棉花茎尖分生组织在微粒轰击法基因转化中的应用

利用棉花芭发生组织易于再生成完整植株的特点,结合使用基因枪轰击法将ＣＰＴＩ基因导入棉花尖分生组织。筛选的起始时间,培养基的转换时间及卡那霉素的浓度梯度等地筛选效果有明显影响。     

激素对陆地棉和海岛棉茎尖培养的影响

1AA,IBA,NAA,2,4-D对陆地棉和海岛棉茎尖培养有一定的促进作用,BA,KT,ZT则抑制棉花茎尖培养,在一定激素浓度范围内,随着激素浓度的升高,对棉花茎尖培养过程中地上部和地下部的生长均有促进作用,但继续增加激素浓度,虽对棉花茎尖培养不定根的形成仍有促进作用,但却抑制了地上部的生长.适合棉花茎尖培养的最佳激素和浓度为0.01～0.1 mg/L IBA.其中,在含有0.1 mg/LIBA的培养基中,陆地棉和海岛棉基因型间茎尖培养的效果存在着显著差异.以海岛棉不定根的形成能力较陆地棉容易,而地上部的长势则陆地棉优于海岛棉.其中,在陆地棉中又以浙506茎尖培养效果较好;泗棉3号相对较差.在海岛棉中,比马3-33茎尖培养效果较好,而米奴非10的茎尖培养效果较差.     

蜘蛛丝蛋白基因的合成及其串联体在大肠杆菌中的表达

赋有许多独特性能的天然蛋白质纤维--蜘蛛丝在生物医学、材料和军事等领域具有广泛的应用前景，但惟有通过基因工程手段才能大量获取。根据已报道的蜘蛛丝蛋白的氨基酸序列，结合蜘蛛丝蛋白的模块结构特性和功能的关系，优化设计并人工合成了全长为429bp的蜘蛛丝蛋白基因SPS。将该基因克隆到质粒pET-32a中，构建成表达载体pET-SSPS1，并进一步构建了它的多个串联体表达载体pET-SPS（2～8）。所有表达载体在大肠杆菌BL21（DE3）中进行了诱导表达，重组蜘蛛丝蛋白得到了纯化。结果表明，合成的蜘蛛丝蛋白基因与预期一致，融合表达的蜘蛛丝蛋白几乎全部可溶。其中，1-3串联体蜘蛛丝蛋白基因能够有效表达，但随着串联数的进一步增加，蜘蛛丝蛋白基因融合表达效率下降，初步探讨了下降的可能原因。     

海岛棉H268 PPR蛋白家族基因鉴定及SNP/InDel分析

[目的]通过对海岛棉不育系H276A及其育性恢复材料H268进行三角状五肽重复蛋白(PPR)家族基因鉴定及比对分析,获得序列存在差异的PPR基因,为后续育性恢复基因(Rf)的发掘提供理论基础.[方法]通过生物信息学分析海岛棉PPR基因,并对其进行亚细胞定位预测与功能注释分析;采用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术对海岛棉H276A及H268对PPR蛋白家族基因进行转录组测序,将筛选获得的PPR蛋白与其他植物具有育性恢复的PPR蛋白进行氨基酸序列同源比对并构建系统发育进化树.[结果]鉴定获得912个PPR基因,其中有846个在海岛棉H276A和H268间存在序列差异,且分别存在7226个SNP差异位点和301个InDel差异位点,其中作用于线粒体的PPR基因有2143个SNP差异位点和134个InDel差异位点.转录组测序结果显示,共检测到表达基因数量为68197个,其中已知基因56311个、新基因11886个,可满足后续数据分析.GO功能注释结果显示,PPR基因主要富集于生物学过程,富集于分子功能的PPR基因最少.50.0%PPR蛋白定位于线粒体,29.0%PPR蛋白定位于叶绿体,0.9%PPR蛋白定位于细胞核,20.0%PPR蛋白定位于胞外,0.1%PPR蛋白定位于细胞质膜.xp_016708712(LOC107923023)和xp_016710013(LOC107924193)与多个具有育性恢复功能的PPR蛋白氨基酸序列相似性达33%,说明二者亲缘关系较近,且亚细胞定位于线粒体.[结论]xp_016708712和xp_0167100132个PPR蛋白可能与海岛棉不育系H276A育性恢复相关,可用于发掘海岛棉CMS的Rf基因.     

海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析

[目的]海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析.[方法]利用RT-PCR技术,从海岛棉中克隆CONSTANS(CO)的同源基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因的组织表达.[结果]从新海14号花后9d的纤维中克隆得到了一个棉花CO蛋白基因,命名为GbCO.GbCO cDNA的ORF为1 008 bp,编码335个氨基酸.序列分析表明GbCO和GhCO的相似性只有78.2;,棉花CO蛋白同蓖麻RcCO、苹果MaCO等亲缘关系较为接近.qRT-PCR结果表明,GbCO基因在棉花的根、茎、叶、花瓣等组织中均有表达,但在叶片中的表达相对较高.并且CbCO在棉花胚珠及纤维发育的起始和伸长阶段都有表达,在开花前1d和开花后5d的胚珠中表达量很高.GbCO基因的表达受到光周期的调节,在夜间表达量高于白天.[结论]GbCO基因可能在陆地棉的开花发育中起着重要的作用.     

海岛棉GbMYB25基因的克隆及表达分析

根据陆地棉GhMYB25的序列,设计1对引物,通过RT-PCR技术从海岛棉品种新海21号中克隆了1个同源基因,命名为GbMYB25。GbMYB25基因具有1个930bp的开放阅读框,编码309个氨基酸,预测分子量约为34.762ku,等电点为8.08,推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域。GbMYB25基因序列包含2个内含子。氨基酸序列比对表明,该蛋白和其他高等植物的MYB蛋白有较高的同源性。进化树分析表明,GbMYB25基因和陆地棉GhMYB25基因处在同一进化树分支。亚细胞定位表明GbMYB25基因在细胞核中表达,实时荧光定量PCR结果表明GbMYB25基因在胚珠(0doa)、纤维(5dpa)和叶片中的表达量较高。以上结果表明,GbMYB25转录因子可能参与棉花纤维发育。     

基因枪轰击法在植物遗传转化研究中的应用(综述)

介绍了目前所用的几种基因枪作用的原理、使用特点及在植物遗传转化研究中应用的现状。分析了影响基因枪转化效率的一些因素。     

农杆菌介导的海岛棉茎尖再生体系及其遗传转化影响因子的研究

采用根癌农杆菌LBA4404和EHA105介导,对海岛棉的茎尖再生体系及其转化影响因子进行了研究。茎尖培养与棉花体细胞胚胎发生相比,不同基因型的茎尖再生频率差异不明显;在9种不同的激素组合中,以6-BA0.5 mg/L NAA0.1 mg/L与1/2MSB5 IBA 0.1 mg/L对茎尖的再生效果较好;获得较高转化频率的海岛棉培养条件为:海岛苗茎尖在OD600值为0.6~0.8农杆菌菌液中感染20~30 min,共培养3 d后进行转接,在含有不同激素和抗生素的各类培养基中进行抑菌和筛选继代培养,选择压以50~150 mg/L梯度进行;农杆菌以EHA105菌株的转化效果较好;抗性苗用SDS-CTAB法提取其总DNA,进行PCR扩增检测,有7株PCR检测呈阳性反应。由此,初步证明外源抗虫基因已经进入到再生植株的细胞核中。     

海岛棉一个成花素类似基因的克隆和生物信息学分析

[目的]海岛棉成花素类似基因的克隆及生物信息学分析.[方法]利用RT - PCR技术,从海岛棉中克隆成花素FLOWERING LOCUST(FT)的同源基因,并进行生物信息学分析.[结果]从新海14号花后15 d纤维中,克隆到一个棉花成花素类似基因FLOWERING LOCUS T- LIKE1,命名为GbFTL1.该基因的开放阅读框为525 bp,编码174个氨基酸.蛋白比对表明bFTL1和AtFT的相似性为79.3;,和陆地棉GhFTL1的相似性为99.4;,GbFTL1第37位氨基酸为Asn(N),而GhFTL1第37位氨基酸为Ser(S).GbFTL1含有FT蛋白亚家族两个关键的氨基酸残基及14个保守氨基酸,系统进化树分析表明GbFTL1属于FT亚家族成员.[结论]GbFTL1基因可能为海岛棉中促进开花的基因之一.     

基因枪法将细胞周期蛋白基因CycD2导入小麦的研究

以小麦品种绵阳11作为基因枪转化的靶材料,用含有细胞周期蛋白基因CycD2和新霉素磷酸转移酶基因NPTII的质粒PBI121轰击小麦成熟胚性愈伤组织,在含有遗传霉素G418的筛选培养基对愈伤组织进行筛选后诱导得小麦再生植株,经PCR检测有4个转基因小麦植株呈阳性,South-ern-blot鉴定后进一步证明CycD2基因已经被成功导入小麦并整合到小麦基因组中。     

蜘蛛丝蛋白促凝血作用及其机制的初步探讨

目的 探索蜘蛛丝蛋白的促凝血作用,初步探讨其作用机制。方法 通过体外凝血实验（凝血板法、试管法、血浆复钙时间测定）及创面止血实验（以SD大鼠为研究对象,进行皮肤创面、肝脏创面、股动脉切开进行局部创面止血实验）,比较蜘蛛丝蛋白组、云南白药组、生理盐水组各组的凝血时间及止血时间;并采用凝固法测定各组大鼠活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）和凝血酶时间（TT）。结果 与生理盐水组比较,蜘蛛丝蛋白组与云南白药组均能显著缩短大鼠体外凝血时间及大鼠皮肤创面、肝脏创面及股动脉切口的止血时间（P<0.01或P<0.05）,且能缩短大鼠的APTT、PT和TT（P<0.01或P<0.05）。结论 蜘蛛丝蛋白具有较明显的促凝血作用,激活内源性凝血系统和外源性凝血系统可能为其作用机制之一。     

转KAP6.1-GFP-蜘蛛拖丝蛋白基因核心序列4S 绵羊成纤维细胞株的筛选

 【目的】通过体细胞核移植为获得皮肤特异表达蜘蛛拖丝蛋白的绵羊奠定基础。【方法】将pcDNA3.1和带有角蛋白结合蛋白启动子质粒pGM-T-KAP6.1分别用Bgl Ⅱ和Hin d Ⅲ双酶切后连接,再与蜘蛛拖丝蛋白基因核心序列4S连接,最后通过酶切与pIRES2-EGFP质粒连接后构建真核表达载体pIRES2-EGFP-4S;将此载体线性化后,采用脂质体法转染绵羊皮肤成纤维细胞,通过G418筛选获得转基因阳性细胞。【结果】筛选得到转pIRES2-EGFP-4S的阳性细胞。对阳性细胞经体外培养后的检测显示：（1）细胞形态（长梭形）、细胞生长曲线（呈S形）、群体倍增时间（随培养时间增加逐渐缩短）和细胞接种率（细胞贴壁率及存活率在24 h内逐渐升高,并达到最高值125%）等均具有正常绵羊成纤维细胞的生物学特征;（2）阳性细胞经冷冻复苏后具有与新鲜阳性细胞相似的生物学特征;（3）PCR检测结果显示,pIRES2-EGFP-4S在阳性细胞的基因组中整合。【结论】获得具有在绵羊皮肤特异表达,且便于检测的转蜘蛛拖丝蛋白4S的绵羊成纤维细胞株。     

Transformation of TrxS Gene into Barley by Particle Bombardment

The production of malting barley in China can＇t meet the demand of beer industries because of poor quality and it becomes a bottleneck problem in beer manufacture industry. In this paper, TrxS gene cloned from Phalaris coerulescens was transferred into barley cultivar Yupi 1 （YP1） via biolistic bombardment. 1206 immature embryos were bombarded and seven transgenic plants carrying TrxS gene were confirmed by PCR and PCR-Southern blotting analysis. TrxS gene was expressed in transgenic plants by RT-PCR analysis. The activity of Trxh and α-amylase of transgenic line were higher than that of non-transgenic line, which is helpful to improve malting quality of barley.     

Transformation of Coat Protein Encoding Gene from Soil-Borne Mosaic Virus into Wheat

CWMV-CP1 target gene and bar selection gene were co-transferred into commercial wheat vari-ety of Yangmai158 by particle bombardment. In total, 145 resistant plants to 3 - 5 mg L-1 Bialaphos were ob-tained, 21 plants were identified to be positive in T0 generation by PCR-Southern test, and the transformationfrequency had 0. 99%. T1 plants were further tested by PCR and Southern hybridization. Results demonstra-ted that the alien resistance gene had been integrated into the wheat genome. The segregation ratio of CP1+ toCP1- in T1 generation was 1.0 to 1.3, and didn't agree with Mendelian rule. RT-PCR result from T2 plantsshowed that the alien gene CWMV-CP1 had stable expression in wheat genetic background.     

金水乌鸡PRL基因多态性研究

[目的]研究金水乌鸡PRL基因多态性,为金水乌鸡的保种和持续选育与提高积累分子基础数据。[方法]采用PCR-RFLP方法研究金水乌鸡白羽丝毛系165只乌鸡PRL基因多态性,分别采用HaeⅢ和HhaⅠ2种内切酶对各DNA样品的PCR产物进行单酶切,分析基因型与产蛋数的相关。[结果]金水乌鸡PRL基因的PCR产物的HhaⅠ酶切片段未出现多态性。金水乌鸡PRL基因的PCR产物的HaeⅢ酶切片段呈现RFLP多态性,有AA、AB、BB3种基因型,A基因频率较高。相关分析结果表明,不同基因型的产蛋数差异不显著。[结论]A基因可能是影响产蛋数的优势基因。     

基因枪法获得GNA转基因小麦植株的研究

 以小麦品种京 411作为基因枪转化的靶材料 ,取其未成熟胚诱导愈伤组织 ,经过 10 d左右培养后 ,用含有雪花莲凝集素 (Galanthus nivalis agglutinin ,GNA)和 bar基因的质粒 p BI12 1- 2轰击 80 0个胚性愈伤组织 ,在含有4mg/ L Basta溶液的培养基上进行筛选 ,分化及生根培养 ,获得 6 7棵再生植株。田间涂抹 Basta溶液 (5 0、75 m g/ L)检测和接麦蚜实验 ,提取转基因植株基因组 DNA,用扩增 GNA基因的引物经 PCR扩增 Southern杂交 ,结果表明利用基因枪转化已从 T2 代获得了 8株含有编码 bar/ GNA基因的转基因植株。     

野罂粟花粉介导法转萝卜抗菌肽基因方法研究

以野罂粟开放花蕾为受体,以载有萝卜抗菌肽AFP（antifungal protein）基因的质粒pBIAFP为供体,在不同浓度的蔗糖溶液中,加入新鲜花粉与含有目的基因质粒DNA,进行了野罂粟基因转化试验,结果表明,蔗糖浓度110 g/L是花粉介导法进行野罂粟基因转化的理想介质,不会对花粉萌发能力造成大的影响,花粉粒破损率比较小。     

大蒜鳞芽生长点离体培养诱导小鳞茎的形成

用大蒜鳞芽生长点进行离体培养，结果表明，生长素ＮＡＡ浓度在０．１～１．０ｍｇ／１之间，细胞分裂素６—ＢＡ浓度在０～０．５ｍｇ／１范围内，其浓度愈低愈能促进小鳞茎的形成；贮期温度愈低，愈有利于小鳞茎的形成；３～８℃低温期大于６０天，才能保证小鳞茎的形成。     

玉米蛋白激酶基因ZmASK1表达载体的构建及遗传转化

为了研究玉米蛋白激酶基因ZmASK1的功能,把ZmASK1的cDNA连接到植物表达栽体pGreen0029中,通过农杆菌介导转入拟南芥中进行过量表达.PCR和Western-blot分析表明,ZmASK1已经转入到拟南芥中,并且在大多数转化植株中稳定表达.通过本试验,为以后对ZmASK1的功能验证工作打下基础.