转耐辐射球菌irrE基因提高拟南芥盐胁迫耐受性的表型分析

耐辐射球菌中的irrE基因作为一种全局性调节因子,在抵御极端辐射照射时起着至关重要的作用。利用农杆菌介导的花序浸染法,将irrE基因转化拟南芥,筛选和鉴定出表达irrE的植株,并分析了转基因植株的盐胁迫耐受能力。结果显示,转irrE拟南芥表现出对盐胁迫的耐受性提高;在盐胁迫下,转基因拟南芥体内脯氨酸含量比野生型有明显的提高。RNA半定量分析显示转基因植株中AtNHX1表达水平升高。因此推测irrE基因在转基因拟南芥中调控了AtNHX1的表达,引起了植株的盐胁迫耐受性提高。     

拟南芥ATLP-3基因在转基因烟草中的整合和表达

将拟南芥ＡＴＬＰ－３基因从质粒ｐＵＣＴＬ亚克隆到植物表达载体ｐＢＩ１２１中,得到了质粒命名为ｐＢＩＴＬ。被亚克隆到重组质粒ｐＢＩＴＬ的ＡＴＬＰ－３基因通过农杆菌ＬＢＡ４４０４介导法导入烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔｏｂａｃｃｏ Ｌ．ｖａｒ Ｇｅｘｉｎ Ｎｏ．１）。通过卡那霉素抗性筛选,得到１９株再生烟划植株。ＰＣＲ（用根据ＣａＭＶ３５ｓ启动子和ＮＯＳ终止子序列合成的引物）分析表明,ＡＴＬＰ－基因是在     

转Mz_2NHX_1基因拟南芥对盐胁迫的生理响应

为了探讨珠美海棠Na~+/H~+逆向转运蛋白基因Mz_2NHX_1在植物耐盐中的作用,以野生型拟南芥和转Mz_2NHX_1基因拟南芥为材料,研究不同盐浓度对转基因和野生型拟南芥种子萌发、植株耐盐性相关生理指标的影响。结果表明:在不同盐胁迫下,转基因拟南芥种子发芽率明显高于野生型。随着盐浓度的增加,野生型和转基因植株的电导率呈上升趋势;SOD活性呈先上升后下降趋势;POD活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量在野生型植株中呈先上升后下降趋势,在转基因植株中呈不断升高的趋势。盐胁迫下,转基因植株的各项生理指标均优于野生型,表明Mz_2NHX_1基因的过量表达,提高了转基因拟南芥的耐盐性。     

拟南芥RING E3连接酶AtASSR1在盐胁迫响应中的功能初探

【目的】构建拟南芥AtASSR1转基因株系,研究并初步揭示RING E3连接酶AtASSR1在盐胁迫应答中的作用。【方法】利用农杆菌介导的花序浸染法,成功获得AtASSR1基因插入的纯合转基因株系,并通过检测盐胁迫处理前后,转基因株系及野生型、atassr1突变体植株中生理生化指标来初步揭示AtASSR1的功能。【结果】通过检测盐胁迫处理前后,不同基因型株系的H_2O_2、过氧化氢酶活性、丙二醛的含量,发现转基因株系中的过氧化氢酶活性最低,而积累的H_2O_2与丙二醛含量最多;分析脯氨酸含量发现,盐胁迫处理后突变体株系的脯氨酸含量积累最多。【结论】E3连接酶AtASSR1可能在介导植物响应盐胁迫等非生物胁迫的应答中发挥重要生理功能。     

盐胁迫对拟南芥种子萌发的影响

为了研究盐胁迫对拟南芥种子萌发的影响,以哥伦比亚野生型拟南芥种子为试验材料,在无菌条件下将拟南芥种子分别点种在添加50、100、150、200 mmol/L的NaCl和KCl及100、200、300和400mmol/L甘露醇的MS基本培养基中进行培养;然后对拟南芥种子的萌发情况进行统计,连续统计7d.结果表明,当NaCl、KCl和甘露醇浓度为50、50、100 mmol/L时,种子萌发率与没有盐胁迫的对照无显著差异;当NaCl、KCl和甘露醇浓度分别达到150、150和300 mmol/L时,种子萌发率均显著低于对照.随着培养基中盐浓度的提高,拟南芥种子萌发和幼苗生长所受到的抑制作用不断增强.     

拟南芥PTR3基因过表达载体构建及转基因植株的获得

[目的]构建PTR3基因的过表达载体,并建立PTR3基因过表达植株,为进一步研究PTR3基因在调控重金属胁迫应答中的功能提供理论依据。[方法]提取野生型拟南芥总mRNA,并以反转录的c DNA为模板扩增出PTR3基因CDS全长,通过限制性核酸内切酶酶切、T4 DNA连接酶连接,将该基因连接到带有35S启动子的p BI121载体上。[结果]将重组载体转化至农杆菌GV3101菌株,通过浸花法将重组载体转化到野生型植株中,通过抗性筛选和遗传鉴定获得纯合的PTR3转基因阳性植株。[结论]PTR3过表达载体构建成功并获得转基因阳性植株,为研究PTR3基因的分子功能奠定基础。     

植物耐盐转基因研究进展

盐分是影响植物生长、发育和作物产量的主要非生物因素.耐盐是一个复杂的生理生化过程,且涉及到行使多种功能基因家族的作用,如离子隔离、代谢调节、渗透压调节和抗氧化防御.与传统的耐盐突变体筛选相比,转基因耐盐工程是更直接有效的方法,本文归纳了近年来植物耐盐基因工程的研究进展.     

拟南芥盐胁迫响应启动子的生物信息学分析

本研究使用生物信息学方法分析了拟南芥盐胁迫响应的顺式作用元件.首先分析盐胁迫0.5 h、1 h的拟南芥全基因组芯片,得到627个盐胁迫上调基因和282个下调基因.然后使用MEME软件分析了盐胁迫响应基因的启动子,得到10个保守元件.通过显著性分布分析表明Motif_1\Motif_8\Motif_10显著分布于上调基因启动子中;Motif_1\Motif_10显著不分布于盐胁迫下调基因启动子中.Motif_1元件是G-box元件(ABRE(ABA Responsive Element)元件),大量分布于盐胁迫上调基因启动子中,广泛参与盐胁迫过程中ABA依赖的信号转导途径.Motif_8、Motif_10分别类似于ABRE元件和DRE(Dehydration-Responsive Element)元件,但由于和ABRE、DRE元件的保守序列不尽相同,Motif_8\Motif_10很有可能是新的盐胁迫响应元件.本研究对于研究拟南芥在盐胁迫应答过程中在转录水平上发生的调控过程具有重要帮助作用.     

胡杨PePEX11基因参与调节盐胁迫下拟南芥的抗氧化能力

目的长期非生物逆境胁迫下,植物会产生过量活性氧并造成氧化损伤,过氧化物酶体能够通过清除活性氧来调节氧化还原平衡。PEX基因参与过氧化物酶体的生物发生和增殖,PEX11基因的过表达可促进过氧化物酶体增殖,对植物的抗氧化能力的提升具有重要意义。胡杨是研究木本植物中抗逆机制优良材料,本文旨在探究胡杨PEX11基因对非生物胁迫的响应。方法本研究首先以胡杨叶片cDNA为模板克隆获得PEX11基因,命名为PePEX11,并对PePEX11蛋白进行生物信息学分析,其次采用实时荧光定量PCR分析PePEX11在胡杨中的表达模式,同时构建植物表达pCAMBIA1301-35S::PePEX11转化拟南芥,最后检测盐胁迫条件下转PePEX11拟南芥的抗氧化能力。结果PePEX11基因cDNA全长543 bp,编码180个氨基酸,PePEX11蛋白具有多个跨膜结构域,在膜上发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在胡杨体的成熟叶中表达量最高,幼叶次之,茎中最少;胡杨PePEX11基因受盐胁迫上调表达。功能分析显示,在含有100 mmol/L NaCl的培养基上,转PePEX11基因拟南芥株系的根长均显著长于野生型;对盆土中的移栽后12 d的幼苗150 mmol/L NaCl盐处理2周,转基因株系表现为营养生长良好,耐盐性较强。超表达PePEX11基因能显著提高(P＜0.05)拟南芥多种抗氧化酶的活性。DAB组织染色结果表明,转基因株系叶片中H₂O₂的含量明显少于野生型。结论本研究从胡杨中克隆PePEX11基因,并证明PePEX11能够提高拟南芥在盐胁迫下的抗氧化能力,提升耐盐能力。      

拟南芥CTSP3基因GUS载体构建及转基因植株的筛选鉴定

[目的]深入研究植物基因CTSP3的基因表达模式及其对重金属镉胁迫的响应机制,以野生型拟南芥为材料构建CTSP3-GUS重组质粒及GUS转基因植株。[方法]通过提取野生型拟南芥的DNA,克隆其启动区基因片段,将基因片段和pART27-GUS质粒双酶切后连接,转化到大肠杆菌感受态细胞中,菌落PCR和测序获得阳性单克隆。然后将CTSP3-GUS重组质粒转入农杆菌感受态GV3101,获得阳性单菌落。接着采用浸花法侵染野生型拟南芥,最后通过抗性筛选和PCR鉴定获取CTSP3-GUS转基因植株。[结果]成功克隆CTSP3启动区基因片段,构建出重组质粒,获得了CTSP3-GUS转基因植株。[结论]获得CTSP3-GUS转基因植株,为接下来进一步研究该基因在植物响应镉胁迫机制中的功能奠定了基础。     

盐胁迫下MaAQP1转基因拟南芥幼苗的生长和生理响应

为了探讨盐胁迫对香蕉水通道蛋白质基因(Ma AQP1)转基因拟南芥幼苗的生长及抗逆性生理指标的影响,以Ma AQP1转基因拟南芥为研究对象,研究不同盐(Na Cl)浓度(0 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L、150mmol/L)处理下转基因拟南芥的表型及生理指标变化。结果显示:(1)经过盐胁迫后,野生型和转基因株系钾离子(K+)浓度降低,钠离子(Na+)浓度升高,而转基因株系K+和Na+浓度均明显低于野生型株系,同时,转基因株系具有较高的K+/Na+;(2)随着盐胁迫浓度的增加,野生型和转基因株系中电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量及过氧化氢酶活性均逐渐升高,当盐胁迫浓度达到150 mmol/L时4个指标均达到高峰,其中,转基因株系中的电导率、脯氨酸含量及过氧化氢酶活性均比野生型的高,而丙二醛含量比野生型的低;(3)随着盐胁迫浓度的增加,野生型株系幼苗的根长缩短程度大于转基因株系,同时,转基因株系的根毛要远多于野生型。表明Ma AQP1能够提高转基因拟南芥的耐盐性。     

AtAHA10参与拟南芥幼苗盐胁迫响应的信号转导机制初探

为了探究质膜质子泵AHA10在盐胁迫响应中的作用,本试验以拟南芥AHA10缺失突变体aha10-1幼苗为材料,检测了盐胁迫条件下幼苗根和子叶的生长状况。结果显示,aha10-1幼苗在0.1mol/L NaCl处理条件下,主根长度明显短于野生型,子叶生长状况与野生型相同,说明AHA10可能在幼苗根盐胁迫响应过程中发挥了正向调节作用。电生理检测结果显示,盐处理后野生型根细胞质膜钙电流明显增强,而aha10-1根细胞质膜钙电流未见明显变化,表明AHA10可能在盐胁迫激活钙信号过程中发挥了介导作用。     

转TaCRT基因拟南芥植株表型分析及抗性鉴定

为了进一步揭示小麦钙网蛋白基因TaCRT是否参与植物对环境胁迫响应,通过根癌农杆菌GV3101介导法将该基因cDNA克隆转入拟南芥,使其异源过量表达,分析转基因拟南芥纯系和野生型植株在表型上的差异,并对转基因株系的抗盐性进行鉴定。结果表明,过表达TaCRT基因的拟南芥纯系植株在正常培养条件下,植株生长相对旺盛,根系较短,分化的不定根数目较多,而在盐胁迫条件下,与野生型相比,转基因株系的耐盐性较强。     

转LEA3基因水稻的抗性分析

对转LEA3基因水稻植株进行了抗渗透胁迫能力分析。结果显示在相同胁迫条件下,转基因水稻植株的苗高、根长、离体叶片保水率、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性均高于未转化的对照植株,表明转LEA3基因水稻对盐分和干旱胁迫有较强的抗性。     

拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白转基因植株的获得和鉴定

[目的]进行染色体免疫共沉淀（ChIP）试验,挖掘MYB类基因At3g11280和At5g05790所调控的下游基因。[方法]在构建了标签融合蛋白植物表达载体的基础上,利用农杆菌介导的转化将这些载体转入拟南芥植物中,获得转基因植株,并用Western blotting检测标签融合蛋白在转基因植株中的表达。[结果]拟南芥植株转基因的效率很高,4种标签蛋白融合载体的转化均获得了20株以上的转基因植株。随机对4种转基因植株的8株T1代植株进行Western blotting分析,结果表明4,种转基因植株中均鉴定出阳性植株。融合蛋白的条带大小在30 kD左右,将显色信号条带与Marker比对,显示条带大小与预测蛋白大小相符。[结论]这些有融合蛋白表达的转基因植株为ChIP试验的进行提供了重要材料。     

盐胁迫对拟南芥叶片和下表皮细胞大小的影响

[目的]探讨盐胁迫对拟南芥叶片发育的影响。[方法]用浓度分别为0、100和150 mmol/L的NaC l溶液处理拟南芥幼苗7和14d后,用改进的指甲油印迹法并借助计算机软件,测量了不同处理的叶片面积和下表皮细胞面积。并对不同处理的叶片和细胞面积进行了差异性检验和比较。[结果]盐胁迫下,拟南芥叶片的生长受到显著抑制。叶片大小、叶片下表皮细胞的大小都相应减小。[结论]叶片及表皮细胞的减小是植物盐胁迫条件下的重要生理反映。     

AtPIP5K2基因参与拟南芥盐胁迫的调节过程

植物在长期进化过程中演化出不同机制来适应环境中的各种胁迫,如盐碱、干旱等.该研究从拟南芥T-DNA插入突变体库中筛选到一个对盐反应不敏感的突变株系eto(enhanced tolerance to osmotic stress),种子萌发和幼苗生长试验表明eto突变株系早期生长发育对盐胁迫不敏感.TAIL-PCR分析表明eto突变株系中T DNA插入在拟南芥1号染色体上(BAC F3M18的27502位置),位于拟南芥At1g77740基因起始密码子前487 bp处,该基因编码磷脂酰肌醇-4-磷酸 -5-激酶(AtPIP5K2),共分离分析表明T-DNA插入与盐不敏感性紧密连锁.以野生型拟南芥总RNA为模板,克隆拟南芥AtPIP5K2基因cDNA,其开放读码框为2 265bp,编码755个氨基酸.与已报道物种PIPKs基因氨基酸序列比较分析表明,AtPIP5K2与植物PIPKs基因氨基酸相似性高达62%～75%,但与其他生物物种PIPKs基因之间的氨基酸相似性仅为33%～37%;AtPIP5K2推导的氨基酸序列中含有植物PIPKs基因所具有的高度保守区域“PIPKc"、“MORN repeat".进一步分析表明AtPIP5K2基因在拟南芥根及莲座叶片中表达量较强,并且由于T-DNA的插入,使eto突变株系与野生型相比,其AtPIP5K2基因过量表达,表明AtPIP5K2基因编码的产物可能参与调节拟南芥适应盐胁迫的调节反应.      

盐胁迫下拟南芥SCAMP基因克隆和表达的生物信息学分析

为探究分泌载体膜蛋白（Secretory carrier membrane protein, SCAMP）的功能,采用PCR方法从模式植物拟南芥中克隆到5个SCAMP基因,进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术分析5个SCAMP基因在盐胁迫下的表达模式。结果显示,拟南芥SCAMP蛋白的相对分子量为30.1~33.2 kDa,等电点为6.60~9.18,属于不稳定性疏水蛋白,二级蛋白结构中主要包含4种构象:α–螺旋（Alpha helix, Hh）、无规则卷曲（Randon coil, Cc）、直链延伸（Extended strand,Ee）和β–折叠（Beta turn,Tt）,其中以α–螺旋为主,包含4个跨膜结构域,N端和C端均在细胞膜内。实时荧光定量PCR结果表明,AtSCAMPs的表达量均受盐胁迫诱导上调表达,AtSCAMP1,AtSCAMP3,AtSCAMP4,AtSCAMP5基因在叶中的表达明显高于根,且AtSCAMP4和AtSCAMP5在叶中受盐胁迫变化最明显。     

拟南芥MYB4基因GUS载体构建及其转基因植株的筛选

[目的]进一步验证MYB4基因在响应干旱胁迫中的应答功能,构建ProMYB4:GUS载体,通过筛选鉴定获得相应的转基因植株。[方法]以野生型拟南芥植株的全基因组为模板,利用特异性引物扩增MYB4基因启动子,将目的基因连接到pART27载体上。然后将构建成功的重组载体转化至农杆菌GV3101,浸花法转化野生型植株。最后通过抗性筛选和PCR鉴定获得阳性转基因植株。[结果]MYB4启动子成功克隆,测序结果经过比对完全正确。抗性筛选获得了阳性转基因植株。[结论]成功获得ProMYB4:GUS阳性转基因植株,为进一步研究MYB4基因功能奠定了基础。