GhMADS3基因组成型表达对矮牵牛花形和花色的影响

 利用农杆菌介导法将GhMADS3基因转入矮牵牛。对14株转基因植株进行分析鉴定, GUS染 色表明外源基因在转基因植株中表达, PCR检测显示GhMADS3整合到矮牵牛的基因组中, RT-PCR分析表 明GhMADS3在转基因植株中表达。转基因植株花器官普遍较野生型小, 花萼膨大、顶尖向内弯翘, 花冠深 裂且边缘伴有不规则褶皱, 柱头裸露在外, 花器官颜色较野生型变淡甚至完全白化。测定花瓣、花萼中花 色素苷和花萼中叶绿素含量, 结果表明转基因植株均较对照偏低。说明GhMADS3的导入使得矮牵牛花形、 花色发生改变。     

中国水仙NTMADS1基因表达分析及转化拟南芥研究

 利用RT-PCR技术分析了中国水仙（Narcissus tazetta var.chinensis）花器官特征基因NTMADS1在花期不同器官及花不同部位的表达模式。结果表明,该基因只在花器官中表达,且在雄蕊和副冠中的表达量高于雌蕊,在花瓣中未检测到该基因的表达。将该基因置于CaMV 35S启动子控制下,构建到载体pBI121的多克隆位点,获得了包含35S启动子、NTMADS1基因的编码区和NOS终止区域的植物表达载体。在农杆菌介导下将该基因转入模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）中,获得了卷叶、花期提早和花型改变的转基因植株。     

矮牵牛PMADS9基因的结构特征和mRNA的表达分析

 PMADS9基因是MADS-box基因AGL15亚家族成员,而AGL15基因被认为在开花植物中具有促进胚胎发生、延缓衰老进程的作用。使用PCR法克隆到了PMADS9基因的基因组序列EU338501,通过同家族基因比较分析发现矮牵牛PMADS9基因和番茄SIMBP11基因组织结构相似,和其他同源基因相比有着较长的第3外显子和庞大的1、2内含子等显著特征。通过Southern杂交初步判定其在基因组中可能为单拷贝。利用荧光定量分析发现PMADS9基因在花药和子房中优先表达,并在随后合子胚发育过程中持续表达,这与AtAGL15在拟南芥中的表达模式略有不同。对矮牵牛幼苗施加不同化学和物理处理后发现PMADS9基因对2,4-D和GA3处理有反应,并在多种胁迫环境下表达量增加,可能参与植物抗逆途径。     

超量表达PhWRIL1基因抑制矮牵牛叶片外植体再生不定芽

许多研究发现AP2/ERF家族euANT支基因超量表达可以促进植物生长和离体再生。但尚未有关于与euANT支亲缘关系很近的AP2/ERF基因basalANT进化支基因超量表达对离体培养中不定芽再生影响的研究。本研究中从矮牵牛中克隆了一个basalANT基因,命名为PhWRIL1。Real-time PCR结果显示,PhWRIL1的mRNA在矮牵牛各种组织中均有表达,表达量处于中等水平,在成熟组织中比幼嫩组织中更高。超量表达PhWRIL1的矮牵牛植株严重矮化,但开花时间没有显著变化。测定再生能力的结果表明：PhWRIL1超量表达的转基因植株叶片外植体的愈伤组织和芽的诱导与生长明显减少。这些结果表明PhWRIL1在矮牵牛中超量表达抑制了离体培养过程中不定芽的再生能力,在植物发育过程中basalANT和euANT基因可能发挥相反的作用。     

异源表达拟南芥赤霉素2–氧化酶基因对矮牵牛形态发育的影响

拟南芥赤霉素2–氧化酶基因AtGA2ox1在矮牵牛（Petunia hybrida）中过量表达导致转基因植株开花延迟,株形明显矮化,花冠变小,花冠表皮细胞变小,但花色变化不明显。施用多效唑对矮牵牛花冠的影响与过量表达AtGA2ox1一致。用拟南芥茎特异性表达基因At3g56700的启动子驱动AtGA2ox1在矮牵牛中表达时,转基因植株的表型变化在株系间存在明显的差异,但外源基因在茎中的表达量都明显高于叶和花中的,果实和种子的发育未受影响,通过对转基因后代的筛选可以获得株形矮化,其它性状的发育受影响较小的转基因株系。     

利用amiRNA 技术沉默矮牵牛查尔酮合成酶基因

 转基因介导的基因沉默技术是进行基因功能分析和利用基因工程改良作物的重要手段。在植物中,amiRNA（artificial microRNA）是具有高度特异性的基因沉默技术。根据amiRNA设计的原则设计了用于沉默矮牵牛查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）基因的amiRNA：amiRchs1,用拟南芥miR319a的前体作为表达amiRchs1的骨架,重叠PCR扩增,将天然miR319a序列替换成amiRchs1,合成的DNA片段置于35S启动子之后,转化导入矮牵牛。转基因植株花色变淡,花冠出现弥散的白色斑点或不规则的白色斑块,严重的几乎呈纯白色,花色素苷含量明显下降,CHS的mRNA含量明显降低,表明拟南芥miR319a的前体作为表达amiRNA的骨架在矮牵牛中可行,且能有效沉默结构基因。     

一个矮牵牛花器官发育突变体aps的表型鉴定及遗传分析

在利用矮牵牛W138株系构建突变体库的过程中,获得了一种花器官发育突变体,该突变体主要表现为花萼和花瓣发育异常,命名为aps(abnormal petals and sepals)。与正常W138植株相比,aps突变体最明显的表型是花冠开裂,通常为3裂,同时5个花萼中有2个出现部分瓣化。扫描电镜观察结果显示,突变体瓣化花萼的表皮细胞表现为正常花瓣的细胞形态。通过突变体自交、与正常姊妹株和矮牵牛W115株系杂交以及F1自交和回交等遗传分析发现,aps突变性状为单基因控制的隐性性状。q PCR分析结果表明,在突变体花萼中,3个B类基因(FBP1、PMADS1和PMADS2)和部分E类基因(FBP2、FBP4和FBP5)出现异位表达或表达量显著升高,而所有A类基因(FBP26、FBP29、PFG、AP2A、AP2B和AP2C)的表达量均明显下降,E类基因FBP9和FBP23的表达量也下调;突变体花瓣中,A类基因除FBP29不表达外,其他所有基因的表达量均显著增加,B类基因FBP1和PMADS2,E类基因FBP2、FBP5、FBP23和PMADS12的表达量上调;C类和D类基因的表达在突变体花萼和花瓣中没有明显变化,但在雄蕊和花柱中C类基因表达量明显下降,D类基因FBP7在子房中显著下调。aps突变体为研究矮牵牛花器官发育的调控机制及相关基因之间的调控关系提供了良好的材料。     

类黄酮3',5'羟基化酶基因的克隆及转化铁炮百合

 利用RT-PCR技术从矮牵牛的紫色花瓣中克隆了两个控制花色的类黄酮3',5'羟基化酶基因Hf 1和Hf 2, 并构建了植物表达载体, 利用农杆菌介导法对铁炮百合进行了遗传转化, 获得了转基因植株。     

平邑甜茶MhVPE基因ihpRNA干扰载体的构建及转拟南芥验证

 根据平邑甜茶液泡加工酶（vacuolar processing enzyme）基因MhVPE（GenBank登录号为FJ891065）cDNA序列,设计两对含有酶切位点的特异性引物F1/F2和R1/R2,以pMD-MhVPE质粒为模板,分别克隆了用于构建干扰载体的正反义片段pMD-F和pMD-R。将该正反义片段分别插入表达载体pART27的相应位置,构建成了含有内含子发夹结构的ihpRNA表达载体pART-RNAi-MhVPE。通过农杆菌介导,用花序浸泡法转化拟南芥进行验证,经过抗性筛选和PCR检测,得到17株转基因阳性植株;半定量RT-PCR结果显示所获得的转基因拟南芥植株中AtVPE同源基因的表达量明显降低,表明该干扰载体能够有效抑制VPE基因的表达,MhVPE基因的ihpRNA干扰载体构建成功,为进一步鉴定该基因的功能奠定了基础。     

Cry2Aa2 和PamPAP 双价表达载体的构建及其对辣椒的遗传转化

 为了获得既抗虫又抗病毒病，又对人体和环境安全的转基因辣椒（Capsicum annuum L．）材料，将启动子CaMV35S、终止子Nos-ter 及缺失无毒型商陆抗病毒蛋白基因PamPAP 一起插入到植物表达载体pCAMBIA1301-Cry2Aa2-PMI 的多克隆位点上，构建双价表达载体，采用农杆菌介导法将其转入辣椒中，并用PMI/甘露糖筛选体系对转化植株筛选。经PCR 扩增和Southern 杂交检测，结果表明Cry2Aa2和PamPAP 已经整合到辣椒基因组中。进一步经RT-PCR 分析，证实Cry2Aa2 和PamPAP 在T₀ 代转基因辣椒植株中共表达。经抗虫性、抗病毒病表型鉴定：T₀ 代转基因辣椒植株对黄瓜花叶病毒（CMV）和斜纹夜蛾幼虫的抗性均显著高于非转基因植株。     

蝴蝶兰PhSVP的克隆及其在花发育过程中的表达分析

从蝴蝶兰杂交品种‘大辣椒’中克隆到SVP同源MADS-box基因PhSVP，使用RACE方法获得PhSVP全长，其开放阅读框为687 bp，编码228个氨基酸。蛋白序列多重比对表明PhSVP蛋白包含一个高度保守的MEF2-like MADS结构域和一个中度保守的K-box结构域，且与兰科的SVP/AGL24同源蛋白相似度高，进化树分析也表明PhSVP蛋白与其他兰科植物的SVP/AGL24同源蛋白亲缘关系最近。PhSVP的空间表达模式表明其在营养器官表达量高，在萼片、侧瓣和唇瓣等生殖器官表达量低。进一步对PhSVP在成花转换和花发育过程中花序顶端的表达进行分析，表明PhSVP的转录水平在营养分生组织向花序分生组织过渡的过程中无显著变化，仅在花序分生组织阶段有少量上升，但在花发育早期花分生组织阶段中的表达水平显著升高，而在花发育后期的萼片原基、花瓣原基和合蕊柱原基阶段持续下降。此外还发现A类基因PhAP1在花发育过程中的花序顶端的表达模式与PhSVP相似，而B类基因PhPI和C类基因PhAG在花瓣原基和合蕊柱原基阶段的表达量最高。检测了PhSVP在抽葶期、花蕾期和盛花期的根、叶和花葶中的转录水平，结果表明PhSVP在花蕾期的根中的表达量稍高于其他时期，在不同阶段的叶中的表达水平无显著差异，而在抽葶期花葶中的表达量显著高于花蕾期和盛花期。试验结果暗示蝴蝶兰PhSVP可能起到调控花分生组织状态的维持、避免花器官原基过早分化的作用。     

紫花地丁开放花与闭锁花的发育及可溶性糖与淀粉含量的研究

紫花地丁(Viola philippica)为典型的两型花自花受精植物,具有开放花和闭锁花混合繁育系统。通过对开放花和闭锁花花芽形态发育的比较发现:开放花与闭锁花在花芽发育早期形态相似,4轮花器官原基均正常发生。出现明显差异的时期为4轮花器官原基形成以后,小孢子发育时期为产孢细胞阶段,开放花的5个花瓣与5枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有4个花药室;而闭锁花只有2枚雄蕊继续发育,每个雄蕊有2个花药室,其余雄蕊与所有的花瓣依然为器官原基状态,不再发育。通过对花芽与叶片可溶性糖与淀粉含量的检测发现,花器官原基形成之后,开放花与闭锁花形态出现明显差异阶段开始,随着花芽的发育,可溶性糖与淀粉含量均呈上升趋势,且开放花花芽中的含量均明显高于对应发育阶段闭锁花花芽;而开放花植株的叶片可溶性糖与淀粉含量均低于闭锁花植株叶片,说明开放花所需要的能量高于闭锁花,推测可溶性糖与淀粉含量的差异与两型花发育有一定的关系。     

睡莲属新品种‘婚纱’

‘婚纱’睡莲是从以变色睡莲（Nymphaea atrans）为母本，蓝星睡莲（Nymphaea colorata）为父本的人工杂交后代中选出的新品种。大株型。叶片绿色，卵圆形，叶径32 ~ 35 cm × 36 ~ 40 cm。花半重瓣，碗状至放射状。花瓣32 ~ 35枚，开花3 d后颜色由白色变为深粉色。花径16 ~ 20 cm，花朵高出水面20 ~ 32 cm，萼片4枚。属于热带睡莲，北方地区不可室外越冬。     

桂花R2R3-MYB家族基因鉴定及其在花开放过程中的表达分析

对桂花（Osmanthus fragrans）R2R3-MYB转录因子进行鉴定和生物信息分析，分析相关基因在花开放过程中的表达，获得了响应相对低温调控桂花花开放和着色等的关键基因。利用转录组数据分析得到35个桂花R2R3-MYB，这些基因均包含R2R3结构域，且高度保守。通过分析MYB基因在19 ℃（花能开放）和23 ℃（花不能开放）处理以及不同组织中的相对表达量发现，OfMYB1、OfMYB12、OfMYB14、OfMYB23、OfMYB24随着花的开放表达量逐渐升高，其中OfMYB1和OfMYB14在盛花期的花瓣中表达量最高，表明其可能参与桂花着色的过程；而OfMYB4、OfMYB5、OfMYB17、OfMYB28、OfMYB34在花开放过程中的表达量呈先升高后降低的趋势，尤其是OfMYB5、OfMYB17在花芽（圆珠期）中表达量最高，表明其可能参与了花开放过程的调控。     

大蒜MADS-box基因AsPI的克隆及表达分析

B类MADS-box基因在调控显花植物的花瓣和雄蕊发育过程中发挥关键作用。为初步了解大蒜花发育的分子机制,以‘阿城紫皮’大蒜(Allium sativum)的花蕾为试材克隆了AsPI(Gen Bank登录号为KY272748)。AsPI的cDNA长939 bp,开放阅读框为615 bp,编码204个氨基酸。推导的氨基酸序列显示,AsPI编码的蛋白质包含高度保守的MADS结构域(1~57氨基酸)和保守的K结构(76~140氨基酸),AsPI蛋白具有PI亚家族特有的序列特征:MADS区特征丝氨酸残基、K区高度保守序列KHExL以及C–末端的PI基序。序列比对、功能域分析及系统发育分析结果表明,AsPI属于单子叶植物B功能基因PI亚家族。半定量和实时RT-PCR检测AsPI在大蒜不同组织器官中的表达模式,结果表明,在花蕾中高丰度表达,在花茎中表达量中等,在根、假茎、嫩叶、保护叶等营养器官中表达量极低甚至不表达。     

月季花瓣特异表达启动子的筛选和鉴定

以月季品种‘萨曼莎’（Rosa hybrida‘Samantha’）为试验材料，选取了13个花色、花香相关的基因，研究其在根、茎、叶和花等器官中的表达规律及其启动子活性。结果表明，RhOOMT2（Rosa hybrida orcinol o-methyltransferase 2）和RhCCD4（Rosa hybrida carotenoid cleavage dioxygenase 4）在花瓣中具有相对较高的表达量，RhNUDX1（Rosa hybrida nudix hydrolase 1）在根部表达量最高，花瓣中其次，在茎和叶中几乎没有表达，另外10个类黄酮代谢途径相关基因在各器官中表达差异较小。使用FPNI-PCR的方法克隆到ATG上游1 601 bp的RhOOMT2启动子、1 539 bp的RhCCD4启动子和1 433 bp的RhNUDX1启动子。将携带RhOOMT2、RhCCD4和RhNUDX1启动子的PBI121载体通过农杆菌的介导，在月季‘Samantha’、洋桔梗（Eustoma grandiflorum‘Green Pelleted’）和百合（Lillium Oriental hybrida‘Siberia’）花瓣中进行瞬时表达，GUS染色结果表明，与阳性对照35S启动子相比，RhOOMT2启动子在月季、洋桔梗和百合花瓣中具有更强的活性，RhCCD4启动子在百合花瓣中具有较弱的活性，而在月季和洋桔梗中活性很弱，RhNUDX1启动子则在3种花中均无活性。进一步在4个月季品种‘萨曼莎’、‘戴安娜’、‘香槟月季’和‘雪山’中比较了RhOOMT2和35S的启动子活性，证实了在花瓣中RhOOMT2启动子具有比35S更高的活性。