农杆菌介导BtCry1Ac、NTHK1双价基因转化烟草植株的研究

为探讨多基因植物转化载体p096899中外源基因BtCry1Ac和NTHK1在转基因植株中的表达情况,通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法转化野生烟草,经卡那霉素筛选,初步获得了10株转基因烟草植株.经PCR鉴定,证明目的基因已被整合到烟草基因组中.利用荧光定量PCR和ELISA分析目的基因在转录水平和翻译水平的表达量,并对转基因烟草株系进行了抗虫试验和耐盐性试验.结果表明,目的基因在转录水平和翻译水平分别得到表达,但表达量存在差异,其中2号转基因株系毒蛋白表达量最高,其含量达可溶性总蛋白的0.028 5％;饲虫试验中,部分转基因烟草株系对斜纹夜蛾的毒杀作用明显高于未转化烟草,其中2号转基因株系的抗虫性最高,饲喂第6天斜纹夜蛾幼虫死亡率达到75.56％,与Bt毒蛋白表达量相一致;在盐胁迫下,转基因烟草的叶片生长状况均好于对照(非转基因)烟草的生长.证明BtCry1Ac基因和NTHK1基因的转入在一定程度上提高了烟草的抗虫性和耐盐能力.     

转GhABF2基因马铃薯植株的获得及抗旱性分析

转录因子GhABF2是AREB1/ABF2的同源基因,过表达GhABF2能显著提高植物的抗旱性。为了创制马铃薯抗旱种质资源,利用根癌农杆菌介导法将GhABF2基因导入马铃薯栽培品种‘大西洋’中,获得卡那霉素抗性苗12株,并通过PCR、qRT-PCR、Southern-blotting检测,筛选出GhABF2基因整合到受体基因组且表达量较高的8个转基因株系。在干旱条件下,对苗期植株生长情况及相关生理生化指标进行测定,结果表明:在PEG模拟干旱胁迫下,转基因株系与对照植株相比,其生物量显著增加,叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量升高,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性显著提高,转GhABF2基因植株在生长状态、生理生化指标方面都表现出更强的耐受性,说明转录因子GhABF2的高表达显著提高了马铃薯的抗旱性。结果为马铃薯抗旱新品种的选育提供中间材料和重要基因资源,具有重要的理论和实际意义。     

烟草铁蛋白基因NtFer1对粳稻遗传转化及其基因功能研究

利用农杆菌介导法将烟草铁蛋白基因Nt Fer1转入粳稻,经抗性筛选、PCR、Southern杂交、Northern杂交检测。结果表明,外源基因已整合到粳稻基因组中,并能稳定遗传表达。过量Fe2+营养液条件下培育自交T1代植株,研究表明转基因株系SOD和POD活性、叶绿素相对含量高于对照,而MDA含量则相反;转基因株系叶片和糙米总铁含量高于对照,所测16种氨基酸总含量与对照无显著差异,但部分氨基酸含量存在差异;接种稻瘟病混合小种菌液转基因株系稻瘟病叶瘟指数低于对照。烟草铁蛋白基因Nt Fer1转入表达可提高粳稻叶片和糙米储藏铁离子能力,增强对高铁胁迫耐性和稻瘟病叶瘟抗性。     

低温胁迫下转ipt基因水稻某些生理特性研究

测定了特异戊烯基转移酶（ipt）基因水稻EY105的株系T7、T19及对照在低温胁迫下幼苗叶片叶绿素含量、脯氨酸含量及膜保护酶活性。结果表明，常温下，转基因植株除叶片脯氨酸含量比对照低外，所测定的其他生理生化指标没有显著差异；经低温胁迫后，对照植株叶片叶绿素含量降低35．2％，转基因水稻植株基本保持不变，2个转ipt基因的水稻株系脯氨酸含量分别增加60．89％及73．46％，对照植株仅增加11．0％；低温胁迫后对照植株的POD及SOD活性分别下降27．0％及8．3％，MDA增加82．6％，而转基因水稻植株未发生变化。     

转rolC基因八棱海棠组培苗生物学特性的研究

【目的】通过研究转rolC基因八棱海棠不同株系的转基因拷贝数，在转录水平上的表达丰度，以及转基因组培苗的生物学特性，为进一步深入阐明rolC基因在八棱海棠中的表达机制和培育优良的苹果砧木奠定理论基础。【方法】以通过gus染色和PCR检测的3个转rolC基因八棱海棠株系组培苗为试材。Southern杂交鉴定rolC基因整合拷贝数。Northern杂交鉴定rolC基因在转录水平上的表达丰度。调查转基因植株组培苗在含有不同种类和浓度的植物生长调节剂的培养基上茎段增殖、叶片再生、生根能力等生物学特性；将生根后的组培苗进行炼苗，移入温室4个月后，研究株高、节间数、节间长度、叶面积等生物学特性。【结果】Southern杂交结果表明，rolC基因分别整合进入3个八棱海棠株系基因组，其中株系20a和33a分别获得了1个rolC基因拷贝，株系20b获得了2个rolC基因拷贝。Northern杂交结果表明，3个转基因株系中的rolC基因均在转录水平上得到了表达，且该基因在单拷贝株系的表达丰度高于双拷贝株系。转基因组培苗生物学特性研究结果表明：（1）3个转rolC基因八棱海棠株系茎段增殖系数、叶片再生率、生根所需外源激素浓度均显著低于对照植株，单拷贝株系的以上指标亦显著低于双拷贝株系。（2）3个转基因八棱海棠株系组培苗平均生根数显著高于转基因株系，双拷贝株系显著低于单拷贝株系；根长情况正好相反；对照植株根粗和转基因株系根粗之间均无显著差异。（3）3个转基因八棱海棠株系的株高、节间长度、节间数、叶面积均显著小于对照植株。其中单拷贝株系显著小于双拷贝株系。【结论】rolC基因整合进入3个八棱海棠转基因株系基因组，并分别在转录水平上得到表达。外源rolC基因的表达导致转基因植株体内内源激素含量和植株形态学的改变，且rolC基因的整合拷贝数对它的表达有一定的影响。     

干旱胁迫对转拟南芥Atpsy基因生菜的影响

干旱胁迫处理转拟南芥Atpsy基因的T1代生菜和野生型生菜,测定各转基因株系与野生型生菜的各项生理生化指标、目的基因的表达量和类胡萝卜素的含量。结果显示:正常情况下,转基因株系与野生型植株的各项生理指标之间没有明显的差异,随胁迫程度加深,转基因株系在发芽率、发芽指数和净光合速率的下降幅度方面小于野生型;同等胁迫强度下,转基因株系的脯氨酸、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶活性高于野生型植株;转基因株系植物体内丙二醛的快速积累程度和叶绿素降解速率小于野生型对照组。干旱胁迫处理下,转基因株系Atpsy基因的表达量和类胡萝卜素的含量均有所提高。     

转拟南芥BAS1基因提高烟草光合特性

本文通过农杆菌介导法将BAS1基因遗传转化烟草(Nicotiana tabacum xanthin),经PCR鉴定,不同启动子转基因植株各获得30株以上。以转基因株系及其野生型为材料,探讨大田环境下植株成熟叶片的光合特性。结果表明,转基因烟草具有更强的光合能力,并伴随着气孔导度(Gs)、细胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)提高,其叶绿素组成成分的含量发生了变化,叶绿素总含量也显著高于野生型。因此,转BAS1基因提高烟草净光合速率。     

KcERF-PeDREB2a双价基因对棉花干旱、盐碱耐受性的影响

利用农杆菌介导法将耐旱耐盐转录因子基因Pe DREB2a和Kc ERF导入受体材料陆地棉R15中,获得12个株系的转基因植株,通过硫酸卡那霉素初筛以及PCR分子检测最终获得7个转Kc ERF-Pe DREB2a基因的棉花株系。通过测定转基因棉花的抗逆相关生理指标以及对基因相对表达量测定分析,结果表明,200mmol/L的Na Cl和15%的PEG-6000胁迫处理后,转基因棉花幼苗的CAT、SOD活性,游离脯氨酸含量均高于对照组,MDA含量较对照组棉花明显下降。实时定量RT-PCR结果表明,干旱胁迫下,转基因棉花幼苗叶片中Pe DREB2a基因的表达量高于Kc ERF基因的表达量;高盐胁迫下,转基因棉花叶片中的Pe DREB2a,Kc ERF基因的相对表达量持平。本研究结果表明,在干旱、高盐胁迫下,Kc ERF-Pe DREB2a基因有助于提高棉花的耐旱耐盐能力。     

大豆促苗期根系发育相关基因Gmr937在烟草中的功能分析

将构建好的植物过表达载体pCAMBIA3301-Gmr937和RNAi表达载体pCAMBIA3301-Gmr937-RNAi,通过农杆菌介导的叶盘法将植物表达载体转入烟草。经PCR检测得到T_1代过表达载体阳性植株13株,RNAi表达阳性植株11株。对阳性植株进行荧光定量PCR,测定目的基因的表达量。结果表明:正常条件下,Gmr937基因在转化烟草根、叶片中表达量较高,在茎中表达量较低;转干扰表达植株目的基因在根、叶片中表达量是对照0.8倍,在茎中的表达量是对照的0.85倍。干旱条件下,转Gmr937超表达载体烟草在叶片中表达量是对照组的14倍,在根中表达量是对照组的12倍;转Gmr937-RNAi载体在根、茎中表达量是对照组的0.8倍,在叶片中表达量是对照组的0.7倍。以CaMV35s启动子为探针进行Southern杂交检测,在适宜条件下,转化的目的基因以单拷贝整合到受体烟草基因组中。测量适宜条件下培育的转基因烟草侧根总长的结果表明,超表达转基因植株和RNAi干扰转基因植株的侧根平均总长均比干旱条件下长,且不同条件下超表达侧根总长都比对照长,说明Gmr937基因对烟草侧根的发育有促进作用。对干旱处理7 d后的转基因烟草的抗旱生理生化指标进行测定,结果表明Gmr937基因在烟草中超表达并提高了烟草植株的耐旱性。     

超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力

【目的】研究超表达OsMGD基因烟草植株在低磷条件下的生长情况,为明确OsMGD基因对植物耐低磷胁迫的影响机理奠定基础。【方法】通过构建表达载体pGWB2-OsMGD和农杆菌介导的转化方法,获得超表达OsMGD基因烟草植株,用磷浓度为5μmol/L的HS营养液对转基因烟草植株进行低磷处理后,研究转基因烟草植株MGD活性、脂质和脂肪酸含量、叶绿素含量、根系鲜质量、根冠比和磷含量的变化情况。【结果】超表达OsMGD基因烟草植株中MGD活性增加了1~3.5倍;在转基因烟草植株中,半乳糖脂(MGDG和DGDG)、磷脂和总脂肪酸含量均显著高于野生型植株,但是转基因烟草植株中的脂肪酸组分与野生型相比无显著差异。低磷处理后,转基因烟草植株的生长情况明显优于野生型植株,转基因烟草植株中叶绿素含量、根系鲜质量和根冠比均显著高于野生型;在正常和低磷条件下,转基因烟草植株中的磷含量与野生型相比无显著差异。【结论】超表达OsMGD基因能增加烟草植株的细胞膜脂含量,使植物体内累积大量半乳糖脂和磷脂,从而提高了烟草植株耐低磷胁迫的能力。     

大豆促苗期根系发育相关基因Gmr937在烟草中的功能分析

将构建好的植物过表达载体pCAMBIA3301-Gmr937和RNAi表达载体pCAMBIA3301-RNAi-Gmr937,通过农杆菌介导的叶盘法将植物表达载体转入烟草。经PCR检测得到T1代过表达载体阳性植株13株,RANi表达阳性植株11株。对阳性植株进行荧光定量PCR,测定目的基因的表达量,结果表明Gmr937基因在转化烟草根、叶片中表达量最高,是未转化植株12倍,在茎中表达量最低,是对照7倍;在转干扰表达载体植株苗期根、叶中表达量是对照0.7倍,在茎中的表达量是对照0.85倍。以CaMV35s启动子为探针进行Southern杂交检测,结果表明转化的目标基因以单拷贝整合到受体烟草基因组中。测量适宜条件下培育的转基因烟草侧根总长度,结果表明超表达转基因植株的侧根平均总长度为117cm,比未转化烟草平均增加了8cm;RNAi干扰转基因植株侧根总长度平均为80cm,比对照组减少了11cm,说明Gmr937基因对烟草侧根的发育有促进作用。对干旱处理7d后的转基因烟草的抗旱生理生化指标进行测定,结果表明Gmr937基因在烟草中超表达提高了烟草植株的耐旱性。     

拟南芥CBF3和COR15a基因对转基因烟草抗寒性的影响

为了分析CBF3和COR15a双价基因的抗寒价值,通过模式植物烟草抗寒性的改良,为其他经济作物的抗寒改良提供理论和实践依据.将低温诱导启动子AtRD29a分别控制的拟南养CBF3低温应答转录激活因子基因和COR15a冷诱导基因一起转入烟草,通过低温处理实验、生理生化指标测定分析转基因烟草的抗寒性.结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,转基因植株在1℃48 h未出现蒌蔫,而非转基因植株1℃12 h印出现萎蔫状态;转基因植株LT50为-1.01℃左右,非转基因植株LT50为0.86℃,转基因植株的细胞膜伤害率比非转基因植株低20％,半致死温度低约1.87℃;转基因植株的POD活性、可溶性糖含量和Pro含量分别是非转基因植株的3.42、2.57、1.23倍.     

转群体感应淬灭基因attM烟草抗青枯病的研究

自根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)克隆获得attM基因。采用叶盘转化法,农杆菌介导转化烟草,经过卡那霉素抗性筛选获得抗性愈伤组织,对其分化产生的植物株系进行PCR、PCR-Southern和荧光定量PCR及GUS染色检测分析。结果表明:attM基因被成功插入烟草基因组DNA中。在转基因株系中均能够表达,相对表达量最大可达125.8,最小为31.0。以野生型烟草和转pBI121空载体的烟草为对照,分别进行了离体及活体检测试验,结果表明:转attM基因烟草植株对茄科雷尔氏菌引起的青枯病抗性显著。1×107～1×108CFU.mL-1的青枯菌接种离体叶片,野生型烟草和转pBI121空载体的烟草的中毒面积与接种面积比值为15～25,转基因植株的比值低于3;青枯菌3×106CFU.mL-1伤根接种盆栽烟草植株14d,野生株和转空载体烟草均青枯死亡,病情指数为100,转基因植株病情指数为31.25。     

转BpGLK1基因白桦叶色变异规律及生长特性分析

通过开展转BpGLK1基因白桦叶色变异规律研究,探讨BpGLK1干扰表达株系叶绿素含量的降低对生长的影响。以2年生3个BpGLK1过表达株系(OE1～3)、7个干扰表达株系(RE1～7)为试材,采用PCR及qRT-PCR技术对目标基因进行分子检测,同时测定其叶色参数和叶绿素相对含量的时序变化规律,分析转基因白桦的生长特性。结果表明:2年生的转BpGLK1基因白桦中,导入的目标基因仍整合于转基因株系的基因组中,且BpGLK1干扰表达株系中BpGLK1显著下调,BpGLK1基因的低表达对2年生苗高生长无影响,7个干扰表达株系中有6个株系在整个生长期叶绿素含量低于WT株系,叶色亮度及黄色程度高于WT株系,其中RE1、 RE7株系上述性状均优于其他株系,是后续城市园林绿化应用推广的首选株系。     

甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)克隆及其在转基因烟草中的表达特性分析

[目的]克隆甘蔗细胞壁转化酶基因(SoCIN1)并分析其在转基因烟草植株中的表达特性,为研究CIN1基因功能提供参考.[方法]克隆SoCIN1基因,利用基因重组技术构建植物正义表达载体pBI121-SoCIN1,采用叶盘法经农杆菌EHA105介导将其转化烟草品种K346.经抗性筛选和PCR扩增验证后获得转SoCIN1基因烟草植株,采用半定量PCR检测叶片SoCIN1基因的表达量,并测定叶片可溶性糖含量、CIN活性及株高(以野生型烟草为对照).[结果]克隆获得的SoCIN1基因长度为1731 bp,与GenBank已公布的SoCIN1基因(JQ312298)核苷酸序列同源性达100%,并通过构建其植物正义表达载体转化烟草.PCR扩增鉴定结果表明,SoCIN1基因已整合至烟草基因组DNA.对F0和F1代进行转基因烟草连续筛选,获得4个转SoCIN1基因烟草株系(T-1、T-2、T-3和T-4).在4个株系的叶片中均检测到SoCIN1基因的表达,其中以在T-1株系叶片中SoCIN1基因表达量最高,其次是T-3株系,最低的是T-4株系.4个株系叶片的可溶性糖含量、CIN活性及株高均高于野生型烟草,其中CIN活性显著高于野生型烟草(P<0.05,下同),且T-1株系CIN活性高于其他3株系;T-1、T-2和T-3株系叶片可溶性糖含量分别显著高于野生型烟草39.68%、19.95%和31.15%;T-1、T-2、T-3和T-4株系的株高较野生型烟草分别提高了15.57%、2.90%、5.74%和5.22%,但仅T-1株系与野生型烟草存在极显著差异(P<0.01).[结论]转SoCIN1基因烟草叶片过表达SoCIN1基因,能提高烟草的CIN活性和可溶性糖含量,促进植株生长,由此推测该基因在甘蔗生长发育和蔗糖积累过程发挥作用.     

桑树MaDFR的克隆及功能分析

【目的】克隆桑树（Morus alba L.）二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol-4-reductase,DFR）基因,并通过烟草过表达研究其对烟草黄酮生物合成的影响,为该基因功能分析及应用提供理论参考。【方法】采用RT-PCR的方法从桑树中克隆出MaDFR,采用农杆菌介导的遗传转化技术,将MaDFR导入模式植物烟草中,获得具有卡那抗性的转基因烟草植株,通过基因组PCR鉴定转基因阳性植株,采用反向PCR的方法分析T-DNA在烟草中的插入位点。通过定量PCR的方法分析MaDFR在烟草中的表达水平,AlCl₃分光光度法测定转基因烟草中总黄酮含量,通过DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）清除能力分析总黄酮酸水解前后的抗氧化活性,最后通过高效液相色谱（HPLC）分析烟草花冠中花青素的含量及种类。【结果】从中桑5801中克隆并获得了全长为1 026 bp的MaDFR,编码341个氨基酸残基,其蛋白质具有典型的NADPH结合位点。获得7株具有卡那抗性的烟草转基因株系。分子鉴定4株为转基因阳性株系。MaDFR在转基因烟草中能够表达,但不同转基因株系之间MaDFR表达水平存在较大差异。转基因烟草叶片中总黄酮含量明显增加,其中,DFR-4和DFR-7 2个株系分别增加了30.4%和27.6%,DFR-2和DFR-5分别增加了19.8%和14.2%。抗氧化活性分析发现转基因株系叶片中未酸解总黄酮抗氧化活性存在较大差异,DFR-2、DFR-4的抗氧化能力比对照组提高了近5倍,而DFR-5和DFR-7与对照组没有显著性的差异,转基因株系叶片中总黄酮的抗氧化活性与MaDFR的表达水平具有显著的正相关性。转基因株系叶片中酸解总黄酮抗氧化活性与总黄酮的含量具有显著的正相关性。MaDFR在烟草中的过表达能够增加花冠中花青素的含量,DFR-4株系中花青素含量增加了15%,DFR-5和DFR-7 2个株系中花青素的含量增加了一倍,但转基因烟草花冠中花青素种类没有发生改变。【结论】MaDFR在烟草中的过表达能够显著增加烟草的总黄酮含量及抗氧化作用,也可以显著增加烟草花冠中花青素的含量,但不能改变花青素的种类,说明该基因在矢车菊素类花青素的生物合成代谢路径中具有重要作用。     

转AhDREB1基因花生T_2代植株耐盐性分析

DREB1(dehydration responsive element binding protein)是植物中特有的一类转录因子,在调控与逆境诱导相关基因的表达、参与植物对盐胁迫的响应及适应过程中具有重要作用。本研究以转Ah DREB1基因T2代花生植株及其受体品种丰花2号(对照)为材料,苗期用1%NaCl进行盐胁迫处理,分析胁迫前后植株表型和基因表达变化,并对SOD、POD活性和MDA、可溶性蛋白含量等生理指标进行测定。结果表明:盐胁迫下,转基因植株叶片保绿程度及根系生长状况明显好于对照。转基因植株DREB1基因表达量升高、响应盐胁迫速度比对照快。转基因植株参与盐胁迫响应的SOD、POD活性和可溶性蛋白含量高于对照,MDA含量低于对照,说明Ah DREB1基因过量表达能有效提高花生的耐盐性。筛选出耐盐性较好的转基因单株4个,分别是D254、D380、D385、D448。     

毛白杨TIR-NBS-LRR基因转化烟草的研究

该文采用农杆菌介导法将从毛白杨中克隆得到的TIR-NBS-LRR抗病基因（PtDRG01）导入烟草中,经抗生素筛选和PCR分子检测,获得了一批阳性转化植株。进而对这些阳性转化植株进行烟草花叶病毒接种实验,从表型观察结果发现,在接种病毒1周和6周后,转基因烟草株系TG-11的发病程度明显低于非转基因烟草。荧光定量分析结果显示,转基因烟草株系TG-11叶片中的烟草花叶病毒(TMV)数量显著低于非转基因植株,且该转基因株系中的PtDRG01基因转录水平显著高于非转基因植株。这些结果表明,毛白杨PtDRG01基因具有明显的抗病功能,其高效表达能够显著提高烟草的抗TMV能力。该文通过对烟草的遗传转化与病毒接种实验,鉴定了PtDRG01基因的功能,可为其他TIR-NBS-LRR基因的功能鉴定提供参考。      

转棉花CBF基因烟草的耐逆性生理指标测定

将棉花CBF基因转化入烟草,研究转CBF基因对烟草耐逆性的影响。对经PCR鉴定的阳性转基因烟草植株进行RT-PCR,结果表明外源CBF基因在转基因烟草中能够正常转录并表达。测定转基因烟草的各抗逆性相关生理指标,结果表明,转基因烟草的丙二醛含量明显低于野生型,为野生型的36.1%~81.1%;可溶性糖含量和POD活性均明显高于野生型烟草,分别达1.22~7.91倍和3.35~5.73倍,表明转CBF基因确实提高了烟草的耐逆性。     

转BpGLK1基因白桦叶色变异规律及生长特性分析

通过开展转BpGLK1基因白桦叶色变异规律研究,探讨BpGLK1干扰表达株系叶绿素含量的降低对生长的影响.以2年生3个BpGLK1过表达株系(OE1～3)、7个干扰表达株系(RE1～7)为试材,采用PCR及qRT-PCR技术对目标基因进行分子检测,同时测定其叶色参数和叶绿素相对含量的时序变化规律,分析转基因白桦的生长特性.结果 表明:2年生的转BpGLK1基因白桦中,导入的目标基因仍整合于转基因株系的基因组中,且BpGLK1干扰表达株系中BpGLK1显著下调,BpGLK1基因的低表达对2年生苗高生长无影响,7个干扰表达株系中有6个株系在整个生长期叶绿素含量低于WT株系,叶色亮度及黄色程度高于WT株系,其中RE1、RE7株系上述性状均优于其他株系,是后续城市园林绿化应用推广的首选株系.