甘蓝型油菜种子特异性表达 fad2基因的ihpRNA载体构建

旨在通过转基因途径诱导油菜种子中fad2基因发生转录后基因沉默,本文构建了fad2基因的ihpRNA 植物表达载体。通过PCR扩增分离到甘蓝型油菜种子特异性表达的Nap in启动子序列(1147bp)以及油酸脱饱和 酶基因( fad2)的一个537bp的片段,并将它们分别克隆到pGEM - T easy载体中。利用中间载体pHurrican构建 fad2基因的反向重复框。将fad2基因片段以正向的方式连接在一个可剪切的内含子的5’末端,而以反向的方式 连接到该内含子的3’末端;然后将Nap in启动子序列连接到该反向重复框的5’端,而在其3’端接有一个nos终止 子序列;最后将fad2基因的反向重复表达框分两步克隆到植物双元载体pCAMB IA2300的pUC18多克隆位点,构建 具有种子特异性表达的fad2基因的ihpRNA表达载体pCNF IRnos。限制性内切酶酶切对载体作了鉴定分析。     

甘蓝型油菜GPAT6基因启动子的克隆与表达载体构建

通过同源PCR克隆的方法,首次从甘蓝型油菜中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶6（sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase6,GPAT6）基因长1110bp的启动子,并将其成功构建到植物表达载体pBI121上.重组载体可用于转化拟南芥,探究甘蓝型油菜GPAT6基因的组织表达特征.     

甘蓝型油菜固醇载体蛋白2基因BnSCP-2的克隆与表达

固醇载体蛋白2(SCP-2)是一类小分子碱性蛋白,参与细胞内脂质运输、脂肪酸代谢以及过氧化物酶体β-氧化等过程。利用同源序列设计引物进行PCR扩增,克隆得到甘蓝型油菜固醇载体蛋白2基因的c DNA序列,命名为BnSCP-2。BnSCP-2的开放阅读框长372bp,编码一个由123个氨基酸残基组成的蛋白质,预测的蛋白质相对分子质量为13.52kD,等电点为9.35。SCP-2蛋白氨基酸序列非常保守,系统进化分析表明BnSCP-2与拟南芥SCP-2同源性最高。荧光实时定量PCR结果表明BnSCP-2在检测的各个组织均有表达,其中花和花蕾中的表达量最高;赤霉素、细胞分裂素和脱落酸等可显著诱导幼苗中该基因的表达,推测该基因可能参与调控幼苗生长发育。     

甘蓝型油菜BAN同源基因片段克隆与序列分析

参照拟南芥（Arabidopsis thaliana)BAN基因和cDNA的保守序列设计引物，对甘蓝型、白菜型、芥菜型油菜和拟南芥及其它十字花科栽培品种的基因组总DNA进行PCR扩增，均获得与拟南芥BAN基因扩增片段大小极其相似的PCR扩增产物，表明BAN基因可能广泛存在于十字花科植物中。甘蓝型油菜和拟南芥BAN扩增片段测序比较分析显示，拟南芥BAN片段（779bp)与已往的报道完全相同，甘蓝型油菜的BAN片段（780bp)与拟南芥BAN外显子的同源性为90％，但与内含子的同源性仅为74％。甘蓝型油菜BAN氨基酸序列与80多种植物的NADPH还原酶类有不同程度的同源性。     

木薯淀粉分支酶基因克隆及反义表达载体的构建

利用RT-PCR方法,用木薯块根cDNA做模板克隆获得支链淀粉合成的关键酶基因SBEII,经序列分析,同源性为98.07%;以PCAMBIA1301为基础,构建了以块根特异表达启动子Sporamin驱动的SBEII基因反义结构的植物表达载体.     

甘蓝型油菜BnADC基因的克隆及原核表达

利用同源克隆和RACE(Rapid amplification of cDNA ends)技术从甘蓝型油菜中克隆到精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase,ADC)基因cDNA全长序列,命名为BnADC。BnADC全长为2 649bp,包含344bp的5′非翻译区(5′ Untranslated region,5′-UTR)、226bp的3′非翻译区(3′ Untranslated region,3′-UTR)和2 079bp的完整开放阅读框(open reading frame,ORF),编码75.1kD的蛋白质。5′-UTR中含有12bp的uORF (Upstream open reading frame),编码MIRE 4个氨基酸。氨基酸同源性比对表明,BnADC蛋白与其他植物ADC蛋白具有很高的相似性,与芥菜的同源性高达93%;系统进化树分析表明,BnADC与芥菜、拟南芥的ADC亲缘关系较近。在获得全长cDNA的基础上,构建融合表达载体pET30a(+)-BnADC,转化大肠杆菌（Escherichia coli）表达菌株BL21(DE3),SDS-PAGE检测到一个约81.1kD的融合蛋白被E. coil表达,且融合蛋白主要存在于菌体沉淀中。     

甘蓝型油菜半胱氨酸蛋白酶基因BnCP51及其启动子的克隆与表达

为通过转基因技术建立新型授粉控制体系,克隆与雄性不育相关的基因及启动子,根据甘蓝型油菜全基因组信息设计特异引物,获得半胱氨酸蛋白酶家族基因Bn CP51的完整开放阅读框和上游启动子序列。Bn CP51基因全长1 032bp,在Gen Bank登录号KC898325,启动子长1 951bp。生物信息学分析表明,Bn CP51具有木瓜蛋白酶基因家族典型的保守结构域ERFNIN和GCNGG功能域。实时荧光定量PCR结果表明Bn CP51在花蕾中高量表达。在线启动子序列元件预测分析发现Bn CP51启动子序列中有多个花药特异表达元件。构建重组载体p Bn CP51::GUS,转化拟南芥,GUS染色结果表明在Bn CP51启动子的驱动下,报告基因GUS仅在中期花蕾和花药中特异表达,在其他组织中不表达。     

甘蓝型油菜中KCS6基因的克隆和功能分析

采用基因组步移和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术,从甘蓝型油菜中双9号中克隆到了KCS6基因。甘蓝型油菜中KCS6基因有两个拷贝:BnKCS6c(与甘蓝的mRNA 99%同源)和BnKCS6a(与白菜的mRNA 99%同源)。这两个拷贝的编码区长度均为1 494bp,含有2个外显子,一个长1 045bp,另一个449bp。种子发育初期KCS6基因在角果皮和种子中表达量高,随着种子成熟表达量迅速降低。两个KCS6的转基因都可以在酵母中正常表达,但不能合成超长链脂肪酸,表明酵母中异源表达的KCS6蛋白没有活性,或KCS6蛋白不能以酵母的脂肪酸作为催化底物合成超长链脂肪酸。     

大豆fad3c基因沉默载体的构建

构建大豆fad3c基因的沉默载体,旨在为培育生物安全的高油酸低亚麻酸转基因大豆奠定基础。从高蛋白大豆黑农35中克隆大豆种子特异表达启动子GY1;从高油大豆黑农37中克隆fad2-1b基因内含子1;从5个转基因受体大豆中克隆fad3c基因片段,作为正向臂和反向臂。构建筛选标记基因为bar,启动子为GY1,内含子为fad2-1b基因内含子1的双T-DNA载体。将双T-DNA载体转化大肠杆菌DH5α,酶切和序列分析鉴定表明扩增得到的重组质粒正确,命名为pDT-GFAD3I。     

甘蓝型油菜BnNAC61基因的克隆及表达特征分析

NAC(即NAM、ATAF和CUC)转录因子参与植物生长、发育、衰老和多种逆境胁迫反应的调控.为阐释甘蓝型油菜BnNAC61的表达特征,本研究采用RT-PCR方法,从甘蓝型油菜总cDNA中克隆BnNAC61基因.生物信息学分析表明,其CDS全长846 bp,编码281个氨基酸,N端含有NAM保守结构域;其启动子区存在W...     

甘蓝型油菜BnKNAT2基因克隆和功能分析

为分析甘蓝型油菜中调控分生组织细胞特异分化的KNOX基因家族成员KNAT2,从品种中双11号中分离克隆了BnKNAT2基因,ORF长984bp,由5个外显子组成,该基因编码327个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质包含有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN结构域,属I类KNOX蛋白。甘蓝型油菜中BnKNAT2存在4个拷贝,在主花序(原基)、授粉后7d的角果和茎中活跃表达。利用35S启动子构建了BnKNAT2的超表达载体(pD1301S-BnKNAT2)转化拟南芥野生型Col-0,21个转基因株系（T2）的叶片呈现不同程度卷曲、蜷缩以及波纹状叶缘。另外,BnKNAT2转基因株系开花期相比野生型明显推迟。     

甘蓝型油菜AnnBn1基因的克隆和表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术从甘蓝型油菜抗旱品系Q2中克隆了膜联蛋白(annexin)基因,命名为AnnBn1（GenBank登录号HM244482）,并对其进行了表达分析。AnnBn1的开放阅读框长度为954bp,编码317个氨基酸。序列分析显示,推测AnnBn1基因编码的氨基酸序列含有4个重复的结构域及钙离子结合位点,与拟南芥、番茄、棉花和玉米等物种的膜联蛋白具有较高的同源性。荧光定量PCR结果发现AnnBn1基因在Q2的根、茎、叶、芽等组织中均有表达,而且表达量基本相同。对3叶期幼苗进行10%PEG（聚乙二醇）溶液模拟干旱时发现,干旱胁迫后30h内,AnnBn1基因在茎、芽中的表达量升高了2～4倍,而在叶、根中显著升高了10倍以上。AnnBn1基因表达峰值也具有时空特点,干旱胁迫后20h茎和芽中表达量高,而在30h之后叶和根中表达量高。     

油菜种子含油量相关的脂肪酶基因BnSDP1克隆与表达分析

通过电子延伸和RACE (cDNA末端快速扩增) 克隆得到一个与油菜种子含油量相关的脂肪酶基因,命名为BnSDP1,其开放阅读框为2 472bp,编码分子量为92kD的蛋白,预测等电点为6.75,具有保守的patatin结构域,跨膜域位于N端和中间,序列分析显示BnSDP1拥有GXSXG脂肪酶的基本特征序列GSSVG。利用RT-PCR技术分析发现,在种子发育的成熟期（即脱水期）,BnSDP1在低油品系种子中的转录水平高于高油品系,在根、茎、叶、花中均有表达,但在根和叶片中表达量高,在根中尤其显著,且受蔗糖诱导上调表达。     

油菜热休克蛋白基因HSP81.1启动子的克隆与功能验证

利用温度诱导热休克蛋白启动子控制外源基因表达不但能提高外源基因表达的准确性,而且可以通过减少外源蛋白的积累,提高转基因作物的安全性。本研究从甘蓝型油菜（Brassica napus）基因组中扩增获得热休克蛋白基因启动子,并将其克隆至双元载体pBI121的GUS报告基因上游,构成双元表达载体pBI121 HSP GUS。通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草后获得转基因植株。对T1转基因植株研究表明,外源基因在42℃处理1h开始表达,且即使用同样条件诱导,GUS基因的表达率和表达量在不同生长时期均有差异。在第50d左右的苗期,GUS基因的表达率和表达量高,但随植株老化而逐渐下降。研究显示,利用油菜的热休克蛋白启动子可以达到温度控制烟草基因表达的目的。     

甘蓝型油菜CMS三系及杂交种的选育研究

引进我国长江流域甘蓝型半冬性双低品种(系)，在陕西关中生态条件下连续多年进行适应性选择，选育出适宜关中的双低自交系；用这类自交系与不育株测交和回交，育成不育株率100％、不育度95％以上的不育系212A、218A、159A等。用多亲本复合杂交改良的单、双低恢复系116C、1102C与不育系测交，育成了陕油6号、陕油8号等品种。2000年陕油6号通过陕西省农作物品种审定委员会审定，2001年陕油8号通过国家农作物品种审定委员会审定。     

甘蓝型油菜-埃塞俄比亚芥种间杂交非整倍体后代的遗传

非整倍体Nj04-089为甘蓝型油菜(Brassica napus L.)与埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Br.)种间杂交后代中获得的附加系。为分析Nj04-089的遗传特性,利用显微镜对Nj04-089自交后代的根尖细胞染色体进行计数、对花粉母细胞染色体分裂行为进行观察,并采用PCR、GISH和Southern杂交等技术对Nj04-089的2个连续自交后代的附加染色体进行了遗传分析。结果显示：这两个连续自交世代根尖细胞染色体数2n=37～51条;花粉母细胞减数分裂的中期染色体构型分别为(0-4)Ⅰ+ (16-23)Ⅱ+ (0-2)Ⅲ 和 (0-8)Ⅰ+ (14-24)Ⅱ+ (0-4)Ⅲ + (0-1)Ⅳ,且观察到染色体桥、染色体落后、分裂周期不同步等异常行为。PCR、GISH和Southern杂交结果表明在该非整倍体后代中未检测到芸薹属B组染色体或大的片段,推测非整倍体附加的染色体并非整条或大片段B组染色体。