转录因子基因Mfhb-1的表达对苜蓿体细胞胚胎发生过程中营养元素含量的影响

Mfhb-1基因是在苜蓿体细胞胚胎发生诱导早期经扣除杂交得到的HD-Zip Ⅰ类转录因子基因,相关研究表明,Mfhb-1基因在苜蓿体细胞胚胎发生诱导的早期可能发挥重要作用.为了进一步探讨Mfhb-1基因的生物学功能与营养元素吸收的关系,试验以经2,4-D诱导的苜蓿幼嫩叶片的叶肉细胞为材料,利用电感耦合等离子体发射光谱技术,对Mfhb-1基因的正义、反义转化植株体细胞胚胎发生发育过程中的10种营养元素含量进行了测定.结果显示,Mfhb -1基因的表达可能在苜蓿体细胞胚胎发生诱导初期促进了对Na元素的吸收,同时抑制了对Mg、Zn元素的吸收;Cu、K、Fe、Mn等元素的含量变化可能受Mfhb-1基因表达的影响较小.不过Mfhb-1基因表达与营养元素吸收的关系,以及进而如何影响苜蓿体细胞胚胎发生的详细分子作用机理等有待于进一步研究.     

转录因子基因Mfhb-1的表达对苜蓿体细胞胚胎发生过程中主要内源激素含量的影响

以经2,4-D诱导的苜蓿幼嫩叶片的叶肉细胞为材料,利用HPLC技术对Mfhb-1基因的正义、反义转化植株体细胞胚胎发生过程中的的主要内源激素含量进行测定.结果显示,Mfhb-1基因的表达可能在苜蓿体细胞胚胎发生诱导初期抑制了IAA、GA3和ZT的合成,促进了ABA的合成.     

苜蓿HD-Zip转录因子基因Mfhb-1的生物信息学分析

采用生物信息学方法对苜蓿Mfhb-1基因的功能、一般理化性质、疏水性、二级结构和亚细胞定位进行分析,并进行同源建模.结果表明,该基因包含一个861 bp的ORF,编码长度为286个氨基酸残基的HD-Zip转录因子.该转录因子为一个亲水性的蛋白,具有α-螺旋、无规则卷曲等二级结构元件,定位于细胞核中.     

棉花GhSEDEG38基因调控棉花耐盐性的功能分析

基于棉花体细胞胚胎再生不同时期表达谱中筛选出一系列差异表达转录因子,通过RT-PCR和qRT-PCR分析这些转录因子在不同逆境处理下的表达,发现GhSEDEG38基因(somatic embryogenesis differencially expressed gene 38)的表达受盐胁迫诱导明显上调;序列分析发现GhSEDEG38编码bZIP型转录因子,与拟南芥bZIP53基因同源。为进一步验证该基因的功能,构建了该基因的RNAi干涉载体并转化棉花,通过分子检测获得了表达量显著降低的转基因棉花株系。通过对萌发期和三叶期转基因材料和对照材料进行盐处理发现,干涉GhSEDEG38基因降低棉花在萌发期及苗期对盐胁迫的抗性,盐处理后转基因植株的MDA含量和活性氧含量显著高于对照材料,而可溶性糖含量显著低于对照材料。综上,GhSEDEG38参与棉花对盐胁迫的应答。     

大豆GmHAT5的克隆及其转基因百脉根的抗盐分析

【目的】从大豆盐胁迫基因表达谱中筛选并克隆得到同源异型域亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)家族基因GmHAT5,将其转化豆科模式植物百脉根并进一步探究其抗盐调控机制。【方法】使用多种生物信息学软件对GmHAT5的开放读码框(ORF)、编码蛋白的分子量、等电点、序列结构和蛋白定位等进行预测,同时将大豆GmHAT5蛋白与其他10个物种的同源蛋白进行比对分析,并对GmHAT5在大豆不同器官及盐胁迫下的表达特性进行分析。此外,构建GmHAT5的植物超表达载体,通过对发根农杆菌LBA1334的转化,得到"复合体"百脉根植株,并在盐胁迫条件下对其进行抗盐表型分析;通过对根癌农杆菌EHA105的转化,获得百脉根的稳定转化株系,并对其进行抗盐表型分析及相关生理指标检测。【结果】多种生物信息学软件分析表明,该片段包含1个1 038 bp的ORF,编码345个氨基酸。GmHAT5的理论分子量和等电点分别为39.17 k D和4.63。GmHAT5蛋白定位于细胞核,与其他HD-Zip家族蛋白一样,属于典型的核蛋白。序列分析表明,GmHAT5包含一个同源异型结构域和一个亮氨酸拉链结构域,属于第I类同源异型域亮氨酸拉链蛋白。同源蛋白比对表明其与野生大豆GsHAT5同源性最高。基因表达特性分析表明,GmHAT5在大豆植株的各个不同器官中均有表达,是一个受盐诱导上调表达的HD-Zip类转录因子。发状根转化的结果表明,使用200 mmol·L~(-1) NaCl处理植株7 d后,"复合体"植株生长状态良好,对照组植株叶片明显萎蔫、失绿;不同NaCl浓度处理离体转基因发状根14 d后,对照组较试验组发状根明显干枯、生长受到抑制。稳定转化结果显示,不同盐浓度处理14 d后,转GmHAT5百脉根与两组对照植株相比生长状态更好。相关生理指标检测结果显示,与两组对照相比,转基因百脉根植株中丙二醛含量和相对质膜透性明显降低(P0.05),而叶绿素含量和根系活力则显著升高(P0.05)。测定不同植株阳离子含量的结果表明,转基因百脉根株系与两组对照相比,Na~+在叶片和根中含量显著下降,K~+和Ca~(2+)在叶片和根中含量显著升高。【结论】从大豆中克隆得到一个编码HD-ZipⅠ类同源异型域亮氨酸拉链蛋白基因GmHAT5,该基因在大豆中受盐胁迫诱导表达量显著升高。超量表达GmHAT5显著增强百脉根的耐盐能力,发状根转化法可以作为一种快速有效筛选抗盐候选基因的手段。推测GmHAT5在大豆盐胁迫应激调控中扮演重要角色。     

水稻WRKY16基因分析及其转化拟南芥研究

通过酵母单杂交方法从水稻中获得编码转录因子的WRKY16基因.序列分析表明,WRKY16蛋白属于WRKY转录因子家族第二类别.利用根癌农杆菌进行WRKY16基因的拟南芥转化,GUS组织化学染色和PCR检测证明WRKY16基因已经转入拟南芥中,RT-PCR检测进一步证明该基因已在转基因植株得到表达.     

同源异型域-亮氨酸拉链蛋白研究进展

同源异型域-亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)是高等植物所特有的一种转录因子,根据氨基酸同源序列的不同分为4大类。虽然各个HD-Zip蛋白的基因具有序列相似性,但它们在植物生长发育过程中发挥的作用是多种多样的。以拟南芥HD-Zip转录因子研究现状为主线,辅以其他植物中HD-Zip转录因子基因的研究,主要对HD-Zip蛋白的种类、生物学功能、影响其基因表达的因素及它们的表达规律4个方面进行了综述。     

虎杖转录因子PcMYB1基因的克隆及原核表达

为了探明髓细胞组织增生病毒癌基因同源物(MYB)转录因子在虎杖苯丙烷代谢途径的作用,以虎杖叶片为材料,通过RT-PCR和RACE技术从虎杖中获得MYB转录因子基因,命名为PcMYB1,GenBank登录号为KY495789。序列分析表明,PcMYB1基因的cDNA序列全长1 152 bp,该基因开放阅读框为813 bp,编码270个氨基酸,推测蛋白质分子质量为30.455 ku。PcMYB1编码的氨基酸序列具有MYB类转录因子的共同特征,其N端具有R2、R3两个MYB结构域,同时其C端还存在一个抑制结构域C2基序pdLNL[D/E]LXI[G/S]。系统进化树分析表明,该基因编码的蛋白质与矮牵牛PhMYB4的亲缘关系最近。将该基因片段连接到原核表达载体pET-28a中,构建融合表达质粒pET28a-PcMYB1,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期大小一致。成功克隆PcMYB1基因的全长序列,构建的原核表达载体pET28a-PcMYB1可用于该基因的功能研究。     

月月红月季体细胞胚胎植株再生关键技术研究

以带1 mm叶柄的月季叶片为外植体诱导出胚性愈伤和体细胞胚胎,对月季体细胞胚胎植株再生进行研究。结果表明,月季体细胞胚胎再生与培养基种类、培养基坡度和体细胞胚胎自身类型等密切相关。月季体细胞胚胎在SP/R培养基(含1.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA+3.0mg/L GA3)上比在EM培养基(含1.0 mg/L 2,4–D+0.1 mg/L TDZ)上能再生出更多小植株,在EP培养基(含3.0 mg/L 2,4–D+0.5 mg/L TDZ)上则逐步褐化死亡;将培养基放置成坡面,有利于体细胞胚胎分化出芽和根,提高植株再生率;在体细胞胚胎的子叶尚未完全开张(呈90°~150°角)前转入倾斜的SP/R培养基可以再生出正常植株,体细胞胚胎子叶充分伸展甚至向外翻转时(大于150°角)再转入倾斜的SP/R培养基,体细胞胚胎则会回到愈伤组织形态,丧失植株再生能力。     

牛FoxO1基因启动子转录调控分析

为鉴定牛叉头框转录因子1(Forkhead box,FoxO1)的核心启动子区及其关键转录因子,利用PCR扩增牛FoxO1基因的启动子序列,同时设计7个逐段缺失片段引物扩增其启动子逐段缺失片段,进一步将其构建双荧光素酶报告载体并分别转染小鼠C2C12和3T3-L1细胞系,通过检测不同缺失片段荧光素酶报告载体的活性,以确定牛FoxO1启动子的核心区域;使用Genomatix和JASPAR在线软件预测牛FoxO1基因启动子核心区域的关键转录因子,采用定点突变试验在小鼠C2C12细胞系中初步鉴定预测的关键转录因子对FoxO1的转录调控作用。结果表明：1）成功扩增了牛FoxO1的启动子区1 920bp序列,获得了FoxO1基因启动子序列的7个逐段缺失片段序列;2）经双荧光素酶报告试验进一步证实,牛FoxO1基因核心启动子位于-285/-27区域;3）预测并通过定点突变试验鉴定出MEF2A、KLF4、HOXA5和KLF5转录因子对FoxO1基因的转录活性具有关键调控作用。综上,本研究初步鉴定出牛FoxO1基因启动子核心区（-285/-27）内转录因子MEF2A、KLF4、HOXA5和KLF5对F...     

苜蓿植株再生及PPRV-F基因转化条件的研究

以苜蓿品种甘农1号下胚轴为外植体,研究不同培养基对苜蓿愈伤组织、体细胞胚形成的影响,通过体细胞胚发生途径建立再生体系,在此基础上,摸索农杆菌介导小反刍兽疫病毒F基因的转化条件。结果表明:所选培养基愈伤组织诱导率均为100%,UM+0.1mg/L NAA+0.5mg/L KT为诱导体细胞胚的最佳培养基。农杆菌介导的苜蓿遗传转化条件为:下胚轴预培养3d,农杆菌菌液侵染15min,然后在培养基上铺一层灭菌滤纸共培养3d后清洗,选择压为卡那霉素(Km)75mg/L,抑菌浓度为头孢霉素(Cef)300mg/L。本研究为制备防治小反刍兽疫转基因植物疫苗奠定了基础。     

龙眼体细胞胚发生早期的蛋白质组学

【目的】通过龙眼（Dimocarpus longan Lour.）体细胞胚发生早期5个阶段的蛋白质组学研究,为植物胚胎发育相关蛋白基因分离和植物体细胞胚发生相关机制等的深入研究奠定基础。【方法】利用已建立的龙眼体细胞胚发生再生系统,经同步化培养获得龙眼体细胞胚发生早期5个阶段胚性培养物,并采用双向电泳和质谱技术对龙眼体细胞胚发生早期的蛋白质组变化进行分析。【结果】龙眼体细胞胚发生早期5个阶段的蛋白质2D表达谱可检测到1 203-1 798个蛋白点,其在龙眼体细胞胚发生早期各阶段大部分具有阶段差异表达特性,有小部分是阶段特异表达,根据其蛋白数目、表达丰度、分子量和等电点等变化,确定了龙眼体细胞胚发生早期的ECII到CpECGE阶段是体细胞胚发生早期的关键性阶段。成功鉴定45个差异蛋白,成功率为37%,其中以能量、碳水化合物代谢相关蛋白和氧化胁迫反应相关蛋白占多数,分别为22%和27%;通过其功能分析可以推断出,龙眼体细胞胚发生早期,能量和糖代谢是体细胞胚发生的基础,而氧化胁迫反应是体细胞胚发生的先决条件,并通过参与细胞骨架的稳定、氮代谢、信号转导、基因调控、蛋白质的翻译加工修饰和定位等功能的蛋白,构成一个庞大的龙眼体细胞胚发生蛋白质调控网络系统,保证体细胞胚的正常发育。【结论】对龙眼体细胞胚发生早期过程的蛋白质表达变化有了较全面的了解,蛋白质表达数量呈先减低后升高再减低的趋势,龙眼体细胞胚发生早期能量和糖代谢旺盛,氧化胁迫反应相关蛋白对体细胞胚早期的发生和发育有重要的调控作用。     

影响木薯再生系统的几个因素的研究

以木薯7个优良品种SC6,SC7,SC8,SC124,NZ188,C3以及C4为实验材料,对木薯再生体系中的几个重要影响因素进行了研究.结果表明:6 - BA对抑制木薯的顶端优势有明显的效果,浓度越高抑制作用越强;2,4-D和picloram能促进木薯初级体胚的形成,两者效果相当,在初级体胚诱导过程中,所有品种的产胚率...     

农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系的建立与优化

以“中苜一号”紫花苜蓿品种作为受体材料,建立了适用于农杆菌介导的转基因组培体系,并对GUS 基因进行转化,经 GUS 组织化学染色,以获得抗性愈伤组织分析为目的,转化优化条件为:叶片预培养 4~5 d,用农杆菌菌液(A600=0.3~0.8)侵染 20 min,然后在培养基上铺一层灭菌滤纸共培养 7 d 后清洗。     

碳源对山核桃体细胞胚发生和植株再生的影响

以山核桃Carya cathayensis花后10～12周的幼胚为外植体,建立体胚发生及再生体系,同时分别对山核桃胚性愈合组织和体细胞胚诱导的碳源种类和质量浓度进行了比较分析。结果表明：接种在含葡萄糖培养基中的山核桃胚性愈合组织诱导率显著高于蔗糖、海藻糖和麦芽糖,诱导率达33.3%;在培养基中添加20 g.L-1葡萄糖,胚性愈合组织诱导率最高,达50.0%,显著高于其他处理。蔗糖为山核桃体细胞胚诱导的最佳碳源种类,体细胞胚诱导率显著高于葡萄糖、海藻糖和麦芽糖,诱导率达23.3%;在培养基中添加45 g.L-1蔗糖,体细胞胚诱导率最高,达30.1%,显著高于其他处理。体胚在WPM培养基（木本植物用培养基）附加5 g.L-1蔗糖的培养基上萌发率达20%,显著高于附加0,10,15,20,25,30 g.L-1蔗糖的体胚萌发率。     

葡萄未成熟胚诱导体细胞胚发生和植株再生与遗传鉴定

以二倍体和四倍体葡萄杂交获得的未成熟合子胚为材料,诱导体细胞胚发生。采用的初生胚诱导培养基(SE培养基)为:NN69+1.80 mg.L-1NAA+0.4 mg.L-1水解酪蛋白+2 g.L-1活性炭+30 g.L-1蔗糖+6 g.L-1琼脂;次生胚诱导培养基分别为:3/4MS+0.35 mg.L-1IBA+30 g.L-1蔗糖+6 g.L-1琼脂(扩繁培养基)和MS+1.5 g.L-16-BA+0.2 g.L-1IBA+30 g.L-1蔗糖+6 g.L-1琼脂(胚状体萌发培养基)。结果表明:初生胚诱导率为11.11%和16.67%,体细胞胚在扩繁培养基上再生植株。利用流式细胞仪和SSR标记检测源自同一未成熟合子胚(胚珠)的不同株系的遗传稳定性,结果显示,所测植株均为三倍体,且都来自杂交所得的未成熟合子胚。本研究所建立的体细胞胚诱导方法及遗传稳定性检测技术,能够为植物材料保存、扩繁,转基因应用和研究植物发育及极性建成等提供途径。     

不同红蓝配比的光质对棉花体细胞胚胎发生 和植株再生的影响

【目的】设置不同的光质组合,明确不同光质对棉花体细胞胚胎发生的影响,为提高棉花体细胞胚胎发生能力和加快棉花转基因过程提供依据。【方法】分别设置不同红蓝配比的光质组合B﹕R（蓝﹕红）=1﹕1、B﹕R（蓝﹕红）=3﹕1、B﹕R（蓝﹕红）=1﹕3和DL（日光灯）,将CCRI12（中棉所12）棉花下胚轴切段依次在愈伤诱导培养基上（callus induction medium,CIM）、胚性愈伤组织诱导培养基上（embryogenic callus differentiation medium,ECDM）、体细胞胚诱导培养基上（embryoid induction medium,EIM）和再生植株诱导培养基（regenerated-plantlet induced medium,RIM）上培养。统计在4种不同光质配比下,体细胞胚胎发生各个阶段对应的指标,包括愈伤增殖率（callus proliferation rate,CPR）、愈伤增殖量、胚性愈伤分化率、体细胞胚数量、生根率、下胚轴数量、再生棉花植株数量、叶绿素浓度等。【结果】与B﹕R=1﹕3和DL光质组合相比,B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1的光质组合均显著促进了愈伤的增殖率,但抑制体细胞胚长出下胚轴;与B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1相比,B﹕R=1﹕3和DL光质组合均促进胚性愈伤分化和诱导体细胞胚的产生,在诱导下胚轴生根方面,B﹕R=1﹕1组合生根率明显高于其他3种处理;B﹕R=1﹕3和B﹕R=1﹕1处理后下胚轴成苗数、植株高度和叶绿素浓度明显高于B﹕R=3﹕1和DL光质组合,B﹕R=1﹕3的促进效果最明显。【结论】 明确了不同光质组合在体细胞胚胎发生各个阶段的调控作用,在体细胞胚胎发生各个阶段可以选择性地应用最优的光质组合。其中红蓝配比为B﹕R=1﹕3的光质组合在整体上能促进棉花体细胞胚胎的发生。     

转柠檬酸合成酶基因苜蓿耐铝性研究

【目的】通过对渝苜1号转柠檬酸合成酶(CS)基因和对照株的根尖进行耐铝性试验,旨在找到转基因苜蓿耐铝性的适宜条件,明确转基因株较对照株表现出来的耐铝效果。【方法】以对照株和转CS基因4号苜蓿为材料,设计0、5、15、30和50μmol·L-15个氯化铝浓度梯度,每个处理3个重复,测量前3d根尖的伸长情况。【结果】在5个氯化铝浓度下,对照株和转基因株在第1天的根尖伸长都显著的高于第2天和第3天;转基因株第2天在15、30和50μmol·L-13个氯化铝浓度下的根尖伸长显著高于第3天,而对照株的根尖在第2天和第3天基本停止伸长。随着铝浓度升高,根尖伸长受阻越严重。对照株在15μmol·L-1铝处理的第1天根尖还能基本正常伸长,但在第2天即使5μmol·L-1铝处理,根尖伸长已严重受阻,这说明对照株耐铝浓度低于15μmol·L-1。而转基因株当氯化铝浓度达到30μmol·L-1时,根尖伸长才开始明显受阻(P0.05)。【结论】渝苜1号CS转基因苜蓿的耐铝条件为氯化铝浓度15-30μmol·L-1,处理2d;转基因苜蓿相对于对照株表现出明显的耐铝性。     

影响文心兰叶片体胚诱导的条件研究

以文心兰Oncidium flexuosum无菌苗叶片为外植体,1/2 MS（Murashige and Skoog）为基本培养基,对不同叶位、叶片大小（叶龄）、不同植物生长调节物质处理诱导体胚的效果进行了研究。结果表明：①幼苗的叶尖、叶基部切口、叶面切口、叶面和叶缘均能诱导出体胚,绝大部分体胚能形成二次体胚并能分化成多个类原球茎（PLB_s）。②诱导体胚的最佳外植体材料是取自带根幼苗15 mm长叶片。③诱导体胚的适宜培养基组成如下：1/2 MS培养基（其中微量元素和有机添加物为全量,铁盐减半）,磷酸二氢钠170.00 mg·L^－1,谷胺酰胺1 000.00 mg·L^－1,蛋白胨1 000.00 mg·L^－1,噻苯隆（TDZ）0.50 mg·L^－1,聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）250.00 mg·L^－1,蔗糖20 000.00 mg·L^－1,固化剂（gelrite） 2 800.00 mg·L^－1,pH 5.2。叶片体胚诱导率为90.00%以上,叶片基部切口和中切口体胚诱导率分别达74.56%和66.91%。图4参17