜牧业生产中发挥着重要的作用。随着基因工程研究的深入,建立快速、高效的紫花苜蓿遗传转化体系是开展相关研究的首要前提。本综述围绕与遗传转化体系密切相关的基因型、外植体、农杆菌、表达载体和转化方案5个方面,归纳总结了近年来国内外报道的紫花苜蓿遗传转化体系研究进展、存在的问题和未来的研究方向,以期为紫花苜蓿遗传转化体系的优化提供有益信息。     

CRISPR/Cas9系统:基因组定点编辑技术及其在植物基因功能研究中的应用

CRISPR/Cas系统是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统,可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。相比锌指核酸酶(ZFNs)和TALE核酸酶(TALENs),基于RNA指导的Ⅱ型CRISPR/Cas9系统为基因组定点编辑开辟了一条新的道路,在基因功能研究中具有效率高、成本低、易于操作等显著优点。本文从CRISPR/Cas9系统的基本结构、作用机制及其在植物基因功能研究和作物遗传育种中的应用等方面进行了简述,最后对该系统的发展前景进行了展望。     

高等植物适应盐逆境研究进展

土壤盐碱化已经成为制约农作物生长及产量的重要因子之一,寻求将盐碱化对植物的危害降低到最小程度的策略势在必行。关于植物对盐逆境适应能力的研究已成为全球关注的热点, 如何提高植物的耐盐能力也已成为研究的重中之重。深入探究高等植物适应盐逆境的机制,有助于提高植物耐盐性,增加作物产量和保护生态环境。本文就高等植物适应盐逆境的重点研究进展,综述了盐胁迫对植物的危害;植物耐盐的生理机制,包括渗透调节、营养元素平衡和增强抗氧化胁迫等;植物耐盐相关基因研究进展,包括离子转运蛋白基因、渗透调节相关基因、信号传导相关基因和细胞抗氧化相关基因等;提高植物耐盐性的途径。最后针对今后植物适应盐逆境方面的研究方向进行了展望。     

四翅滨藜AcDREB2转录因子编码基因的克隆及其表达

脱水应答元件结合蛋白(DREB)在植物响应盐和干旱胁迫中发挥重要作用。为研究DREB在耐盐碱耐干旱的先锋植物四翅滨藜(Atriplex canescens)中的功能及其应用前景,本研究设计了一对简并引物,通过PCR扩增和RACE法克隆得到四翅滨藜DREB转录因子编码基因AcDREB2。该基因cDNA全长为867 bp,共编码242个氨基酸。序列BLAST比对与同源性分析结果表明,该基因与其他植物的DREB具有较高的同源性。利用RT-PCR方法进行表达模式分析发现,AcDREB2在四翅滨藜叶中高丰度表达,且其表达受NaCl和渗透胁迫处理的快速诱导,表明AcDREB2参与了四翅滨藜的抗逆响应。     

荒漠植物红砂响应高浓度NaCl的生理机制

本研究以泌盐型荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)为材料,探讨了150 mmol·L-1 NaCl对其生长、盐腺泌盐以及整株Na+分配格局的影响。结果显示,7周龄的红砂经150 mmol·L-1 NaCl处理7 d后,地上部鲜质量和干质量分别比对照增加了14%和18%,而组织含水量则与对照相当;根系Na+净吸收速率显著增加了44倍,植株地上部Na+分泌量和积累量也相应增多,分别为对照的25倍和2.1倍;整株Na+分配格局发生了显著变化,通过盐腺分泌的Na+比例由对照的4.3%增至35%,而积累在地上部的Na+比例也高达43%。上述结果表明,在高盐条件下,红砂能够吸收大量Na+并将其绝大部分通过盐腺排出体外或积累在地上部中,从而减轻Na+毒害、维持植株水分状况,促进植株生长。     

紫花苜蓿耐盐、抗旱生理机制研究进展

紫花苜蓿(Medicago sativa)在我国西北干旱半干旱地区的农牧业生产和生态环境建设中发挥了重要作用。本研究综述和讨论了国内外学者近年来在紫花苜蓿适应盐和干旱环境的生理机制及其耐盐性和抗旱性评价方面的研究成果,旨在为紫花苜蓿耐盐性和抗旱性的改良提供参考。