黄独冻后黑暗培养愈伤组织再生苗同工酶分析

本研究对黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织及其再生植株的同工酶进行比较分析。结果表明,与黄独冻后光周期培养胚性愈伤组织相比,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织及其再生植株的CAT、SOD、POD和淀粉酶同工酶酶谱条带数不变,淀粉酶同工酶酶谱亮度和酶谱面积无变化,但CAT、SOD、POD和淀粉酶同工酶酶谱的亮度明显增加,酶谱面积显著增大;与黄独带芽茎段常温继代培养再生植株相比,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织再生植株的CAT、SOD、POD和淀粉酶同工酶酶谱条带数也不变,淀粉酶同工酶酶谱亮度和酶谱面积也无变化,但CAT、SOD、POD和淀粉酶同工酶酶谱的亮度也明显增加,酶谱面积也显著增大。因此,冻后黑暗培养可以提高黄独胚性愈伤组织的抗氧化机能,且其超低温保存能保证黄独的遗传稳定性。     

黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化的MSAP分析

本研究利用MSAP技术来探明黄独冻后培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式和水平的变化。结果表明,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织DNA甲基化模式可分为四大类。类型A包含三个亚类,未发生DNA甲基化模式改变的类型占35.48%。类型B包含五个亚类,32.26%位点的DNA发生过甲基化。类型C也包含五个亚类,29.03%的位点发生DNA去甲基化,DNA甲基化水平下降。类型D包含两个亚类,DNA甲基化状态未知,位点数目不超过总检测位点的4%。冻后黑暗培养胚性愈伤组织和冻后光周期胚性愈伤组织的甲基化敏感扩增多态性分别为107.69和120.83,全甲基化率分别为88.46%和95.83%,半甲基化率分别为19.23%和25.00%。因此,在黄独胚性愈伤组织冻后黑暗培养过程中发生了较高程度的去甲基化,最终导致其DNA甲基化水平下降。本实验结果为从表观遗传学的角度解释冻后黑暗培养修复黄独胚性愈伤组织超低温保存伤害的机理提供了帮助。     

黄独冻后培养愈伤ESTs序列和抗氧化酶的qPCR验证

为了对黄独冻后培养胚性愈伤组织正反向SSH-ESTs序列的测序分析及其抗氧化酶进行检测,本研究对其SSH-ESTs(A1~A4以及B1~B16)以及其抗氧化酶如过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶1(Cu Zn-SOD)和过氧化物歧化酶2(Mn-SOD)的差异表达进行q PCR验证。研究表明:与黄独胚性愈伤组织冻后光周期培养相比较,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织中A-1、A-2、A-3和A-4的基因下调,表达量下降;而黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织中B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15和B-16的基因上调,表达量升高;同时,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶1(Cu Zn-SOD)和过氧化物歧化酶2(Mn-SOD)基因也上调,表达量也升高。本试验可为超低温保存后黑暗培养促进黄独胚性愈伤组织成活的机理提供分子依据。     

超低温保存诱发百子莲胚性愈伤组织延迟性细胞死亡特征

为了探究超低温保存诱发延迟性细胞死亡(cryopreservation-induced delayed-onset cell death, CIDOCD)对冻后细胞活性的影响,本研究以百子莲(Agapanthus praecox ssp. orientalis)胚性愈伤组织为试验材料,通过TTC染色法、伊文思蓝法定性定量检测超低温保存冻后恢复培养阶段细胞活性;采用TUNEL检测分析PCD变化规律;实时荧光定量PCR检测PCD相关基因表达。结果发现恢复培养6 h较0 h细胞存活率下降约8.29%,至24 h活性逐渐回升,30 h后细胞活性再次降低(较24 h降低约10.43%)。同时检测到明显的TUNEL阳性荧光变化,PCD发生比例在恢复培养0～36 h后期增多(30 h较24 h增加11.79%左右)。表明百子莲胚性愈伤组织超低温保存冻后发生CIDOCD,影响恢复培养实际冻存效率,6 h和30 h是活性下降关键时间点。Caspase、DAD1等PCD相关基因的差异性表达也证明了延迟性PCD在恢复培养阶段的发生。本研究为进一步完善超低温保存诱发PCD的分子网络及优化冻后恢复培养基以提高冻...     

百子莲ApCathB启动子克隆及其对超低温保存的响应分析

组织蛋白酶B基因(ApCathB)是影响百子莲胚性愈伤组织超低温保存冻存率的关键基因,为探究ApCathB如何响应超低温保存复合逆境,利用染色体步移法扩增获得ApCathB的启动子序列,使用PlantCARE在线软件分析该启动子中含光、激素和非生物胁迫相关的顺式作用元件。将ProApCathB::GUS表达载体转化拟南芥,获得转基因植株,GUS组织化学染色表明ApCathB启动子在拟南芥幼苗时期和小花等部位活性较高,在成熟叶中较低。转基因拟南芥萌发60 h幼苗在超低温保存处理过程中,GUS基因和蛋白的表达量在脱水处理后显著提高,暗示ApCathB启动子受到脱水处理的诱导进而响应超低温保存复合逆境,这为进一步研究ApCathB在百子莲超低温保存中的功能及其相关调控机制提供了数据参考。     

珂字201胚性愈伤组织cDNA文库的构建和分析

用经过改进的胍盐法提取了陆地棉品种珂字201胚性愈伤组织的总RNA,进而分离了mR-NA,合成了全长cDNA,并将其克隆到λTriplEx载体中,进行体外包装后,成功地获得了cDNA文库.该文库的滴度为2.02×107pfu·ml-1,重组效率在90%以上,插入片段大小范围也符合cDNA文库构建的要求.     

橡胶愈伤组织超低温保存的研究

大田保存为橡胶树种质保存的基本方式,这种方式需要花费大量的人力、物力和土地,愈伤组织的超低温保存是长期保存种质的理想方法,本文研究了橡胶愈伤组织超低温保存的方法。实验选用两种不同的橡胶愈伤组织经低温驯化、脱水处理、低温保存、解冻处理后,观察其恢复增殖的能力,结果显示：常温培养的松散型胚性愈伤组织,经过-80℃先慢降温和-196℃快降温,液氮保存,在40℃水浴解冻后容易恢复增殖能力,因此,采用先慢后快的降温方式,40℃的解冻方式保存松散的胚性愈伤组织是最优的橡胶愈伤组织保存方法。     

绿盲蝽刺吸胁迫诱导棉花SSH文库的初步构建及生物信息学分析

为了筛选棉花中对绿盲蝽为害产生防御反应的基因,初步构建了绿盲蝽刺吸胁迫诱导棉花抑制性消减杂交正向文库,构建文库过程中随机挑取960个克隆进行菌落PCR鉴定,插入片段在250～1500 bp之间.经反向Northern筛选,测序拼接后得到78个非重复独立基因(unigenes).通过Blast2GO软件对unigenes...     

陆地棉体细胞胚胎发生过程中的mRNA差异显示分析

以未经诱导的棉花下胚轴、经愈伤诱导10d的下胚轴和胚性愈伤组织为材料,利用差异显示反转录 PCR(DDRT PCR)技术对陆地棉体细胞胚胎发生过程中的cDNA差异表达进行了初步研究。反转录获得cDNA第一链,经3个锚定引物和随机引物的DDRT PCR,产物经测序胶电泳分离,共得到约200个差异表达cDNA片段,其中51个为陆地棉胚性愈伤组织所特有,从中还获得相关基因上游或下游的调控系列,从其中一个样品中可成功分离、克隆24个cDNA片段。经Northern杂交验证,从获得的差异片段中找到了一个能稳定出现的阳性cDNA片段,该片段仅出现在胚性愈伤组织阶段。对该片段进行克隆、测序和序列同源性分析,发现该片段是一个功能未知的cDNA片段。     

]斜纹夜蛾取食诱导棉花抑制性消减文库的初步构建及生物信息学分析

 为了筛选棉花抗逆基因,实验室构建了棉花被斜纹夜蛾幼虫取食诱导的正、反向抑制性消减文库。文库随机各挑取1000个克隆进行PCR鉴定,发现插入片段长度主要集中在200~1000 bp之间。经反向Northern杂交筛选,正向文库随机挑取250个克隆测序,得到了35条非重复序列ESTs,反向挑取150个克隆,得到24条ESTs。GenBank数据库BLAST序列相似性比对功能分析表明,斜纹夜蛾幼虫取食胁迫棉花的应答过程涉及信号传导、基因调控、抗胁迫、防御反应、能量合成代谢、细胞生长延伸等多个生物途径。诱导表达的基因对斜纹夜蛾取食胁迫功能表现为一定的直接或间接保护作用。     

苏玛栎胚性愈伤组织诱导及体胚发生

取苏玛栎成熟大树基部萌条进行离体培养,利用无菌苗茎段成功诱导出胚性愈伤组织,并进一步诱导出子叶期的体细胞胚胎。试验结果表明:苏玛栎茎段置于添加2 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L KT的MS培养基上,黑暗培养30 d后,诱导出愈伤组织;将胚性愈伤组织置于添加3 mg/L BA和0.5 mg/L NAA的MS培养基上,黑暗培养40 d,有利于胚性愈伤的增殖;转入添加0.5 mg/L ZT和0.1 mg/L NAA的MS培养基中,黑暗培养60 d后,原胚团经历球形胚、心形胚、鱼雷形胚,发育至子叶胚阶段,但诱导率最高仅为10%。本研究为苏玛栎种质资源保存、无性繁殖和遗传改良提供了一定的科学依据。     

橡胶树胚性愈伤组织对添加外源抗氧化剂低温冷藏的响应

为探讨低温冷藏对橡胶树胚性愈伤组织的影响,以(25±2)℃、常规增殖培养的胚性愈伤组织为对照,测定在(6±2)℃、添加外源抗氧化剂的低温保存培养基上生长25 d的胚性愈伤组织的相对生长量、抗氧化酶活性、恢复生长、体细胞胚诱导和植株再生能力。结果表明:低温冷藏胚性愈伤组织的相对生长量比对照的显著降低83.1%,但细胞活力相对强;低温冷藏胚性愈伤组织的SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶活性与对照无显著差异,但GR酶活性比对照的显著增加4.21倍;恢复(25±2)℃、正常增殖培养,胚性愈伤组织的存活率、相对生长量、体细胞胚诱导率与对照的无显著差异,但植株再生能力提高47.2%。综上所述,低温冷藏条件下,外源抗氧化剂能有效保护橡胶树胚性愈伤组织,可进一步优化保存条件以延长保存时间,为今后利用低温保存橡胶树优质胚性愈伤组织,避免因频繁继代引起胚性愈伤组织生长和胚性的衰退,妥善保存橡胶树种质资源提供理论依据和技术保障。     

楸树胚性愈伤组织与非胚性愈伤组织的生理生化差异

在植物体胚发生过程中愈伤组织里存在着复杂的生化反应,不同的愈伤组织有着不同的生理生化特性。用MS培养基对楸树幼嫩种子进行培养,诱导产生出三种类型的胚性愈伤组织和一种非胚性愈伤组织,以此作为实验材料。对可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸的含量进行测定分析,研究楸树胚状体形成过程中三种类型的胚性愈伤组织之间以及胚性愈伤组织和非胚性愈伤组织之间的生理生化差异。结果表明,可溶性蛋白和游离脯氨酸在楸树胚性愈伤组织中的含量都远远高于其非胚性愈伤组织;而楸树胚性愈伤组织的可溶性糖含量均显著低于其非胚性愈伤组织。并且可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸的含量在楸树不同类型的胚性愈伤组织之间存在差异。     

大麦成熟胚胚性愈伤组织的高频诱导和植株再生

大麦成熟胚的初代愈伤组织是水质、柔软的非胚性愈伤组织，在继代培养中能以一定频率出现胚性愈伤组织。本文研究了基因型、有机添加物和胚切割等因素对大麦胚性愈伤组织诱导频率的影响。结果表明：供试的１０个大麦品种在胚性愈伤组织诱导率和植株再生率上有显著差异；培养基中添加水解酷蛋白、Ｌ－脯氨酸以及提高维生素Ｂ１和肌醇的浓度可以促进胚性愈伤组织的形成；胚芽段比全胚或胚根段更易形成胚性愈伤组织。胚性愈伤组织转入无     

农杆菌介导的植酸酶基因转化棉花的研究

摘要：本研究采用农杆菌介导的方法,将外源植酸酶(Phy)基因导入棉花品种的胚性愈伤组织中,经培养获得再生植株。PCR检测证明植酸酶基因已经插入到棉花基因组中,晋棉14和陕724的转化效率分别为33%和8.3%。此外,本研究还对影响农杆菌侵染棉花胚性愈伤转化效率的因素,如卡那霉素浓度、胚性愈伤组织生长状态、受体材料的基因型等进行了较为系统的比较研究,旨在建立一种转化效率高、稳定性好的棉花农杆菌遗传转化体系。     

茶树愈伤组织继代培养与体细胞胚发生

利用添加不同种类,浓度的１／２ＭＳ修改培养基、Ｂ５培养基交叉培养茶树（ＣａｍｅｌｌｉａｓｉｎｅｎｓｉｓＬ．）愈伤组织,有利于延长愈伤组织继代培养时间,并维持胚性愈伤组织高的体细胞胚分化能力,不同品种的胚性愈伤组织体细胞胚分化率存在明显差异,试管苗茎胚性愈伤组织分化率高于大田栽培的成龄茶树叶柄胚性愈伤组织。胚性愈伤组织随着继代培养时间的延长,体细胞胚分化率随之有所下降,胚性愈伤组织在继代培养过程中,     

红光促进棉花胚性愈伤诱导的转录组分析

为探究红光促进棉花胚性愈伤组织形成的分子机理。本研究以陆地棉CCRI24为试验材料,利用RNA-seq技术对在红光、白光培养条件下的不同阶段棉花愈伤组织进行转录组测序,分析胚性愈伤形成过程的基因表达水平。对2个不同光处理愈伤组织共计8个样品进行转录组测序,共获得54.92 Gb clean data。与白光相比,5、15、20、30 d的非胚性愈伤组织中差异表达基因分别有261、58、139、44个上调,454、157、328、507个下调。GO功能富集分析表明,两种光质条件下的棉花愈伤组织差异表达基因的功能主要富集到细胞核、细胞膜等与细胞分裂有关的代谢过程。KEGG富集分析结果显示,红光与白光条件下的愈伤组织间差异表达基因主要参与光合作用-天线蛋白、玉米素合成、二萜类生物合成、类黄酮生物合成等代谢通路。研究结果表明,与胚性愈伤组织形成相关的8个基因的差异表达趋势与转录组测序分析结果一致。本研究为光质影响棉花胚性愈伤诱导的相关基因表达提供了数据,为解析棉花胚性愈伤组织诱导与形成的分子机制提供参考。     

马尾松体细胞胚胎发生相关基因PmSERK1的克隆与表达分析

体细胞胚胎发生不仅是植物微繁、种质保存的有效手段,同时也是研究高等植物胚胎发育和遗传转化的模式系统之一。本研究从马尾松未成熟合子胚诱导的胚性细胞团中成功克隆了体胚发生受体激酶基因PmSERK1。该基因全长2303bp,包含完整的开放阅读框,编码626个氨基酸,其蛋白分子量约为69kD。序列分析发现PmSERK1与其它植物的SERK基因高度同源。系统进化树重建表明,PmSERK1与已知参与体胚发生的关键SERK基因聚为一类,如MtSERK1、CuSERK1、AtSERK1和DcSERK。表达分析显示:PmSERK1在主要的组织器官(根、茎、针叶等)略有表达;但在诱导培养的非胚性愈伤中没有检测到表达,而在经继代培养的胚性愈伤中表达很高且逐渐增加,且在培养20d时达到最高。另外,在再生的子叶胚中,PmSERK1的表达量也很高。综上所述表明,PmSERK1是与体胚发生相关的关键SERK基因的直系同源基因,可以作为愈伤组织胚性的标记基因。     

玉米成熟胚胚性愈伤组织的诱导、高频再生及转化的研究

以玉米自交系CML295、CML304和18-599R的成熟胚为外植体, 结合幼胚离体培养方法, 探讨并优化了成熟胚来源的胚性愈伤组织诱导及继代培养方法。对其愈伤组织的形态和组织切片的研究结果显示, 继代过程可产生良好的Ⅱ型胚性愈伤组织。在分化培养中分别获得68.6%、75.4%和84.8%的高频再生率, 每愈伤组织块成苗数分别为2.45、2.43和2.75。利用基因枪法转化pCAMBIA1301质粒后的GUS瞬时表达效率分别为57.9%、62.5%和73.1%, 转化pCAMBIA1303质粒后检测GFP的瞬时表达效率分别为23.3%、40%和45.5%。以上3种基因型成熟胚来源的愈伤组织转化率与其对应的幼胚来源的胚性愈伤组织转化率相似。这一技术体系为玉米的遗传改良和功能基因组研究提供了重要的技术平台。     

棉花愈伤组织分化过程中的DNA甲基化分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的途径之一,在维持生物基因组稳定性与调控基因转录和表达中起着重要作用。为明确棉花愈伤组织分化过程中基因组DNA的甲基化变异模式以及甲基化图谱,本研究利用全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)技术对棉花愈伤组织分化(非胚性与胚性)过程中的DNA甲基化模式进行了全面比较。全基因组DNA甲基化分析表明,在棉花愈伤组织分化过程中非胚性愈伤组织的mCG与m CHG所占比率高于胚性愈伤组织,而不对称m CHH的比率则低于胚性愈伤组织;非胚性愈伤组织的mCG、m CHG、mCHH及mC的平均甲基化水平均低于胚性愈伤组织。基因组甲基化区域分析表明,棉花愈伤组织分化过程中基因间、启动子和基因下游(转录终止位点下游2 kb)的甲基化水平较高,同时胚性愈伤组织的基因间、启动子及基因下游的平均甲基化水平均高于非胚性愈伤组织。因此,本研究分析了棉花愈伤组织全基因组DNA甲基化水平,为进一步研究棉花体细胞胚胎发生的表观遗传机制提供了依据。