过量表达LAR3和Bbchit1以提高毛白杨对叶枯病的抗性

利用转基因技术将多种抗病基因共同转入毛白杨中以提高其抗性,从而获得毛白杨抗病新品种是目前解决杨树真菌病害的主要研究方向之一。本研究通过根癌农杆菌介导的二次遗传转化,将来源于球孢白僵菌几丁质酶基因Bbchit1转入过量表达无色花色素还原酶基因LAR3转基因毛白杨中,实时定量PCR显示Bbchit1与LAR3均能有效表达,离体抗病试验显示Bbchit1+LAR3共表达转基因毛白杨细胞粗提液对杨树叶枯病菌具有明显抑制作用,进一步将叶枯病菌接种在转基因和非转基因毛白杨叶片上培养30天,转基因植株的感病面积均低于非转基因植株且Bbchit1+LAR3共表达转基因株系抗病效果更明显。上述抗病试验结果表明:LAR3和Bbchit1在杨树中共表达可提高其对叶枯病的抗性。     

表达豇豆胰蛋白酶抑制剂转基因杨树的蛋白检测

对转豇豆胰蛋白酶抑制剂基因的三倍体毛白杨杂种 [(毛新杨×毛白杨 )×毛白杨 ]的可溶性总蛋白和胰蛋白酶抑制剂蛋白的含量进行测定 .结果发现 ,与未转基因植株相比 ,所有供试转基因株系叶片中的总可溶性蛋白含量明显增加 ,但老叶的含量高于嫩叶 ,这表明转基因株系可溶性总蛋白含量增加可能是CpTI基因表达的结果或由于外源基因导入后引起杨树基因组中某些自身基因的表达所致 .转基因株系叶片中有较高含量CpTI,而对照叶片则检测不到CpTI,这进一步证实了CpTI基因已在转基因株系中得到稳定表达 .进一步比较发现 ,在供试的 5个无性系中 ,TG0 7、TG0 4和TG71在总蛋白含量和CpTI含量增加较为明显 .另外 ,聚丙烯酰胺凝胶电泳胶分析发现 ,与未转基因植株相比 ,在所有供试转基因株系叶片中均出现一条分子量为 11.3kD的清晰蛋白带     

雄性毛白杨离体叶片再生及抗虫基因转化

用雄性毛白杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａ）试管植株无菌叶片作外植体，筛选出诱导不定芽分化、增殖和生根培养基。在组培室的光照条件下培养３７ｄ，平均每片叶产生２５个不定芽。已建立雄性毛白杨最佳转化和再生系统。用含有完全改造的Ｂｔ抗虫基因表达载体ｐＢ４８．７和部分改造的Ｂｔ抗虫基因表达载体ｐＢ４８．６转化雄性毛白杨，经在含有卡那霉素的培养基上选择和ＰＣＲ检测，已获得初步确定的转基因植株。     

毛白杨纤维素合酶基因(PtoCesA1)的克隆及其在烟草中的遗传转化

克隆毛白杨纤维素合酶基因(PtoCesA1),全长为3 215 bp,与欧洲颤杨的PtrCesA1基因的同源性为97%,具有开放的阅读框,编码区在52～2 988碱基之间,为2 937 bp.构建PtoCesA1基因的全长正义植物表达载体为pBIPA1,经酶切和PCR鉴定确认载体构建正确.通过农杆菌介导的方法将pBIPA1表达载体转入烟草中,转基因植株的纤维细胞壁厚度和木质部厚度都有不同程度的下降,形态表征为植株明显变矮,叶片变小.     

转抗菌肽基因毛白杨的培育及其对溃疡病的抗性

以毛白杨为转基因受体材料,利用根癌农杆菌介导法转化来源于益母草的阳离子抗菌肽基因LJAMP2。经卡那霉素筛选,共获得50株抗性植株。GUS组织染色和PCR检测显示有30株抗性植株呈阳性,初步证明外源目的基因已整合到毛白杨基因组中。RT-PCR证实抗菌肽基因LJAMP2在转基因植株中能大量表达。离体抗病性试验表明:转基因毛白杨细胞粗提液的抑菌能力明显强于非转基因植株。进一步将溃疡病菌接种在转基因和野生型毛白杨茎段上培养30天,转基因植株的病级指数均低于非转化植株。上述抗性试验结果表明:在毛白杨中超量表达益母草抗菌肽基因LJAMP2能显著提高其溃疡病抗病性。     

毛白杨PtoWOX4a基因过表达对次生生长的影响

【目的】WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的一类转录因子,参与干细胞维持、侧生器官发育和不定根再生等过程,对植物生长发育有至关重要的作用。本文通过对毛白杨Pto WOX4a基因表达模式的分析和过表达植株表型的观察,研究Pto WOX4a在杨树生长发育中的作用,为全面了解不同物种中WOX基因的作用机制奠定基础。【方法】利用qRT-PCR技术分析Pto WOX4a基因在茎顶端分生组织、幼叶、成熟叶、嫩茎、老茎、木质部、韧皮部和根中的相对表达量;利用GUS染色技术对p Pto WOX4a∷GUS转基因植株进行染色,通过GUS信号观察,进一步分析Pto WOX4a在不同组织中的表达模式。对过表达Pto WOX4a植株和对照植株的不定根、茎和叶片进行形态观察和生长指标测定,并通过组织切片对其解剖结构进行观察比较,分析过表达Pto WOX4a对杨树不定根、茎和叶片维管发育的影响。【结果】qRT-PCR结果显示,Pto WOX4a在茎中表达量最高,且主要集中在木质部和韧皮部,在根中表达水平次之,而在叶片等其他组织中的表达量较低;p Pto WOX4a∷GUS转基因植株的GUS染色结果与qRT-PCR结果一致,并发现Pto WOX4a主要在根、叶及茎的维管组织中表达。对过表达Pto WOX4a转基因植株表型观察发现,过表达Pto WOX4a抑制了不定根的伸长,3周苗龄的转基因植株不定根长度约为3~4 cm,仅为对照植株的1/3~1/2,不定根直径变粗,根部木质部区域增加。3月苗龄的过表达Pto WOX4a植株变矮,与对照植株相比,株高减少了14%~20%,节间数减少了16%~22%;对第10节间茎段的解剖结构分析发现,过表达Pto WOX4a植株茎部髓心部分变窄,比对照植株减少了10%~20%,木质部区域变宽,比对照植株增加了24%~35%,而形成层区域宽度无明显变化。此外,过表达Pto WOX4a导致植株叶片生长异常,叶片两侧边缘向上卷曲。【结论】毛白杨Pto WOX4a基因主要在杨树的维管组织中表达,过表达Pto WOX4a可影响杨树不定根、茎和叶片维管的发育。     

双抗虫基因对三倍体毛白杨的转化和抗虫性表达

建立三倍体毛白杨叶片再生体系,用部分改造BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂(API)基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化三倍体毛白杨无性系,在含卡那霉素50 mg·L-1的分化培养基上诱导产生不定芽的叶片占18%,在生根培养基上对转基因植株做进一步筛选,获得50个转化再生株系.PCR检测表明:80%的植株呈现阳性反应,部分株系进行Southern Blot检测,证明外源基因已经插入杨树基因组中.用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测,结果表明:7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达,表达量最高的株系约占叶总可溶性蛋白的0.016 1%.用经分子生物学检测的28个转基因株系叶片进行舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫饲虫试验,结果表明:不同株系幼虫杀死率明显不同,有39.3%的株系对舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫的致死率在80%以上;25.0%的株系对两种害虫的幼虫死亡率均在60%～80%之间;另有35.7%的株系幼虫死亡率在50%以下,有些株系基本未表现出抗虫性.同时具高抗虫性的转基因株系能够明显抑制存活幼虫的生长和发育.     

毛白杨PtoWOX11/12a对杨树扦插苗生长发育的影响

【目的】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根诱导过程中及过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中Pto WOX11/12a基因、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的表达模式,为深入研究WOX基因对植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】对在温室生长1~3个月的过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因以及非转基因84K杨(对照)的叶形、株高和地径进行比较;通过组织切片对转基因和非转基因84K杨的第5、9和13节间的解剖学特征进行分析,并对各节间的形成层和木质部宽度进行比较;利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术,分析Pto WOX11/12a、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在毛白杨不定根产生过程中及在过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中的表达模式。【结果】在叶形上,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨叶片长度与非转基因84K杨(对照)没有显著差异,但是宽度显著大于对照;抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的叶长和叶宽都明显小于对照,且叶边缘呈现锯齿状缺刻。在植株的株高和地径方面,过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的株高和地径都明显低于对照,且存在显著差异;茎解剖分析发现,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度小于对照,形成层细胞层数多,而抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度同样小于对照,但与过表达植株相比,木质部宽度相对变大,形成层细胞层数变少。q PCR结果显示Pto WOX11/12a基因在毛白杨不定根产生过程中被诱导并持续表达,而生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在诱导培养3天后表达量才迅速增加,但在过表达Pto WOX11/12a转基因植株中表达量升高,在抑制表达植株中表达量降低。【结论】Pto WOX11/12a基因的过表达或者抑制表达都影响了转基因84K杨叶的发育、茎的高生长和径向生长(次生木质部发育);Pto WOX11/12a基因在杨树不定根形成和生长过程中发挥作用涉及到生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的参与。在生根过程中,Pto WOX11/12a基因和生长素合成基因YUCCA1及YUCCA8在表达时间上存在时间间隔。高水平的Pto WOX11/12a抑制了生长素合成相关基因的表达,导致过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨由于更容易形成分生组织,促进了根原基的形成,产生比较多的不定根。在不定根生长过程中,YUCCA1及YUCCA8基因上调表达,可促进生长素合成和根部分生组织细胞的分裂;在茎中,二者上调表达促使过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨形成层活动的增强,继而影响木质部的分化,木质部变窄。     

转TSRF1基因尾叶桉的培育及其广谱抗病性

以尾叶桉U6无性系无菌种子苗下胚轴为外植体,通过对不同生长调节剂的优化组合,建立尾叶桉高效再生体系.应用正交试验设计,优化尾叶桉遗传转化体系.经PCR和Southern杂交检测表明,TSRFI基因已整合到尾叶桉基因组中;转基因植株灌根接种青枯菌后,转基因植株表现出发病延迟,抗性提高,抗性相关酶活性显著增强.转化植株离体叶片对疫霉菌抗性明显增强.荧光定量PCR的结果表明转基因植株接种致病菌后TSRF1基因表达量得到提高.研究结果表明,转TSRF1基因尾叶桉表现出一定的广谱抗病能力.     

麻竹转录因子DlSCL6的基因克隆及在拟南芥中异位表达

GRAS家族 HAM( Hairy Meristem)亚家族是一类转录因子,对植物的生长发育和形态建成具有重要作用。利用RT-PCR和RACE技术从麻竹中得到一个HAM 同源基因,命名为DlSCL6。该基因全长2006 bp,含有5'非编码区129 bp,3'非编码区266 bp,编码区1611 bp。DlSCL6蛋白具有 LHRⅠ,VHIID,LHRⅡ,PFYRE,SAM 5个保守域,且与某些单子叶植物的 SCL6蛋白有较高的一致性,与拟南芥有部分一致性,为43%。DlSCL6基因在大肠杆菌中表达,获得分子量约为60 kDa的重组蛋白。在拟南芥中正义表达 DlSCL6基因的植株营养期延长,开花延迟,植株粗壮,莲座叶数量增加;而转反义基因的植株开花提前,植株瘦弱,且莲座叶数量明显减少。由此表明,DlSCL6基因能影响转基因植株茎端分生组织的分生状态,从而导致形态建成的变化。