大豆GmRAV基因与暗形态建成相关

实时定量PCR(RT-PCR)研究表明大豆GmRAV基因表达受黑暗强烈诱导,转基因烟草研究发现该基因在黑暗下促进植株的黄化,抑制子叶的展开和促进下胚轴的伸长,说明该基因可能参与大豆暗形态建成过程.     

异源表达玉米ZmWRKY11基因增强拟南芥对盐胁迫的耐受性

从玉米中分离得到响应高盐胁迫的WRKY基因,将其命名为ZmWRKY11。构建过量表达载体pCAMBIA1301-ZmWRKY11,采用花序侵染法转化拟南芥,研究ZmWRKY11基因的生物学功能,扩繁后对T3代转基因植株进行耐盐鉴定试验。结果表明,转基因株系的绿苗率在盐胁迫处理后显著高于野生型拟南芥,同时,野生型株系中丙二醛含量和相对电解质渗透率相较于转基因植株发生了更为显著的上升,但脯氨酸含量的上升幅度则小于转基因株系。结果表明,ZmWRKY11在拟南芥中的异源过表达增强了转基因植物对盐胁迫的耐受性。     

光敏色素B正调控水稻叶绿素合成和叶绿体的发育

水稻光敏色素基因家族包括3个成员,PHYA、PHYB和PHYC,它们在调控水稻去黄化、花期和育性等光形态建成中具有重要作用。我们比较了白光和红光条件下野生型、phyA、phyB和phyAphyB突变体中叶绿素含量。结果表明,phyB感受红光正调控水稻叶绿素合成,phyA的作用仅仅在phyB功能缺陷时才能表现出来。叶绿素合成相关基因表达模式分析结果表明,水稻光敏色素介导的光信号主要通过调控原叶绿素酸酯氧化还原酶基因(protochlorophyll oxidoreduc-tase A,PORA)的表达而影响叶绿素的合成。同时,还分析了phyB介导的红光信号对叶绿体发育的影响,结果表明,phyB介导的红光信号在调控叶绿体数目、基粒数目及叶绿体膜发育中具有重要作用。     

利用RNA干涉研究水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能

 通过RNA干涉对一个水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能进行分析。半定量RT PCR、定量PCR分析结果显示,转基因植株OsZRL基因表达水平显著下调。与野生型相比,OsZRL表达水平下调的转基因株系叶片变大,根系、茎秆更为发达,表明OsZRL的下调对水稻植株的生长有促进作用。OsZRL基因的表达模式和转基因幼苗表型显示OsZRL参与赤霉素、脱落酸信号途径。因而推测锌指蛋白OsZRL是受赤霉素、脱落酸调节的水稻生长发育负调控因子。     

拟南芥AtLURP1基因启动子在转基因烟草和水稻中的功能分析

克隆拟南芥LURP1基因上游1515 bp的启动子调控序列并命名为AtLURP1p,将其与GUS报告基因融合,构建成植物表达载体,分别遗传转化烟草和水稻,获得LURP1p::GUS的烟草和水稻转基因植株及其相应的T2代株系,分别研究LURP1p对水稻稻瘟病、辣椒青枯病侵染及SA、MeJA、ABA等几种重要的植物激素信号分子处理的应答.结果表明:(1)转基因烟草和水稻在几种激素,包括SA、MeJA、ABA的诱导处理下,GUS基因均可以被诱导表达;(2)转基因烟草在细菌性病菌青枯病的侵染下,GUS可被诱导表达并表现出持续表达的趋势,转基因水稻在稻瘟病的侵染下,其GUS基因也被诱导表达,并表现出后期持续上调的趋势.这些研究结果表明,拟南芥LURP1的应答逆境信号通路也存在于烟草和水稻等植物,该启动子可用作诱导型启动子广泛地应用于不同植物抗病基因工程.     

茶树谷胱甘肽过氧化物酶编码基因CsGPX1功能分析

为明确茶树[Camellia sinensis(L.)O.Kuntze.]谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidases,GPX)编码基因CsGPX1的功能,本文利用茶树转录组数据克隆获得CsGPX1的编码区全长序列,进行序列比对与分析,在此基础上,将CsGPX1在烟草中进行过表达获得转CsGPX1基因烟草,并比较野生型烟草与转基因烟草耐旱性的差异,验证CsGPX1功能。序列分析表明,CsGPX1编码序列(CDS)长723 bp,编码240个氨基酸。BLAST比对发现,该基因与桃树(Prunus persica)的GPX基因具有高度同源性(>85%)。CsGPX1编码的氨基酸序列具有GPX蛋白保守特征序列和区别于其他家族成员的特有的结构域——磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)。干旱胁迫处理结果显示,过表达CsGPX1烟草株系抗旱性强于野生型。GPX酶活性测定结果表明,转基因植株的GPX酶活性高于野生型植株。以上研究结果表明,过表达CsGPX1可提高转基因烟草的耐旱能力,说明CsGPX1可能与茶树的耐旱性能相关。本研究为提高茶树的耐旱性能研究提供了新的理论途径,并对降低茶园管理的成本具有一定的积极意义。     

水稻同源异型域转录因子OsHox9的反向遗传学分析

同源异型域(Homeobox,HB)转录因子对于植物的生长发育具有重要的调控作用,主要涉及细胞分化、形态建成、内外环境信号应答等多个方面。为了研究该转录因子家族成员在水稻中的功能,构建了该家族成员OsHox9基因的RNAi表达载体,利用反向遗传方法分析该基因的功能。与野生型对照植株相比,RNAi转基因植株株高变矮,分蘖数减少。实时PCR表达分析表明OsHox9基因在有表型转基因植株中的表达下调,但在没有表型转基因植株中OsHox9表达量与野生型植株差异不显著,说明RNAi载体起到了干涉作用,转基因植株的表型是由RNAi造成的。组织特异性表达分析表明OsHox9在水稻的根、茎、叶、茎顶端分生组织及不同时期的幼穗中均有表达,但在茎顶端分生组织及幼穗中表达量较高。为了查明OsHox9的亚细胞定位,构建了OsHox9与绿色荧光蛋白GFP的融合载体并导入烟草叶片中进行瞬时表达,结果表明OsHox9定位于细胞膜上,在细胞膜上起作用。     

光敏色素在水稻生长发育中的作用

 光敏色素是植物体内的重要光受体,主要感受红光和远红光,调节着植物生命循环中许多重要发育过程。水稻光敏色素基因家族包括3个成员,即PHYA、PHYB 和PHYC。 对水稻光敏色素突变体的研究表明,3个水稻光敏色素基因在水稻光形态建成中既有独特作用又有交叉作用。根据已有报道和作者在该领域的研究工作,总结了光敏色素在水稻幼苗去黄化、根的向地性和延伸、株型、花期和育性等发育过程中的作用,并提出了水稻光敏色素研究领域急需解决的问题。     

‘云香’水仙NtNAC1基因的克隆及功能分析

本研究利用RT-PCR技术从‘云香’水仙的根中克隆得到了NtNAC1基因,并通过qRT-PCR技术分析了该基因的时空表达模式以及在逆境和逆境相关激素处理下的表达变化,结合分析过表达该基因的转基因烟草植株的表现等解析了该基因的功能。结果显示:NtNAC1基因全长1083 bp,其ORF为918 bp,编码306个氨基酸,N端含有NAM保守结构域,聚分在SNAC1亚组,与香蕉MusaSNAC1、小麦TaNAC47亲缘关系较近。实时荧光定量分析显示,NtNAC1的表达水平随花器官花瓣和副冠的发育呈先上升后下降趋势,始花期达到峰值;NtNAC1在根和叶中高表达,受ABA、MeJA、SA、H_2O_2、NaCl、PEG诱导上调,推测该基因可能参与‘云香’水仙花器官的形态建成及响应非生物胁迫。进一步构建表达载体转化烟草,获得9株转基因植株。在高盐和干旱胁迫处理下,转基因植株根系发达、长势更好、存活率高,表明水仙NtNAC1过表达能提高烟草对高盐、干旱的耐受性,在抗逆中起正向调控作用,可作为提高水仙抗性的优良遗传基因资源。     

拟南芥AtNUDT8启动子的分离及其功能分析

根据已发表的拟南芥基因组序列设计合成一对引物,以拟南芥基因组DNA为模板克隆AtNUDT8上游非编码区,并与pBAR-GUS3相连构建了植物表达载体pNUDT8P-GUS,采用农杆菌GV3101介导的渗透法转化野生型拟南芥,通过除草剂筛选获得了一批抗性纯合子转基因植株,再对转基因植株2周幼苗进行GUS活性的组织化学染色分析,并对3.5~4周的转基因植株叶片进行病原菌诱导表达分析。结果表明：已获得AtNUDT8启动子,该启动子为组成型表达启动子,并且病原菌Pst.DC3000对该启动子无诱导作用。     

Expression Patterns of OsPIL11,a Phytochrome-Interacting Factor in Rice,and Preliminary Analysis of Its Roles in Light Signal Transduction

The expression patterns of OsPIL11,one of six putative phytochrome-interacting factors,were analyzed in different organs of transgenic tobacco(Nicotiana tabacum).The expression of OsPIL11 was organ-specific and was regulated by leaf development,abscisic acid(ABA),jasmonic acid(JA) and salicylic acid(SA).To further explore the role of OsPIL11 in plant light signal transduction,a plant expression vector of OsPIL11 was constructed and introduced into tobacco.When grown under continuous red light,OsPIL11-overexpressed transgenic tobacco exhibited shorter hypocotyls and larger cotyledons and leaves compared to wild-type seedlings.When grown under continuous far-red light,however,transgenic and wild-type seedlings showed similar phenotypes.These results indicate that OsPIL11 is involved in red light induced de-etiolation,but not in far-red light induced de-etiolation in transgenic tobacco,which lays the foundation for dissecting the function of OsPIL11 in phytochrome-mediated light signal transduction in rice.     

大豆GmDof2.2 提高转基因烟草对盐胁迫的敏感性

Dof转录因子参与植物对非生物胁迫应答。本研究对大豆GmDof2.2进行克隆及耐盐性功能鉴定。实时荧光定量PCR结果显示GmDof2.2在大豆幼苗中可以响应非生物胁迫,GmDof2.2基因开放阅读框全长867 bp,编码288个氨基酸的蛋白,其分子量31.4 kDa,等电点10.23,蛋白质序列中含有一个保守的Dof结构域。GmDof2.2启动子区含有3种胁迫响应相关的顺式作用元件（ARE、MBS和WUN-motif）和3种激素响应相关顺式作用元件（ABRE、P-box和TCA-element）。将GmDof2.2构建植物表达载体并转化烟草,共获得4株GmDof2.2异源表达的转基因烟草株系（OE1-OE4）,OE1中GmDof2.2的表达量最高,其次为OE2。盐胁迫处理后,转基因烟草萎蔫程度高于野生型烟草,转基因烟草叶片的叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量均显著低于野生型烟草,而丙二醛含量则高于野生型烟草。表明GmDof2.2的异源表达提高了转基因烟草株系对盐胁迫的敏感性。本研究为大豆Dof转录因子抗逆机制研究及应用提供理论依据。     

茶树N-甲基转移酶基因启动子克隆及功能分析

咖啡碱是茶叶中重要的功能物质,N-甲基转移酶（NMT）是其生物合成的关键酶。本研究以英红9号茶树新梢为材料,利用hiTAIL-PCR克隆NMT1基因启动子,并采用Plant CARE等在线软件分析其顺式作用元件。根据其元件组成,设计5'递减的启动子与GUS基因一起组建了融合载体转入烟草,利用GUS染色和定量PCR方法,分析了克隆的启动子功能及其对环境因子的响应。结果表明,克隆的NMT1基因启动子长767βbp,含有TATA-box、CAAT-box等真核生物启动子基本元件及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件。以5'递减的NMT1启动子替换pBI121中的CaMV35S启动子,构建出与GUS融合的pA、pB、pC、pD载体。在烟草叶片中进行瞬时表达,不同长度的NMT1启动子均具驱动GUS表达功能,且长度越长驱动能力越强。以含全长NMT1启动子载体pA对烟草转基因,转基因烟草各组织均检测到GUS基因的表达且表达量叶>茎>根,叶片中的表达量为根部的3倍。对转基因烟草进行不同程度光照、温度、模拟干旱和脱落酸处理后,除40℃温度条件外,其他处理的叶片中GUS基因表达在处理前后均存在显著变化,表明NMT1启动子功能受外界环境因子的胁迫影响。     

甘薯IbNPR1基因表达载体的构建及转化烟草

为了研究甘薯NPR1基因在转基因植物广谱抗病中的应用,利用前期克隆的甘薯NPRI基因,以pCAMBIA1300质粒为基本载体,构建了由组成型CaMV35S启动子驱动IbNPR1基因的植物表达载体pCAMBIAl300+IbNPRl;然后,采用冻融法转入农杆菌EHA105菌株,通过叶盘法对烟草进行了遗传转化.经PCR检测,IbNPR1基因已整合到烟草基因组中.     

Synthesis and characteristic of a novel green fluorescent protein eYGFPuv

Recently, a novel green fluorescent protein eYGFPuv has been identified in the marine organism Chiridius poppei which displays high fluorescence intensity and can be visible by eyes in dark. Although strong green fluorescence was achieved in transgenic petunia, 3 expression cassettes (about 8 kb) complicate its application. In this study, to confirm whether 1 expression cassette could be used as a transgenic marker in prokaryotes and eukaryotes, eYGFPuv was cloned into prokaryotic expression vector pET28α-eYGFPuv- His and plant binary expression vector 35S::eYGFPuv. Compared to EGFP, eYGFPuv protein exhibited stronger dazzling green fluorescence in E. coli under excited light at 365 nm and maintains steadily over a long period of time without degradation. When transiently expressed in tobacco leaves, eYGFPuv protein displayed strong green fluorescence. Moreover, the fluorescence of eYGFPuv protein also could be directly observed in living plant, and thus can be used easily as a marker to screen transformed lines in transgenic research. Overall, compared to previous studies on eYGFPuv tandem repeats, our data confirmed that single eYGFPuv sequence still possesses high fluorescence intensity and quenching resistance. Furthermore, because of small size of expression cassette,it is suitable for efficient transformation in both prokaryotic and eukaryotic organisms.     

玉米ZmKNOLLE基因的克隆及增强烟草耐盐性研究

从玉米基因组中克隆出ZmKNOLLE,对其蛋白的同源性和进化树进行分析,并在烟草中对其在盐胁迫中的功能进行验证。研究表明,SNARE蛋白参与植物抗逆性,研究描述了1个玉米SNARE蛋白ZmKNOLLE,其中,包含1个SNARE特定的结构域。它的c DNA为945bp,编码1个314个氨基酸的蛋白,预测分子量为34.54kD,等电点(p I)为7.02,在ZmKNOLLE蛋白C端有一个跨膜结构域。实时定量PCR结果显示,ZmKNOLLE能被盐和H_2O_2强烈诱导。通过农杆菌介导把ZmKNOLLE基因转化到烟草(W38)中,启动子为CaMV 35S。在盐胁迫下,与野生型相比,转基因烟草植株表现出较长的主根和较高的萌发率,相对含水量、POD、SOD活性较高,MDA含量较少,表明转基因烟草比野生型烟草对盐胁迫有更强的耐受性。