转华山新麦草果聚糖合成酶基因对烟草相关生理指标的影响

以转华山新麦草果聚糖合成酶基因(HS-6-SFT)烟草和非转基因烟草W38为材料,在4℃低温下对其胁迫8 h,分析转HS-6-SFT基因烟草和非转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量的变化。结果表明,在低温胁迫下烟草叶片中的SOD活性、CAT活性、POD活性和可溶性蛋白质含量均有所增加,且增加的幅度要大于常温处理,并且在转基因材料和对照之间存在极显著差异(P0.01)。转HS-6-SFT基因增强了烟草的抗逆性。     

低温处理下转果聚糖合成酶基因对烟草抗逆相关生理指标的影响

以转CMM-6-SFT基因烟草和非转基因烟草W38为材料,在4℃下低温胁迫8 h,分析转基因烟草中的可溶性蛋白含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性与非转基因烟草的差异。结果表明,转果聚糖合成酶基因烟草叶片中的可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性、POD活性均较对照有所增加,且4℃低温下比常温下的增幅要大,且4℃下转基因材料与对照存在显著差异(P0.05)。说明转CMM-6-SFT基因烟草抗逆性增强,为利用基因工程技术改良烟草抗逆性提供重要理论依据。     

转ICE1基因水稻耐冷性与膜脂过氧化和抗氧化酶活性的关系

为探讨转ICE1基因水稻耐冷性与膜脂过氧化和抗氧化酶活性的关系,以转ICE1基因和非转基因水稻垦鉴稻10号为材料,研究4℃低温胁迫对水稻幼苗膜脂过氧化程度和抗氧化酶活性的影响。结果表明,低温胁迫期间,转ICE1基因水稻的相对电导率及丙二醛(MDA)含量均显著低于非转基因水稻,说明ICE1基因的过量表达减轻了膜脂过氧化程度,保护了细胞膜系统;随着冷处理时间的延长,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先增强后减弱的趋势,转ICE1基因水稻的SOD、CAT活性均强于非转基因水稻,但POD活性弱于非转基因水稻。说明ICE1基因的过量表达可能通过减轻膜脂过氧化程度与调整抗氧化酶活性来增强转基因水稻的耐冷性。     

轻度盐碱地转betA基因小黑杨的生长表现

在前期获得11个转胆碱脱氢酶基因(betA)小黑杨株系的基础上,将转基因株系与非转基因对照株系在轻度盐碱地上造林,5 a后对试验林的转基因株系进行PCR分子检测,并运用SPSS软件对其树高、胸径、材积和保存率4个生长性状进行了方差分析.结果表明:转betA基因小黑杨外源基因稳定,目前尚未丢失;转基因株系与对照株系间树高、胸径、材积和保存率的差异均达到极显著水平;利用隶属函数法选择的转基因株系T1、T6和T8,为生长速度快、耐盐性高的优良株系.     

转PnAlaAT3基因可提高低氮条件下杨树上位叶谷氨酰胺合成酶活力

谷氨酸氨基转移酶又称谷丙转氨酶,在植物氮同化中起到关键作用。本试验以小黑杨为试材构建pROKⅡ-PnAlaAT3植物表达载体,通过农杆菌介导法转化小黑杨,获得转基因植株,发现5号转基因株系叶片中PnAlaAT3基因表达量升高,但根中表达量却显著降低。对野生型和PnAlaAT3 5号转基因株系的谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酰胺-α-酮戊二酸氨基转移酶(GOGAT)活性检测结果发现,在低氮条件下,PnAlaAT3转基因株系上位叶GS活LT较野生型植株有显著增加。结果表明,PnAlaAT3基因可以提高小黑杨上位叶中GS活力。     

天山雪莲SikFBP1基因的抗寒性研究

在植物体内,FBPase酶是卡尔文循环内一个不可缺少的酶,在干旱、高温、盐碱等非生物胁迫中FBPase同样起着重要的作用。本试验从典型的耐极端低温的植物天山雪莲(Saussurea involucrata Kar.ER Kir.)中克隆了一段FBPase序列,命名为SikFBP1,同时也克隆出了一段SBPase序列命名为SikSBP。实时荧光定量显示2个基因对寒冷胁迫都做出了响应,为验证其抗寒性功能分别转入了烟草中。通过RT-PCR验证获得转化植株,低温胁迫下,通过丙二醛(MDA)含量、相对电子渗透率(REL)、过超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)及光合效率(Pn)的测量,发现转SikFBP1基因株系与转SikSBP基因株系在光合效率上提高较为微弱,但在耐寒性方面得到了一定的提高,为FBPase的功能研究提供一定参考。     

转CBF2基因番茄抗NaCl胁迫研究

为明确CBF2基因过量表达对提高植物抗盐胁迫的作用,对NaCl胁迫下的转基因番茄株系进行了分子检测和生理特性分析.结果表明CBF2基因过量表达能够提高转基因番茄植株的耐NaCl能力,表现为在含有150 mmol/L和300 mmol/L NaCl的MS培养基上,转基因植株的株高和鲜重均明显优于非转基因株系,在生理生化特性上表现为转基因番茄的可溶性蛋白含量和过氧化物酶(POD)活性比非转基因株系明显增加,而丙二醛(MDA)含量明显低于非转基因株系.     

甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5)克隆及其在转基因烟草中的表达分析

[目的]克隆甜椒内质网小分子热激蛋白基因(CaHSP22.5),并检测其表达特性,为探究其在植物抗逆中的调控机制提供理论依据.[方法]克隆CaHSP22.5基因并构建其表达载体pBI121-CaHSP22.5,转化农杆菌LBA4404后通过叶盘法转化野生型烟草,即获得CaHSP22.5转基因株系;以转pBI121空载体的野生型烟草为对照组.对转基因株系和野生型烟草进行4℃6 h低温处理,根据幼苗成活率测定CaHSP22.5基因表达对植株耐寒性的影响.采用脉冲振幅调制叶室荧光仪Li-6400测量4℃处理10 h后野生型植株与CaHSP22.5转基因株系叶绿素荧光,根据非光化学淬灭系数(NPQ)值测定CaHSP22.5基因表达对在低温下植株光合作用的影响;使用过氧化氢(H2O2)钛络合物法对烟草叶片中H2O2进行定量分析,通过测定活性氧(ROS)积累程度分析CaHSP22.5对植物光合系统的影响;采用检测柠檬酸合成酶(CS)活性的方法,在体外通过对变性CS复性的影响测定CaHSP22.5的分子伴侣活性.[结果]经低温处理后发现CaHSP22.5转基因株系13号、24号和32号幼苗的平均存活率分别为84%、75%和52%,而野生型烟草的平均存活率为30%,CaHSP22.5转基因株系烟草幼苗成活率菌高于野生型幼苗.低温处理10 h后发现CaHSP22.5转基因植株NPQ较野生型植株显著升高(P<0.05),说明转基因烟草中CaHSP22.5的积累有利于保护光合系统,在低温胁迫下清除ROS.同时发现低温胁迫导致植株ROS产量增加,CaHSP22.5转基因植系与野生型相比ROS积累水平较低.不同浓度的CaHSP22.5均可使变性的CS复性,且其CS活性均高于未添加CaHSP22.5的CS活性.[结论]CaHSP22.5蛋白可增强植株的耐寒性及光合作用,在植物体内可降低ROS积累,减轻脂质过氧化,同时具有分子伴侣活性.     

转抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）菊苣抗旱相关生理特性

在获得转抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)菊苣株系的基础上,对3个转基因株系的抗旱相关生理特性进行分析。结果表明：正常供水条件下,转基因株系与非转基因植株各项生理指标差异不显著;干旱条件下, 3个转基因株系菊苣叶片APX质量摩尔浓度均显著高于非转基因对照。3个转基因株系中有2个株系丙二醛（MDA）质量摩尔浓度低于非转基因对照,表明APX基因可显著提高菊苣APX活性,降低氧自由基浓度,减轻对细胞的伤害。3个转基因株系叶片相对含水量、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数、单株幼苗的根系生长量,均高于非转基因对照。可见,转APX基因菊苣具有较强的抗旱能力,从而验证APX基因的抗旱功能,为转基因材料应用于菊苣的抗旱育种提供依据。     

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。     

白桦BpCHS3转基因植株耐盐性分析

目的查耳酮合成酶（CHS）是黄酮类化合物生物合成途径中的关键酶,其高表达可以促进黄酮类化合物积累,增强植物抵抗盐碱、干旱等非生物胁迫的能力,开展转BpCHS3白桦耐盐性分析,为阐明该基因的功能提供参考。方法以前期获得的转BpCHS3白桦为试材,进行转基因白桦qRT-PCR及Northern Blot检测,同时测定了叶片中花青素质量分数。NaCl胁迫处理下,分别测定转BpCHS3白桦的盐害指数、叶绿素荧光参数及光合参数。采用qRT-PCR技术,测定转基因株系的类黄酮代谢途径中CHS下游5个关键酶基因以及BpCHS家族成员相对表达量。结果qRT-PCR及Northern Blot检测显示,导入的目标基因BpCHS3在mRNA水平能够表达。转基因白桦组培生根苗在0.3%NaCl胁迫第25天,对照（WT）株系盐害指数高达83%,而转基因白桦平均盐害指数仅为39%;白桦转基因盆栽苗在0.4%NaCl胁迫后,叶绿素荧光参数及光合参数测定显示,NaCl胁迫第9天多数转基因株系最大光化学效率（F_v/F_m）仍为正常值,而WT株系降至0.66,胁迫第9天时实际光化学效率（Φ_PSII）和光化学猝灭系数（qP）呈下降趋势,但WT株系的降幅高于转基因株系;NaCl胁迫6 d时,5个转基因株系的净光合速率（P_n）平均值仍高于WT的43.47%。认为盐胁迫下BpCHS3基因在白桦中的过量表达能够维持其较高的光电子传递活性,提高PSⅡ反应中心原初光能转换效率,同时也能维持较高的净光合效率。分别以转BpCHS3白桦cDNA为模板qRT-PCR分析显示,相对WT株系CHS下游的5个关键酶基因在转基因株系中均呈不同程度的上调表达,BpCHS家族成员中只有BpCHS3表达量显著上调,而 BpCHS1和BpCHS2均呈下调表达或与WT株系差异不显著。BpCHS3过表达株系花青素质量分数分析发现,转基因白桦叶片中花青素质量分数均显著低于WT株系,推测BpCHS3的过量表达,对另外2个CHS家族成员产生共抑制,且影响花青素的合成。结论转BpCHS3白桦的耐盐性提高,与花青素质量分数多少无关,BpCHS3的过表达可能促进其他黄酮类化合物的积累,从而增强白桦的耐盐能力。      

转MnSOD基因仙客来植株的获得及其对高温胁迫的抗性

【目的】制备转MnSOD基因仙客来植株,检测其对高温胁迫的抗性。【方法】以仙客来组培苗的叶片为受体材料,采用根癌农杆菌介导法将MnSOD基因导入仙客来,对获得的抗性株系进行分子生物学检测,并测定转MnSOD基因仙客来组培苗在36℃高温胁迫下的SOD活性、MDA含量、细胞膜相对透性和可溶性蛋白含量。【结果】获得35个仙客来抗性株系,其中3个株系经GUS组织化学染色、PCR和Southern印迹检测表现为阳性,表明外源基因整合到仙客来基因组中。转基因仙客来的SOD活性始终高于非转基因植株,细胞膜透性和MDA含量上升的速度低于非转基因植株,可溶性蛋白含量高于非转基因植株。【结论】获得了转MnSOD基因仙客来植株,其对高温胁迫的抗性高于非转基因植株。     

转ipt基因水稻种子萌发及苗期耐冷生理研究

采用28和15 ℃ 2种处理对转异戊烯基转移酶(ipt)基因水稻EY105株系7、株系19及EY105(CK)种子进行萌发,并对幼苗进行低温(4 ℃)胁迫试验.结果表明:常温下转基因水稻发芽势及发芽率高于对照,低温处理使转基因水稻与对照均受到抑制,但转基因水稻种子仍有较高发芽势及发芽率.在常温下,转基因水稻生理指标较CK差异不显著,低温处理后叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及根系活力均显著高于对照.     

高温胁迫下TaERECTA基因对小麦幼苗抗氧化物酶活性的影响

【目的】研究TaERECTA基因对高温胁迫下小麦幼苗抗氧化物酶活性及丙二醛和可溶性糖含量的影响.【方法】以TaERECTA转基因小麦为材料,鉴定TaERECTA基因超表达水平,测定高温胁迫下转基因小麦幼苗的过氧化物酶活性、可溶性糖和丙二醛含量.【结果】转基因小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及可溶性糖含量显著提高,而过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量增加不显著.TaERECTA基因的超表达水平与SOD和POD酶活性显著正相关.依据抗氧化物酶活性以及MDA和可溶性糖含量聚类分析,转基因株系可分为3组,分别与TaERECTA基因超表达水平一致.【结论】在高温胁迫下,TaERECTA基因参与提高小麦幼苗SOD和POD酶活性以及可溶性糖含量.     

转甜菜碱醛脱氢酶基因玉米的田间筛选及生理分析

为了对已获得的转甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)玉米3个株系的后代进行田间耐盐性鉴定,采用稀释1倍的人工海水在温室内模拟田间盐胁迫进行处理,结果表明:在盐胁迫条件下,转BADH基因玉米成活率较对照高,转基因株系的叶片电导率极显著地低于对照,而叶绿素含量极显著地高于对照。转基因株系后代的耐盐性与对照材料相比具有明显的优势,验证了在田间盐胁迫条件下,BADH基因在转基因玉米后代中的表达,同时也为培育转BADH基因玉米纯系奠定基础。     

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DREB1A基因地被菊花Fall Color后代综合性状及耐寒性检测

以转35S和rd29A启动子驱动的AtDREB1A基因地被菊花植株为试材,以组织培养微扦插的方式进行繁殖,对获得的转基因各株系无性后代进行性状观察及自然低温条件下的抗性检测。结果表明,转基因株系以茎段为外植体进行组织培养扩繁,植株在大田中移栽成活率高且能够正常生长,与野生型相比,转基因植株株高、冠幅、分枝角度性状存在表型差异,而花期、花色不存在表型差异;转基因各株系在低温胁迫下相对电导率和膜伤害率均明显降低,表明转基因株系增强了对低温的胁迫耐性;2007年冬季转基因株系存活率高,露地越冬能力也明显增强。     

低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响

[目的]研究低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响,提高幼苗移栽成活率。[方法]以小黑杨幼苗为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了低温(4～6℃)胁迫3 h后不同光强(200、1 200μmol/(m2.s)对小黑杨幼苗叶片光合特性的影响。[结果]200μmol/(m2.s)的弱光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的各叶绿素荧光参数与常温处理之间差异较小,但1 200μmol/(m2.s)的强光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率性(ETR)明显低于常温处理,并且叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学活性(Fv/Fo)也明显降低。另外,低温胁迫后弱光处理对小黑杨幼苗叶片的光能分配参数影响不大,但强光引起了低温胁迫后小黑杨幼苗叶片光能分配的紊乱,PSⅡ反应中心吸收光能用于光化学反应的比例明显降低,失活反应中心耗散的光能比例明显增加,说明强光是引起低温胁迫后小黑杨幼苗叶片发生光抑制的重要原因之一。[结论]春季小黑杨幼苗移栽时,低温逆境发生后要注意采取措施进行遮阴处理,降低叶片的光抑制程度,以提高幼苗移栽的成活率。     

转BpCHS基因过量表达白桦叶片和韧皮部色素含量及植株表型分析

查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)是类黄酮类物质生物合成途径中的关键酶,该酶不仅在植物花色及叶色形成中起决定作用,同时还参与植物的多种生理生化过程。为了揭示白桦查耳酮合酶的功能,试验以白桦成熟合子胚为受体,以35S启动子驱动的BpCHS3为载体,采用农杆菌介导法开展转BpCHS3基因研究,利用含50 mg/L Hyg的培养基进行抗性筛选转基因株系,同时结合目标基因的PCR验证,试验获得转BpCHS3白桦15个阳性株系,分子检测证明,目标基因整合到白桦基因组中,BpCHS3能在转基因白桦中过量表达。2年生转基因白桦生长及表型观察发现,转基因白桦与WT株系的苗高及地径差异不显著,而侧枝数显著高于WT株系(P0.01);转基因白桦叶片呈现浅绿色、茎杆为浅黄绿色,光合色素及花青素质量分数测定显示,叶片组织中转基因白桦的叶绿素、类胡萝卜素及花青素质量分数均显著低于WT株系(P0.01),花青素相对质量分数均值低于WT株系的45.99%;韧皮组织中转基因株系的光合色素质量分数均高于WT,花青素相对质量分数与WT株系差异不显著。转基因白桦中BpCHS1和BpCHS2家族基因表达特性分析发现,相对WT株系转基因白桦的BpCHS1和BpCHS2基因均呈下调表达(OE1株系除外),认为过量表达BpCH3白桦中发生了BpCH1和BpCH2的共抑制现象。     

AtDREB1A基因过量表达对马铃薯盛花期生理生化指标的影响

以马铃薯品种陇薯3号及其转AtDREB1A基因株系T1为研究对象,在干旱胁迫条件下,研究了AtDREB1A基因过量表达对盛花期生理生化指标的影响。分析表明,在不同程度的干旱胁迫下,转基因株系T1盛花期叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性及脯氨酸(Pro)含量均高于同期非转基因陇薯3号对照,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率均低于陇薯3号。以上结果初步表明,AtDREB1A基因的过量表达明显提高了马铃薯对干旱的抗性。