紫花苜蓿MsCOL1基因RNAi表达载体的构建及转化

根据紫花苜蓿CONSTANS类似基因MsCOL1基因(登录号:DQ661682)序列,设计含有酶切位点的两对特异性引物,以紫花苜蓿cDNA为模板,分别合成用于构建干扰载体的正反义片段,将正反义片段分别插入表达载体pART27的相应位置,构建含有发夹结构的RNAi载体pART-S-A.利用农杆菌介导方法,将pART-S-A转化到紫花苜蓿中,经PCR检测,获得了7株转基因植株.经RT-PCR检测,证明转基因植株中MsCOL1基因表达量有所下降,其中5株的表达量明显的降低.结果表明,已构建成功具有发夹结构的RNAi载体pART-S-A,它可有效的抑制紫花苜蓿MsCOL1基因.     

微波辅助提取苜蓿黄酮方法的研究

为充分利用紫花苜蓿(Medicago sativa L.)中的黄酮类物质,应用微波辅助提取技术,分别对影响其黄酮提取量的乙醇浓度、微波功率、固液比、提取时间和提取次数进行单因素试验,并在此基础上对各因素的互作效率进行正交试验。结果表明:固液比和乙醇浓度是影响提取量的主要因素,微波功率和其它因素影响较小;微波提取苜蓿黄酮的最佳工艺为:40%乙醇浓度,1:30固液比,微波500 W功率下作用60s;在此工艺条件下,黄酮提取量的理论值为4.92mg/g,接近于实际测定值4.88mg/g。     

硼、钼、锌与大量元素配施对紫花苜蓿草产量和品质的影响

在氮磷钾肥料基础上,研究硼、钼、锌配施对紫花苜蓿草产量和品质的影响.结果表明:施氮磷钾肥可以提高苜蓿干草产量,降低叶茎比,但对其粗蛋白质含量的影响不大;在氮磷钾肥适量的基础上,硼、钼、锌合理配施可以增加苜蓿干草产量,其中单施硼(2.0 kg/hm2)或锌(1.5 kg/hm2)增产显著(P＜0.05),分别较对照增产29.0%和25.9%;硼、钼、锌配施对各茬次粗蛋白质含量的影响不同;单施锌苜蓿粗蛋白质含量呈降低趋势,单施钼粗蛋白质含量呈增加的趋势.     

紫花苜蓿MsMYB2基因的克隆及转化

为获得MsMYB2基因过量表达的转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,利用PCR技术在紫花苜蓿(Medicago sativa)中克隆出MYB2基因并命名为MsMYB2,MsMYB2基因编码区全长834 bp,编码1条长度为278个氨基酸的多肽链。通过DNA重组技术将其与pBI121连接,成功构建了植物表达载体pBI-MsMYB2。通过花序侵染法获得具有卡那霉素抗性的转基因拟南芥植株,并通过PCR和RT-PCR对目的基因进行检测,结果证明目的基因已整合到拟南芥基因组中并且可以表达,成功获得了MsMYB2基因表达的拟南芥转基因植株。     

紫花苜蓿BAN基因的克隆及其生物信息学分析

BANYULS(BAN)基因编码的花青素还原酶是缩合单宁合成有关的一个关键酶.利用同源克隆的原理,采用RACE的方法,从紫花苜蓿中克隆得到了BAN基因(MsBAN),并对其进行了初步的分析.该基因cDNA全长1313bp,包括开放阅读框1017bp,编码339个氨基酸,在N端存在一个NADP结合位点“VIGGTGFVASLLIKQLLEKGY”.实时荧光定量PCR结果表明,该基因在紫花苜蓿荚果中表达量最高,花中最弱.在NaCl和PEG诱导下,MsBAN基因表达量明显高于对照.在外源激素ABA和GA3处理下,该基因被诱导表达.表明单宁可能在紫花苜蓿的抗逆性调控中也起到一定的作用.     

紫花苜蓿MsHB1基因的克隆及表达分析

HD-Zip(Homologous structural Domain-leucine Zip,同源结构域-亮氨酸拉链)蛋白是植物特有的转录因子,其中HB1属于HD-ZIP I亚族。通过调节植物体内的内源激素含量变化,HB1转录因子可以提高植物对干旱、高盐等不利环境的抵抗能力。本文为探究紫花苜蓿HB1基因的生物学功能,采用RT-PCR技术成功克隆了MsHB1基因。其编码区长867 bp,编码288个氨基酸。氨基酸序列分析结果表明,HB1蛋白为不稳定蛋白。系统发育树分析表明HB1蛋白与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)同源蛋白的亲缘关系接近。构建MsHB1的原核表达载体,在大肠杆菌BL21中成功诱导紫花苜蓿MsHB1蛋白表达,Western Blot也证实MsHB1蛋白表达成功。表达分析显示：MsHB1基因在紫花苜蓿根、茎、叶中均有表达,在不同发育阶段中,幼嫩的叶片中表达最高。MsHB1在NaCl和ABA处理时的基因表达水平升高,推测MsHB1可能在紫花苜蓿高盐等胁迫应答方面发挥着重要的作用。     

紫花苜蓿MsSOS1基因的克隆与表达分析

Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因SOS1（salt overly sensitive 1）是植物在抵御盐胁迫过程中一个重要的必需基因之一。本研究在紫花苜蓿（Medicago sativa）叶片中克隆得到一个MsSOS1基因,编码859个氨基酸,具有一个CAP-ED superfamily结构域、一个Crp superfamily结构域和一个Na⁺/H⁺ Exchanger superfamily结构域。与鹰嘴豆、大豆、羽扇豆、花生和葡萄的一致性分别是91%,87%,85%,84%和77%。实时荧光定量PCR分析表明,MsSOS1基因在根、茎、叶和花中均有表达,其中在根中的表达量最高,花中最低。此外,MsSOS1基因在4℃、PEG和ABA的胁迫中的表达均受到调控,推测该基因的表达与紫花苜蓿的抗逆性有关。     

不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究

对10个苜蓿(Medicago sativa L.)品种根、茎、叶水提液对受体苜蓿阿尔冈金种子萌发、幼苗生长和幼苗生物量积累进行研究,结果表明:10个苜蓿品种根、茎、叶水提液均对受体苜蓿种子发芽存在抑制作用,且浓度越大,抑制作用越明显;低浓度根水提液促进受体苜蓿根的生长,而高浓度反之,茎、叶水提液抑制受体苜蓿根的生长;根、茎、叶水提液抑制幼苗的生长;在低浓度处理下,大部分品种根、茎水提液对受体苜蓿根的鲜重表现为促进作用,而大部分品种叶的水提液表现为抑制作用,在高浓度下所有品种根、茎、叶水提液均为抑制作用;对于幼苗的鲜重,除0.01%根的水提液部分品种表现为促进作用,大部分品种都为抑制作用。     

紫花苜蓿GDP解离抑制蛋白基因cDNA的克隆、分析及烟草转化

采用RT-PCR方法,克隆得到紫花苜蓿(Medicago sativa L.)GDP解离抑制蛋白基因cDNA核心区域序列,命名为MsGDI1。序列分析结果表明,该cDNA核心区域全长1575 bp,包含一个1332 bp的最大开放阅读框,编码444个氨基酸。半定量RT-PCR分析结果表明,在盐胁迫和铝胁迫条件下,MsGDI1基因的表达随着胁迫时间的增加而上升,该基因可能与紫花苜蓿抗盐耐铝机理有关。借助于新构建的该基因超表达载体,用农杆菌介导方法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。转基因烟草植株PCR检测的结果表明,MsGDI1基因已经成功插入到烟草基因组中,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。     

紫花苜蓿atpA基因的克隆及表达模式分析

叶绿体atpA基因位于ATP合酶的CF₁上,编码α亚基,是光合作用不可缺少的关键基因。本研究利用RT-PCR技术,从‘新疆大叶’苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinjiang Daye’)中克隆出atpA基因,并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术进行基因表达模式检测。结果显示,MsatpA基因编码510个氨基酸,相对分子质量为55.71 KD,等电点为5.22。MsAtpA蛋白含有多个磷酸化位点且无跨膜结构和信号肽,二级结构中α-螺旋占比最高;亚细胞定位预测该基因编码的蛋白位于叶绿体中,与同为豆科苜蓿属的黄花苜蓿(Medicago falcata)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的AtpA氨基酸序列同源性较高。表达模式检测结果显示,MsatpA基因在叶中的表达量最高,根中最少;结荚期的基因表达量显著高于其他发育时期;MsatpA基因响应低温、高温、盐和渗透胁迫应答,且呈现出不同的表达特点。研究结果为紫花苜蓿atpA基因功能研究奠定基础。     

紫花苜蓿MsRBP基因的克隆、分析及烟草的遗传转化

采用RACE技术以一段紫花苜蓿(Medicago sativa)盐诱导基因的EST(expressed sequence tag)序列为模板设计引物克隆此基因的全长序列.序列分析结果表明,该基因全长1551 bp,包含一个1230 bp的最大开放阅读框,编码409个氨基酸,包含3个RNA结合蛋白结构域(RRM domain),命名为MsRBP(GenBank accession No.JN986878.1).亚细胞定位分析表明此基因编码蛋白定位于细胞核.经同源比对和进化树分析,MsRBP基因编码的氨基酸序列与截形苜蓿(Medicago truncatula)、大豆(Gl ycine max)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)等物种中的某些RNA结合蛋白的氨基酸序列具有很高的相似性.RT-PCR (Real-time PCR)分析结果表明,在NaCl,ABA和PEG胁迫下MsRBP基因的表达水平均上调,推测该基因可能在紫花苜蓿逆境胁迫调控中发挥重要作用.经构建植物超表达载体pBI21-MsRBP,采用农杆菌介导法对烟草(Nicotiana tabacum)进行遗传转化,获得了抗性转化再生植株.通过PCR,RT-PCR及GUS组织化学染色分析表明:MsRBP基因在烟草的基因组中能够进行转录和表达.本研究为该基因的功能鉴定与调控机制研究奠定了基础.     

苜蓿遗传多样性和亲缘关系的SSR和ISSR分析

在苜蓿(Medicago sativa L.)基因组SSR和ISSR分析的基础上,筛选出8对SSR引物和12个ISSR随机引物,通过PCR扩增在55个国内外苜蓿品种(品系)中获得126条多态性位点.利用SSR和ISSR标记对其DNA指纹图谱和遗传多样性进行研究.采用类平均法(UPGMA)Nei氏距离进行聚类分析,将55个苜蓿种质划分为4个大类群和7个类型,为苜蓿引种、亲本选配和种质资源评价提供依据.分子标记分析结果表明:我国苜蓿地方品种遗传基础广阔,在基因型表现特异性的同时又有较强的地域性;我国苜蓿育成品种间的遗传距离大,表现出遗传基础的异质性.     

唐古特白刺蛋白激酶基因NtCIPK2超表达载体构建及紫花苜蓿转化研究

环境因素如高盐、干旱或冷冻等严重制约着豆科重要牧草紫花苜蓿的生长发育和产量。根据已发表的盐生植物唐古特白刺蛋白激酶基因NtCIPK2的序列信息(序列号KC823044),利用PCR方法扩增其编码区cDNA,连接pMD-19T simple 载体并测序,测序结果表明所克隆的DNA片段长度为1362 bp,与GenBank上公布的序列完全一致。在此基础上构建植物超表达载体pPZP221-NtCIPK2,采用CaCl₂冻融法将该表达载体转入农杆菌GV3101中,然后通过农杆菌介导的方法转化紫花苜蓿的下胚轴,形成愈伤组织后经庆大霉素筛选培养,最终获得7株抗性幼苗。对抗性幼苗进行庆大霉素基因的PCR检测,结果表明,NtCIPK2基因成功整合到紫花苜蓿基因组中,进一步对其进行外源基因的RT-PCR检测,发现只有3株幼苗中的外源基因实现了过量表达,这可能是由于基因插入位点的差异引发的基因沉默所致。本研究的开展为进一步分析转化植株在各种逆境胁迫条件的表现及其遗传稳定性,培育具有多重抗逆能力的苜蓿品种,促进苜蓿产业发展奠定基础。     

柳枝稷PvbZIP8基因的克隆与表达分析

bZIP转录因子在植物非生物逆境胁迫的响应中发挥着重要作用,本研究通过同源克隆在柳枝稷（Panicum virgatum L.）中获得PvbZIP8基因,并对该基因进行了初步的生物信息学分析,同时利用荧光定量PCR技术进行了非生物胁迫下基因表达模式分析以及组织特异性表达分析。结果显示：基因的开放阅读框长度为468 bp,编码155个氨基酸,分子式为C₇₆₁H₁₂₄₈N₂₄O₂₃S₈,分子量为17.81 kDa,为亲水性蛋白。系统进化分析表明该蛋白与哈氏黍（Panicum hallii）、谷子（Setaria italica）和糜子（Panicum miliaceum）相似性较高,并且具有典型的bZIP保守结构域,属于bZIP转录因子家族成员。定量PCR结果显示,PvbZIP8基因在盐、干旱、高温和低温胁迫下上调表达,在柳枝稷抗逆过程中发生作用。组织特异性表达分析表明,PvbZIP8在多个组织或器官均有表达,其中在根、茎、叶中表达量较高。本研究初步确定柳枝稷PvbZIP8基因响应抗逆性反应,并为进一步研究柳枝稷PvbZIP8基因的生物学功能奠定基础。     

紫花苜蓿MsBBX24基因的克隆及耐盐性分析

盐胁迫是影响植物生长发育的主要非生物胁迫因子之一,BBX家族转录因子在植物色素积累、光形态发生、种子生长发育以及逆境适应等方面具有重要的调节作用。为明确紫花苜蓿BBX基因的功能,本研究使用Primer Premier 5软件根据NCBI数据库MsBBX24基因的序列设计特异性引物,以紫花苜蓿的cDNA为模板克隆MsBBX24基因。利用生物信息学软件对基因序列和结构进行分析,并与其他植物的BBX24进行比对和进化树构建,分析它们之间的进化关系。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析MsBBX24基因的表达模式。利用DNA的酶切与连接方法构建MsBBX24过表达载体,采用农杆菌介导法将其转入野生型拟南芥,通过除草剂Basta筛选,以半定量RT-PCR鉴定获得阳性转基因植株。通过对野生型和MsBBX24转基因拟南芥植株的表型观察和生理指标测定分析它们的耐盐性。研究结果表明,MsBBX24基因编码区序列长723 bp,编码240个氨基酸,分子量为30.58 kDa,等电点为7.74,MsBBX24与鹰嘴豆和蒺藜苜蓿的BBX24具有较高的同源性。qRT-PCR检测结果表明,MsBBX24基...     

5株植物根际促生菌对紫花苜蓿生长和品质的影响

以前期研究中分离的5株植物根际促生菌(PGPR)为试验材料,采用盆栽试验的方式,将植物根际促生菌制剂接种到紫花苜蓿幼苗的土壤中,测定不同处理下苜蓿株高、茎粗等生长指标以及粗蛋白、粗脂肪和粗纤维等品质指标的变化,研究其对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和品质的影响。结果表明:选用的5株植物根际促生菌均能够有效促进紫花苜蓿生长,改善品质,但不同菌株的促生效果不同。促生菌株处理后,紫花苜蓿的株高、茎粗分别增加了11.2%~75.2%和4.1%~22.2%;粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了6.0%~20.1%、3.8%~12.7%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别降低了1.8%~3.8%、1.4%~4.4%。以菌株Gnyt1促生效果最佳,具有进一步开发利用的潜力。     

紫花苜蓿MsPOD基因的克隆及对拟南芥的转化

利用RT-PCR技术从紫花苜蓿中克隆出过氧化物酶基因,命名为MsPOD,并通过DNA重组技术将其连接到载体pBI121上,成功构建植物表达载体pBI-MsPOD;将表达载体转化到感受态农杆菌株GV3101中,利用花序浸泡法获得具有卡纳抗性的转基因拟南芥植株.对其中3个再生植株进行PCR检测表明,目的基因已经成功整合到拟南芥基因组中,通过RT-PCR和GUS染色检测分析,初步证明目的基因在拟南芥中成功表达.     

抗冻基因CBF2表达载体构建及转化紫花苜蓿的研究

本研究以拟南芥基因组DNA为模板,用PCR方法扩增目的基因,连接到PGEM-T Easy Vector载体上构建成克隆载体T-CBF2.用BamHI和Sacl分别对克隆载体T-CBF2和植物表达载体PBIl21进行双酶切,获得目的片段和线性质粒.在T4 DNA连接酶的作用下进行定向连接,构建成植物表达载体P-T-CBF...     

MsWRKY33转录调控MsACS2影响紫花苜蓿耐盐性的研究

乙烯作为重要的植物激素之一,在植物逆境胁迫应答中发挥重要作用。ACS基因是乙烯合成过程中的关键限速酶(ACC合成酶)基因,本研究通过探究紫花苜蓿MsWRKY33转录因子对ACS基因的调控关系,为MsWRKY33参与紫花苜蓿耐盐胁迫响应的具体调控机制奠定理论基础。利用同源克隆、载体构建、酵母单杂交、酵母双杂交、qRT-PCR等技术,验证MsWRKY33对AtACS2和MsACS2的转录调控,并对盐胁迫下转基因株系中MsACS2表达模式进行分析。结果显示：MsWRKY33转录因子可以与W-box元件特异性结合,且对AtACS2和MsACS2具有转录调控作用;MsWRKY33转基因株系中MsWRKY33基因的表达量显著高于对照,转基因株系中MsACS2的表达是在MsWRKY33基因大量表达后呈上升趋势,进一步说明紫花苜蓿MsACS2基因的表达可能受MsWRKY33转录因子的正向调控。因此,紫花苜蓿受到盐胁迫时可诱导MsWRKY33的表达,MsWRKY33转录因子通过正向调控MsACS2表达,可能影响乙烯合成,从而影响紫花苜蓿的盐胁迫响应。     

家蚕表皮基因BmGCP2的克隆及表达谱分析

从家蚕(Bombyxmori)表皮中克隆了一个高丰度表达的基因,根据其编码的氨基酸序列特征,发现是一个富含甘氨酸的表皮蛋白,将该基因命名为BmGCP2(GenBank登录号:EU980611)。进一步对BmGCP2基因进行了组织表达谱和发育时期表达谱分析,发现该基因在家蚕表皮中特异高表达,并且这种高表达一直从家蚕的胚胎发育后期持续到蛾期,表明BmGCP2基因编码的表皮蛋白是家蚕外骨骼的重要组成成分之一。