低温锻炼诱导葡萄幼苗的耐热性过程中sHSP17.6在叶片中的亚细胞定位

为了探讨热激蛋白在低温锻炼诱导的耐热性形成过程中的保护功能,进一步分析葡萄幼苗对温度逆境产生交叉适应性的细胞学机制,试验以葡萄(vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,采用胶体金免疫电镜定位技术,定位观察了小分子热激蛋白17.6(sHSP17.6)在葡萄叶片中的亚细胞分布情况,结果表明,低温锻炼预处理可增强其在高温胁迫条件下的表达水平,细胞核和叶绿体中代表sHSP17.6的免疫金颗粒密度比相应的对照细胞明显增多,尤其是胁迫处理3 h时.这一结果为sHSP17.6参与低温锻炼诱导的耐热性提供了更直观的细胞学证据.     

松材线虫sHSP16A基因克隆及蛋白质结构研究

分子伴侣小热激蛋白（sHSPs）是线虫度过高温环境的关键因子。热激条件下,小热激蛋白参与细胞损伤的修复,在线虫生长和发育过程中发挥重要作用。本研究克隆到松材线虫小热激蛋白sHSP16A基因。sHSP16A具α-crystallin保守结构域“F-polar-R-polar-aromatic-x-L-P”序列和“I/L-x-I”序列,初步判断具备分子伴侣功能。Bx-sHSP16A与多个蛋白发生互作,深入研究这些蛋白有助于了解Bx-sHSP16A在应激反应路径中的作用。Bx-sHSP16A二聚体中A亚基的“I/L-x-I”序列可以嵌入B亚基的去水合位点,契合后氢键稳定,说明Bx-sHSP16A可以形成多聚体。在应激反应过程中,Bx-sHSP16A以多聚体形式发挥功能。     

一种快速高效检测转基因玉米方法的建立

建立高效的目的基因检测方法是保障生物育种研发和产业化进程的重要技术支撑。应用常规PCR法、TaqMan探针实时荧光PCR法及叶片直接PCR法对转基因玉米叶片进行CaMV35S启动子和NOS终止子2个转基因元件的检测。结果表明,叶片直接PCR法分别较常规PCR方法和TaqMan探针实时荧光PCR法节约62%、48%的时间和25%、43%的成本,而且扩增出的目的条带清晰可见,符合目的片段大小,结果真实可靠,适用于大量转基因玉米植株叶片的快速筛选和鉴定。     

实时定量PCR检测技术研究进展

传统定量PCR检测方法如内参照法和竞争PCR法,因为在达到平台期后才能对其进行检测,由于PCR扩增已经过了对数期,其检测重复性相对较差.而实时荧光定量PCR技术可直接监测PCR过程中荧光信号的变化,以获得目的区段扩增产物定量的结果,直接可以进行定性分析和定量分析,操作简便无污染.本文通过对实时荧光定量PCR检测技术的原理、分类、方法和应用4个方面阐述实时定量PCR检测技术研究进展.     

一种快速提取小麦基因组DNA的改良CTAB方法

旨在寻求一种微量、快速提取小麦DNA的方法。以小麦幼叶为材料,用改良CTAB法、改良SDS法、沸水浴法提取小麦叶片总DNA,通过琼脂糖凝胶电泳法、紫外吸收法和PCR检测DNA完整性和纯度。改良CTAB法提取小麦基因组DNA质量和纯度高、无降解,每人每天可以轻松提取200个DNA样品,对转基因植株的PCR检测显示扩增目标条带清晰一致,无假阳性,试验结果理想。改良SDS法所提DNA纯度和浓度虽略不如改良CTAB法,但仍然符合实验要求。沸水浴法提取量少且杂质多,PCR无有效扩增,结果不理想。改良CTAB法提供了一种简便、快速微量小麦DNA提取方法,适用于PCR和其他分子生物学研究。     

3种PCR程序扩增甜菜SSR及InDel标记的比较

本研究旨在扩增出条带清晰、非特异性条带少的SSR/InDel标记产物。选择来自6个国家的12份不同基因型甜菜品种,利用SSR及InDel两种标记方法,Touch-down PCR、梯度PCR及常规固定退火温度PCR三种反应程序扩增产物。通过比较扩增产物的多态性、稳定性、清晰度选择适合两种分子标记方法的PCR反应程序。结果表明:Touch-down PCR法可以通过一次反应即顺利扩增出带型清晰,无无效带,扩增效果稳定的样本产物。梯度PCR法扩增结果不稳定,有非特异性条带出现并且弥散现象严重。固定退火温度PCR扩增结果因引物不同而差异较大,同时伴有弥散现象。Touch-down PCR扩增产物特异性,稳定性均高于梯度PCR及固定退火温度PCR,且较梯度PCR法省略了摸索最适退火温度的过程。因此,推荐使用Touch-down PCR程序进行甜菜SSR与InDel分子标记法研究。     

三种DNA提取方法对检测草莓镶脉病毒稳定性的研究

草莓成熟叶片中含有大量的多糖、蛋白质、多酚和色素等物质,影响高质量DNA的提取和下游PCR反应的进行。为确定适用于PCR技术检测草莓镶脉病毒(Strawberry vein banding virus,SVBV)的DNA提取方法,从草莓叶片中提取DNA后,对样品中的SVBV进行特异性的PCR检测,比较确定不同DNA提取方法对PCR检测SVBV稳定性的影响。以感染SVBV的草莓叶片为材料,分别采用CTAB试剂盒法、高盐低pH法、改良SDS法提取草莓叶片的总DNA,将不同方法提取的DNA通过紫外分光光度法和琼脂糖凝胶电泳法进行测定,对DNA产量和质量进行分析。结果表明,3种方法均能获得较为完整的DNA片段,用CTAB试剂盒提取的DNA质量最高,改良SDS法提取的DNA质量较低。将不同方法提取的DNA经过PCR反应特异性检测SVBV后,将与目的片段大小一致的PCR扩增产物经序列测定及分析,证明与SVBV的序列相吻合,证明了方法的可靠性,其质量能够满足PCR特异性检测需要。     

PCR技术检测食品与饲料中动物源成分

利用多重PCR和单重PCR技术对部分市售肉制品、宠物食品以及饲料等进行检测,以确定产品中是否含有动物源性成分以及动物源性成分的种类.利用SDS细胞裂解法提取样品DNA,用琼脂糖凝胶电泳法检测PCR扩增产物的种类.上述方法具有操作简便,快速准确,节省费用等特点.     

叉柱棉sHSP基因家族的鉴定与特征分析

植物小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)是植物热激蛋白中一类分子量最小的基因家族,该家族具有保守的α-晶体结构域,在响应外界环境胁迫过程中具有重要的作用。叉柱棉(Gossypioides kirkii)有关sHSP家族的鉴定与特征分析还未见相关报道。本研究在叉柱棉中共鉴定了39个GksHSP成员,并且可以将GksHSP成员进一步分为10个亚家族。在GksHSP家族中发现了7个基因复制事件,并且所有的基因复制事件都是片段复制事件。棉属特有的全基因组复制事件主要导致了GksHSP成员的扩增,其扩增还与蛋白激酶家族、线粒体载体蛋白家族以及植物生长素响应蛋白家族有关。此外, GksHSP家族可能与ABA和茉莉酸甲酯调控的胁迫响应相关,并且GksHSP26成员及其在陆地棉中的同源基因可能在胁迫响应中具有关键的作用。本研究的结果可以进一步为今后叉柱棉和棉花的抗逆育种研究提供一定的理论基础。     

西瓜细菌性果斑病菌快速免疫PCR检测

对种子携带的西瓜细菌性果斑病菌(Acidovorax avenae subsp. citrulli)进行简单抽提和纯化,不经过DNA提取而以病原菌为模板进行PCR检测.结果显示,对带菌种子提取液采用直接PCR法最低检出限为3600个细菌/mL,而免疫PCR最低检出限可达到600个细菌/mL.免疫PCR法可以有效富集病原后再扩增,方便快速,成本低,灵敏度高,适用于种子携带微量的西瓜细菌性果斑病菌的快速鉴定.     

Isolation and Characterization of GhLEA3 Gene from Upland Cotton and Its Expression in Response to Low Temperature Stress

[Objective] Based on the analysis of cotton GhLEA3 gene structure and its expression model in chilling stress, we investigated the resistance function of GhLEA3 in response to cold stress. [Method] We cloned GhLEA3 from upland cotton by homologous sequence cloning way. We analyzed the properties of the GhLEA3, and constructed phylogenetic tree by bioinformatics analysis. We constructed the transient expression vector 35S∷GhLEA3-GFP by In-Fusion connection technology and studied the subcellular localization of GhLEA3. The expression of GhLEA3 gene in leaves of TM-1 at three-leaf stage under low temperature stress treatments (4 ℃, 24 h) was performed. Agrobacterium tumefaciens mediated floral dipping method was used to transform the gene with expression vector 35S∷GhLEA3-GFP into Arabidopsis thaliana wild type. Low temperature germination experiment at 4 ℃ was conducted to verify germination ability of the transgenic Arabidopsis thaliana T₃ seed. The transgenic Arabidopsis seedlings were treated at 4 ℃(low temperature), and all the leaves were taken to measure their electrical conductivity. [Result] The coding sequence of GhLEA3 gene is 1 218 bp, which encodes 405 amino acids. GhLEA3 protein includes 4 functional domains of PF02987. Phylogenetic analysis showed that the similarity of amino acid sequences between upland cotton GhLEA3 and Arabidopsis thaliana AtLEA3 was 52.6%. GhLEA3 might be mainly localized in vacuoles and small vesicles. GhLEA3 was up-regulated in leaves after low temperature treatment. The germination rate of transgenic Arabidopsis thaliana of T₃ generation at low temperature was significantly higher than that of wild type, and its electrical conductivity of leaves after low temperature treatment was significantly lower than that of wild type. [Conclusion] GhLEA3 belonged to the member of LEA3 family. Phylogenetic analysis showed that GhLEA3 had the closest relationship with AtLEA3. GhLEA3 was induced by low temperature stress and may play an important role in improving cold resistance.     

转PvP5CS1基因拟南芥植株对干旱和盐胁迫的反应

为探索普通菜豆脯氨酸合成酶基因P5CS1在植物渗透胁迫中的作用,本研究应用农杆菌介导法,将PvP5CS1基因转入拟南芥,获得6株阳性转基因株系;通过检测转基因植株与野生型植株在干旱和盐胁迫下种子发芽率,幼苗脯氨酸含量、株系电导率、相对根长和成株死亡率,分析了PvP5CS1基因的表达对改善拟南芥抗渗透胁迫的效应。结果表明,在150 mmol L^-1 NaCl和150 mmol L^-1甘露醇渗透胁迫下,转基因植株平均相对发芽率分别是野生型的1.6倍和1.62倍;150、250 mmol L^-1甘露醇和150 mmol L^-1 NaCl处理下,转基因拟南芥植株平均脯氨酸含量分别是野生型的2.68、1.30和1.30倍;平均相对电导率分别是野生型植株的85%、77%和85%;平均相对根长分别是野生型植株的1.2、1.3和1.2倍;300 mmol L^-1 NaCl处理下,转基因植株的平均死亡率为42%,显著低于野生型(90%)(P<0.05);干旱胁迫下,转基因植株的平均死亡率为56%,显著低于野生型(70%)(P<0.05),说明PvP5CS1基因在拟南芥中的表达明显改善了转基因植株的抗旱性和耐盐性。     

含异位表达花生AhNCED1基因的拟南芥提高耐渗透胁迫能力

AhNCED1是干旱胁迫下调控花生ABA生物合成的关键基因。以pCAMBIA1301为基本双元表达载体,分别构建CaMV35S启动子和拟南芥AtNCED3基因启动子(AtNCED3p)驱动花生AhNCED1基因的2个植物双元表达载体p35S::ORF和pAtNCED3p::ORF,通过根癌农杆菌介导法将上述两个表达载体分别转化野生型和129B08/nced3突变体拟南芥,经潮霉素筛选和PCR鉴定分别获得35S::ORF-WT和A3p::ORF-B08转基因植株,RT-PCR证实花生AhNCED1基因已在转基因植株中稳定表达,并对野生型、129B08/nced3突变体和转基因拟南芥进行外源ABA敏感性和耐渗透胁迫能力分析。结果表明,129B08/nced3突变体对外源ABA的敏感性下降,而花生AhNCED1基因在拟南芥中的异位表达提高了对外源ABA的敏感性。在山梨醇胁迫下,129B08/nced3突变体种子的相对萌发率明显低于野生型的,而A3p::ORF-B08转基因拟南芥种子的相对萌发率与野生型的相当,显著高于129B08/nced3突变体的,且300mmolL–1山梨醇胁迫下,35S::ORF-WT转基因拟南芥种子的相对萌发率明显高于野生型的。在300mmolL–1山梨醇胁迫下,129B08/nced3突变体幼苗叶片高度黄化,根的形成和幼苗生长受到严重抑制,而A3p::ORF-B08转基因突变体与野生型相似,叶片仅轻度黄化,幼苗生长势良好;35S::ORF-WT转基因植株幼苗生长未受明显影响。这些结果说明,拟南芥129B08/nced3突变体对山梨醇诱导的非离子渗透胁迫有超敏性,异位表达花生AhNCED1基因能恢复该突变体对山梨醇的超敏性,提高拟南芥的耐渗透胁迫能力。     

蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中表达可提高植株的耐盐耐旱能力

Hrip1是从极细链格孢(Alternaria tenuissima)代谢物中分离的一种蛋白激发子。将蛋白激发子基因Hrip1转化到拟南芥,对5个T₁代转基因拟南芥株系进行分子检测, 证明Hrip1基因能够在拟南芥中转录和表达。转基因植株对盐和干旱胁迫的抗性显著增强, 75 mmol L⁻¹ NaCl和50 mmol L⁻¹甘露醇渗透胁迫2 d, 转基因植株种子平均相对发芽率为32.1%和77.9%, 分别比野生型的增加3.72倍和5.61倍; 150 mmol L⁻¹ NaCl和50 mmol L⁻¹甘露醇处理拟南芥幼苗7 d后, 转基因植株平均相对根长为81.79%和93.25%, 分别是野生型的1.53倍和1.34倍。3周龄的转基因植株在250 mmol L⁻¹ NaCl条件下胁迫20 d, 平均存活率为67%, 显著高于野生型(42%)(P<0.05); 干旱胁迫25 d后, 复水5 d转基因植株平均存活率为72%, 而野生型仅为44%。检测结果显示转基因植株叶片的抗氧化酶活性明显高于野生型, 用200 mmol L⁻¹ NaCl和200 mmol L⁻¹甘露醇处理24 h后, POD活性分别比野生型植株提高1.56倍和1.85倍, CAT活性分别比野生型植株提高1.64和1.86倍。说明蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中的表达能够改善和提高植株的耐盐抗旱能力。     

水稻蛋白二硫键异构酶基因沉默载体构建及其转基因后代的高温结实特性分析

采用RT-PCR法亚克隆了PDI基因保守区内450 bp的靶标序列作为干扰区段, 构建了含有内含子hpRNA (ihpRNA)的双元表达载体pTCK303-RiOsPDI, 经农杆菌介导转化日本晴, 获得转基因植株; 通过在T₀代对其潮霉素(Hyg)抗性基因的PCR鉴定, 确定携带有干扰片段的T-DNA区已整合到水稻基因组中, 且在转基因T₁代符合3∶1的分离模式。半定量PCR和荧光定量PCR的检测结果表明, PDI基因沉默转基因阳性植株不同器官中的PDI表达量均显著降低, 尤其是其籽粒中表达量较微, 几乎能引起靶基因80%左右沉默。对转基因T₂代植株的高温结实特性和籽粒理化品质的检测结果, PDI基因沉默会引起高温胁迫处理下结实率的大幅度降低, 耐热性显著下降, 但其在常温处理下的结实率与对照之间无显著差异。此外, PDI基因沉默后, 稻米的透明度下降、垩白度增加, 但对籽粒粗蛋白总量和直链淀粉含量的影响不甚明显。     

外源脱水应答转录因子CBF4基因转化玉米的获得

用PCR方法克隆了拟南芥脱水应答转录因子CBF4基因,以逆境诱导表达基因rd29A的启动子为驱动,构建了逆境诱导表达载体pBAC146。用基因枪转化法转化玉米优良自交系的幼胚和胚性愈伤组织,轰击后的愈伤组织经过筛选、分化和植株再生过程,共获得36棵转基因植株。经PCR、PCR-Southern和Southern检测表明,外源目的基因已成功整合到部分转基因玉米株系的基因组中。人工干旱处理下,抗旱生理指标测定显示,一个转基因株系的脯氨酸含量和叶绿素含量比野生型对照提高一倍,间接表明转基因株系的抗旱能力在某种程度上有所提高。     

花生AhPLDα基因植物过表达载体构建及对拟南芥的遗传转化

为了明确花生AhPLDα基因在响应干旱胁迫信号传导中的功能和作用机制,以ABA处理的冀花4号花生叶片c DNA为模板,用RT-PCR方法扩增AhPLDα1和AhPLDα2的全长CDS片段,采用酶切-连接的方法分别将这2个基因定向克隆到植物表达载体p Bar-F3上,冻融法将重组子转入根癌农杆菌GV3101,利用改良Floral-dip法将过表达质粒转入拟南芥。菌落PCR和酶切结果表明,Ca MV35S启动子驱动的过表达载体重组质粒p Bar-AhPLDα构建正确。通过RT-PCR和qRT-PCR验证,表明AhPLDα1和AhPLDα2基因整合到拟南芥基因组中并能过量表达,获得了阳性转基因纯合株系。干旱胁迫试验表明,转基因植株的耐旱性较野生型明显增强。可见,AhPLDα基因参与了干旱胁迫应答过程,是转基因途径提高作物耐旱性的潜在候选基因。     

昆虫抗冻蛋白基因转化烟草的抗寒性

将准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因MPAFP149亚克隆至pCAMBIA1302中,构建成单价植物表达载体pCAMBIA1302-MPAFP149,转化至农杆菌EHA105中,利用叶圆盘法转化烟草。通过PCR、PCR-Southern及RT-PCR检测表明抗冻蛋白基因已整合至烟草基因组中,并发生了转录。对T0代转基因烟草以－1℃处理48 h,转基因烟草的相对电导率和表型明显优于野生型烟草。室温恢复试验验证转基因烟草可存活并恢复生长,而野生型烟草受到了不可逆的低温冻害。研究证明转化后携带昆虫抗冻蛋白基因的烟草比野生型烟草具有明显的抗寒能力,该结果为减轻冷敏感经济作物在春季遭受霜害提供了理论依据和应用基础。     

异源表达棉花GhPRP5基因增强了拟南芥对盐和ABA的敏感性

富含脯氨酸的蛋白(proline-rich proteins, PRPs)代表一类富含脯氨酸和羟脯氨酸的细胞壁结构蛋白质,最先在伤害诱导的胡萝卜贮藏根中被发现。越来越多的证据显示这类蛋白在应答多种生物和非生物胁迫中起作用。我们之前从棉花cDNA文库中分离了一个命名为GhPRP5的编码富含脯氨酸蛋白的基因,为研究其功能,构建了GhPRP5的过量表达载体,转化拟南芥,获得GhPRP5高表达的8个株系的纯合体。在正常培养条件下,转基因株系和野生型种子的萌发率一致,但盐胁迫和ABA处理显著抑制了转基因拟南芥株系种子的萌发。盐胁迫条件下野生型的绿苗率明显高于转基因拟南芥株系,与正常生长条件相比,ABA处理抑制转基因拟南芥主根伸长的程度更大。利用Quantitative RT-PCR技术分析几个胁迫相关标记基因的表达情况表明,盐和ABA诱导了RD29A、RD29B和KIN1的表达,但诱导水平在转基因株系和野生型中不一样,说明GhPRP5参与调控拟南芥胁迫相关标记基因的表达,但具体参与的胁迫应答信号传导途径仍需进一步研究。     

转codA基因提高番茄植株的耐热性

以野生型番茄(cv. Moneymaker)和转codA番茄为材料,用不同温度(25、30、35、40、45和50℃)分别处理2 h,测定叶片净光合速率(P_n)、PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)和抗氧化酶活性等生理指标;42℃高温处理0、3和6 h后,检测热响应基因的表达量以及D1蛋白的含量,研究高温胁迫对上述参数的影响,探讨转codA基因提高番茄叶片耐热性的机制。。结果表明,高温胁迫下,转codA基因番茄叶片P_n和F_v/F_m的抑制程度明显低于野生型,H₂O₂、MDA的积累量以及REC均低于野生型,而且明显增强了过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。此外,转codA基因番茄叶片中抗氧化酶基因和热胁迫基因的表达水平均高于野生型,而D1蛋白的降解水平低于野生型。转codA基因番茄体内合成的甜菜碱提高了转基因番茄的耐热性,这与提高和维持较高的抗氧化酶活性、促进热激响应基因的表达及减缓D1蛋白的降解等有关。