油菜素内酯信号传递在水稻中的研究进展

油菜素甾醇(brassinosteroids,BR)是植物界广泛存在的一类植物激素,对植物生长发育的诸多方面有调节作用,也调控植物对环境逆境的胁迫响应。由于BR对与水稻产量相关的株高、籽粒大小、叶夹角、分蘖等性状产生影响,因而其合成和信号传递途径及如何调控BR信号以改善水稻农艺性状和产量,引起了业界的广泛关注。中国科学家在解析水稻BR信号传递因子方面,做出了突出的贡献。文章对近十余年来水稻BR信号传递的主要研究进展进行综述,并对未来可能的研究和应用领域及方向作了展望。     

油菜素内酯对拟南芥和水稻根毛发育的影响

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是植物生长发育所必需的一类植物激素。本研究以拟南芥和水稻为研究对象,借助BR相关突变体,通过外源施加BR及BR合成抑制剂研究BR和根毛生长发育的关系。结果表明:在双子叶模式植物拟南芥中,BR抑制根毛的生长发育;在单子叶模式植物水稻中,BR对的根毛的发育存在剂量反应,在一定的浓度范围内促进根毛的生长发育。     

蛋白质磷酸化在油菜素内酯信号通路中的作用

油菜素内酯是植物体内一类重要的类固醇激素,参与调控植物生长发育过程。对拟南芥的大量研究基本阐明了BR信号转导网络中的主要通路。在BR信号转导过程中,蛋白质可逆磷酸化参与了多个重要环节的调控。该文综述了植物体内BR信号转导过程中蛋白质磷酸化的作用。     

表油菜素内酯对水稻产量和光合特性的影响

研究了表油菜素内酯（ｅｐｉＢＲ）对水稻产量及其生理生化特性的影响。结果表明：在孕穗末至始穗期喷施ｅｐｉＢＲ，水稻谷粒产量可明显提高，还可显著地提高水稻剑叶的叶绿素含量以及叶片中的可溶性蛋白，非可溶性蛋白和总蛋白含量，明显延缓叶片中总核酸和ＲＮＡ降低的速率，延缓衰老并维持较高的光合速率，可溶性蛋白含量变化的规律与光合速率变化相一致。     

表油菜素内酯对水稻产量和光合特性的影响

研究了表油菜素内酯（ｅｐｉＢＲ）对水稻产量及其生理生化特性的影响．结果表明：在孕穗末至始穗期喷施ｅｐｉＢＲ，水稻谷粒产量可明显提高，还可显著地提高水稻剑叶的叶绿素含量以及叶片中的可溶性蛋白、非可溶性蛋白和总蛋白含量，明显延缓叶片中总核酸和ＲＮＡ降低的速率，延缓衰老并维持较高的光合速率，可溶性蛋白含量变化的规律与光合速率变化相一致．     

油菜素内酯处理后水稻悬浮系细胞的蛋白质组学分析

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是植物生长发育所必需的一类植物激素,研究BRs通过影响哪些蛋白的变化影响水稻表型的变化是研究BRs调控水稻生长发育机理的关键.本研究利用近几年发展起来的蛋白质组学和质谱技术鉴定水稻中受BRs调控的蛋白,对BRs处理后的悬浮系进行了双向电泳分析,经质谱分析鉴定到受BR...     

油菜素内酯调控蛋白OsCHRLK在水稻抗真菌过程中的功能

为探明油菜素内酯(BR)提高水稻(Oryza sativa)抗真菌的分子机制,采用双向电泳和质谱技术鉴定受BR调控的蛋白质,结果表明:OsCHRLK(Chitinase-Related Receptor-Like Kinase)受BR上调;通过RT-PCR技术对水稻叶片中编码几丁质酶(Chitinase)基因CHA1的表达量进行分析,发现CHA1受BR的上调;对BR处理后水稻叶片细胞间隙液中几丁质酶的活性分析表明,几丁质酶的活性也明显受BR上调;过表达OsCHRLK的转基因拟南芥表现为抗灰葡萄孢的能力增强,说明OsCHRLK在BR提高水稻抗性方面起正调控作用。以上结果表明BR可激活几丁质酶信号系统,加速对真菌细胞壁的降解,减少病菌对植物的伤害。     

表油菜素内酯(epibrassinolide)对绿豆

研究了表油菜素内酯对绿豆下胚轴切段皮层细胞超微结构的影响.结果表明,用表油菜素内酯处理下胚轴切段能够维持其细胞超微结构的完整性而延缓衰老过程,而对照下胚轴切段皮层细胞中的细胞器(如核、线粒体和内质网)在下胚轴离体5d后即解体消失.时表油菜素内酯保护细胞超微结构的作用与其延缓下胚轴衰老的作用之间的关系进行了讨论.     

嵌合猪圆环病毒的构建

[目的]为了构建猪圆环病毒1型(PCV1)和猪圆环病毒2型(PCV2)的嵌合病毒,并为PCV2疫苗研究奠定基础.[方法]以PCV1基因组为骨架,将其衣壳基因替换为PCV2衣壳基因,来构建嵌合猪圆环病毒(PCV1-2)DNA克隆,将PCV1-2 DNA克隆转染PK-15细胞以获得拯救病毒PCV1-2,并测定PCV1-2在PK-15细胞中的增殖特性.[结果]酶切和序列测定显示成功构建出PCV1-2 DNA克隆;免疫荧光试验和PCR检测显示成功获得拯救病毒PCV1-2,其效价达到1060 TCIDs0/mL以上;一步生长曲线显示PCV1-2在PK-15细胞中的增殖特性与其亲本病毒近似.[结论]成功构建了1种具有较高体外增殖能力的嵌合猪圆环病毒.     

OsVIP1 RNAi转基因水稻植株的构建

为进一步阐明农杆菌介导的遗传转化分子机制,进而利用分子生物学方法提高农杆菌转化水稻效率,以水稻品种中花11为遗传转化受体材料,利用RNAi技术对水稻中拟南芥AtVIP1蛋白的同源蛋白进行了功能研究。通过同源性比对得到水稻中拟南芥AtVIP1蛋白的同源蛋白序列,命名为OsVIP1,构建了该蛋白基因2个片段(R1和R2)的RNAi表达载体pDS1301-2-R1和pDS1301-2-R2,通过农杆菌介导的方法分别转化水稻中花11。对转基因抗性愈伤进行统计,结果表明,由携带pDS1301-2-R1和pDS1301-2-R2载体转化的抗性愈伤的形成受到一定程度抑制。经PCR检测,证明2个片段R1和R2均成功整合到再生水稻植株基因组中;半定量RT-PCR分析显示部分RNAi转基因植株中OsVIP1基因表达被成功抑制。     

水稻线粒体nad5基因超表达载体的构建和遗传转化

以TRIzol法提取的水稻幼苗总RNA反转录的cDNA为模板,以重组PCR技术扩增得到nad5的ORF,构建含有线粒体信号肽Rf1b5’的nad5双元超表达载体pCAMBIA1305.1::35S::Rf1b5’::nad5,以农杆菌介导的愈伤组织侵染法进行水稻遗传转化。克隆得到的水稻nad5基因大小为2 013 bp,构建了携带线粒体信号肽Rf1b5’的nad5植物表达载体,并成功获得了超表达nad5基因的阳性植株。     

绵羊痘病毒多表位基因的构建及原核表达

通过计算机软件筛选出绵羊痘病毒基因组中心编码区的ORF90核蛋白、ORF112融合蛋白、ORF117糖蛋白、ORF55膜蛋白和基因组末端的ORF134宿主范围相关基因的6段T、B细胞优势抗原表位,以柔性氨基酸(GPGPG)作为接头,串联合成1条全新的多表位嵌合基因mE,将其克隆到原核表达载体pET-32中,采用酶切分析与序列测定方法筛选鉴定阳性重组质粒,构建pET32-mE质粒;用IPTG在不同条件下诱导表达,确定最佳表达条件,表达产物经SDS-PAGE分析。结果表明,重组蛋白是分子质量为41ku的融合蛋白。在IPTG浓度为0.5mmol/L,温度为37℃、诱导4h时目的蛋白的表达量最大,约占菌体的32%。Western-blotting试验表明,目的蛋白可被羊痘血清识别。     

Construction of chimeric viruses based on pepper mild mottle virus using a modified Cre/loxP system

Cre/loxP, a site-specific recombination system, has been widely used for various purposes, including chromosomal translocations, generation of marker-free transgenic plants, tissue-specific activation of a reporter gene and efficient heterologous gene expression in plants. However, stable or transient expression of Cre recombinase in plants can cause chlorosis or necrosis. Here, we describe a modified Cre/loxP recombination system using a DNA fragment flanked with loxP sites in the same orientation in which necrosis induced by Cre recombinase in Nicotiana benthamiana leaves was alleviated. The modified system was successfully used to create functional GFP-tagged pepper mild mottle virus (PMMoV) and a chimeric virus with coat protein (CP) substitution assembled from separate pro-vector modules. Our results provide a new strategy and flexible technique to construct chimeric virus and infectious clones for plant viruses with large genomes.     

水稻PFP基因的克隆及其遗传转化

采用RT–PCR方法,成功克隆到1个与水稻苗期耐热相关的基因PFP,构建了该基因的超表达载体,通过基因枪法转化水稻品种中花17,获得9个转基因阳性植株,与对照相比,T1代转基因植株的苗期耐热性明显增强。33个代表性地方水稻品种的耐热表型与PFP基因型的相关性分析结果表明,PFP基因的基因型与品种的耐热表型存在显著的相关性。本研究中还分析了该基因在盐、4℃低温、PEG和ABA胁迫处理下的基因表达情况。     

水稻OsSAMT1基因的克隆及其遗传转化

采用RT-PCR法从水稻中成功克隆了1个水杨酸甲酯转移酶基因(OsSAMT1),构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法转化粳稻品种日本晴,获得10个转基因阳性植株.生物信息学分析结果表明,水稻基因组中共有12个OsSAMT1的同源基因,它们分别属于第6和第11号染色体上的2个基因族,而位于第2号染色体上的OsSAMT1基因与第6号染色体上的同源基因具有更高的相似性.     

光受体和OsPIN1基因家族表达对水稻根负向光性的影响

为了探讨根尖光受体及生长素极性运输在水稻根负向光性中的作用,以超表达OsPIN1b转基因和野生型水稻(‘中花11’)种子根尖为材料,在根尖受单侧光照不同时间后,提取根尖RNA,反转录合成cDNA,通过半定量PCR检测3种光受体和OsPIN1基因家族4个基因表达差异,用激光共聚焦电子显微镜观察根尖融合表达蛋白OsPIN1b-GFP的定位,测量根负向光性弯曲程度。结果发现:用单侧光照射后,转基因与野生型水稻根尖光受体基因表达量均明显提高,OsPIN1基因家族4个基因表达量也得到提高,但转基因水稻的这几个基因的表达量较野生型高,在转基因水稻根尖发现细胞向光侧的OsPIN1b-GFP荧光强度明显弱于背光侧,水稻根负向光性角度也显著大于野生型。结果说明,水稻根尖受到单侧光照射后,提高了光受体和IAA极性输出载体基因的表达量,促进IAA极性运输,诱导根尖负向光性形成,由于转基因水稻的相关基因表达量高于野生型,所以根尖的负向光性弯曲角度明显大于野生型。     

3个水稻RNAi载体的构建与应用

利用RNAi(RNA interference)干扰技术,构建了启动子和干涉区域不同的3种水稻干涉载体,通过农杆菌介导转化水稻粳稻品种中花11。表型和分子分析表明,3种载体都能有效降解靶基因OsUGP2,暗示pRNAi-ubi-UGP2载体能同时沉默OsUGP2家族基因,pRNAi-ubi-UGP2PRO载体能特异沉默OsUGP2,pRNAi-IP-UGP2载体对OsUGP2基因的沉默不具特异性,但其沉默具有人为可调控性。