细菌阿特拉津氯水解酶基因的功能及其应用

简要介绍了能降解除草剂阿特拉津的细菌的种类和它们的生物降解途径、阿特拉津氯水解酶的功能和定向进化的研究进展,以及阿特拉津氯水解酶基因atzA在污染土壤生物修复和转基因植物研究中的应用。     

检测转基因水稻中阿特拉津抗性表达的方法

用10种不同浓度的阿特拉津溶液对津稻107进行叶片涂抹处理,从而确定可以用产生药害的0．0’76％～0．190％浓度(W／V)的阿特拉津溶液检测转化植株对除草剂的抗性。用以上浓度范围的阿特拉津溶液涂抹处理津稻107转化植株,并对在此浓度下检测出的除草剂抗性和敏感的转化植株进行了PCR分析,结果表明,除草剂抗性鉴定结果与分子检测结果一致。因此可以利用浓度为0．076％～0．190％的阿特拉津溶液对早期转化株进行叶片涂抹法鉴定。     

农杆菌介导的细菌阿特拉津氯水解酶基因对水稻的遗传转化

 研究构建了植物表达载体p1301-atzA,使来源于节杆菌(Arthrobacter sp.)AD1菌株的阿特拉津氯水解酶基因atzA受控于CaMV35s启动子下表达。用农杆菌介导法将植物表达载体p1301-atzA导入粳型保持系津稻107中,经潮霉素抗性筛选,得到可育的再生植株。转基因植株总DNA经PCR和Southern检测表明atzA基因已整合到水稻的基因组中。对转基因植株进行除草剂阿特拉津抗性检测,在喷施浓度为0.133％的阿特拉津溶液后,对照植株和敏感植株死亡,而转基因植株表现出对阿特拉津的抗性,     

栽参土壤残留阿特拉津生物降解动力学研究

从多年施用阿特拉津的栽参土壤中分离出3株放线菌,对其在可控条件下在土壤中降解阿特拉津的效果进行了研究。结果表明:土壤中阿特拉津生物降解过程符合一级反应动力学关系c=c0e-k.t,拟合曲线的相关指数为0.81~0.99。在土著微生物的作用下,阿特拉津的降解半衰期为26.6~28.4 d,土壤中接入放线菌后,降解半衰期为2~20 d。     

除草剂阿特拉津的生态风险与植物修复研究进展

除草剂阿特拉津的生态毒性及其对人类健康、农业生产及生态环境的影响受到广泛关注。针对阿特拉津的使用现状和在环境中的残留及其危害,综述了阿特拉津的性质、分布和危害,介绍了阿特拉津污染土壤的植物修复及应用方面的研究进展。

     

藤黄微球菌AD3的阿特拉津降解基因检测与分析

为了获得高效稳定的阿特拉津基因,分离出更多的阿特拉津降解菌,试验采用PCR基因扩增和氮源利用方法,对AD3菌株的阿特拉津降解基因进行了检测和测序,并与其他菌株阿特拉津降解基因的序列进行了比较。结果表明：Micrococcus luteus AD3菌株含有阿特拉津降解基因trzN,atzB,atzC和atzDEF。其中trzN基因中心区的序列与Arthrobacter sp.TC1的trzN完全相同,atzB和atzC基因中心区的序列与Pseudomonas sp.ADP的atzB和atzC完全相同。AD3菌株能以氰脲酸为唯一氮源生长,Micrococcus luteus AD3菌株能将阿特拉津彻底降解成CO2和NH3。     

除草剂阿特拉津的生态风险与植物修复研究进展

除草剂阿特拉津的生态毒性及其对人类健康、农业生产及生态环境的影响受到广泛关注。针对阿特拉津的使用现状和在环境中的残留及其危害,综述了阿特拉津的性质、分布和危害,介绍了阿特拉津污染土壤的植物修复及应用方面的研究进展。     

羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)典型酶学性质的研究

采用Ni-NTA亲和层析法对基因重组菌中的羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)进行分离纯化,并对该酶的典型酶学性质进行研究.纯化处理后,AtzB的纯度提高15倍,酶活回收率高达15.2％.酶学性质研究表明,AtzB的最适反应温度为40℃;最适反应pH为9.0.在最适反应条件下,AtzB对底物最大反应速率Vmax为3.17μmol·L-1·min-1,米氏常数Km为0.45 mmol·L-1.反应缓冲液中Cu(Ⅱ)对酶活力有相对较强的抑制作用(P＜0.05),Zn(Ⅱ)对酶活力影响相对较小(P＜0.05),而Co(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Ca(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)则对酶活力基本没有影响.盐度对AtzB活力影响较大,当缓冲液中NaCl浓度达到1 mol·L-1时,AtzB完全失活.     

栽参土壤中阿特拉津降解菌株筛选及影响生物降解的因素

从多年施用阿特拉津的土壤中分离、筛选出3株长势良好的放线菌株S1、S2、S3作为供试苗。对其培养性状的研究结果表明,供试菌在20-30℃之间生长良好,适宜生长的pH范围是6．0-8．0;最适宜生长的基质中应含有可溶性淀粉和硝酸钾。向供试土壤中分别接种供试菌的单株或同数量的混合菌种结果表明,以混合菌接种并加入足够的碳源处理最有利于接种菌的生长,与其它各种处理间的差异极显著。     

有机磷降解酶在烟草中的高效表达研究

有机磷化合物在农业生产中作为杀虫剂被广泛使用,在使用的同时也造成大面积的污染.本研究在烟草中表达细菌来源的有机磷降解酶基因ophc2,将有机磷降解酶分泌到植物体外,希望通过植物根系降解环境中的农药残留.构建了植物表达载体,包含CaMV 35S启动子序列、extensin序列、有机磷降解酶编码基因ophc2和nos终止子序列,命名为pBI-E-opphc2.胡萝卜extensin 基因的信号肽序列引导ophc2基因表达产物分泌到胞外.经过农杆菌介导的叶盘转化法转化烟草（Nicotiana tabacum cv. Xanthi）,共获得101株转化植株,PCR检测证实有80株含有目的基因片段.从80株中随机挑选60株经western杂交检测,有24株呈阳性.酶活性测定实验结果表明,转基因植株可以释放有机磷降解酶到培养基中,并且具有有机磷水解酶活性.对于转基因植物降解培养介质中和吸入植株中的有机磷农药的实际效果将在以后报道.     

Enhanced Stem Nematode Resistance of Transgenic Sweetpotato Plants Expressing Oryzacystatin-I Gene

Enhanced stem nematode resistance of transgenic sweetpotato (cv. Lizixiang) was achieved using Oryzacyslatin-I (OCI)gene with Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. A. Tumefaciens strain EHA 105 harbors a binary vector pCAMBIA1301 with OCI gene, gusA gene and hptⅡ gene. Selection culture was conducted using 25 mg L-1 hygromycin. A total of 1715 plants were produced from the inoculated 1 450 cell aggregates of Lizixiang via somatic embryogenesis. GUS assay and PCR analysis of the putative transgenic plants randomly sampled showed that 90.54% of them were transgenic plants. Transgenic plants exhibited significantly enhanced resistance to stem nematodes compared to the untransformed control plants by the field evaluation with stem nematodes. Stable integration of the OCI gene into the genome of resistant transgenic plants was confirmed by Southern blot analysis, and the copy number of integrated OCI gene ranged from 1 to 4. Transgene overexpression in stem nematode-resistant plants was demonstrated by quantitative real-time PCR analysis. This study provides a way for improving stem nematode resistance in sweetpotato.     

Improvement of Drought Tolerance in Transgenic Tobacco Plants by a Dehydrin-Like Gene Transfer

A full-length cDNA of dehydrin BcDh2 from Boea crassifolia and its antisense nucleotide sequence have been transferred into tobacco (Nicotiana tabacum) NC89 under the control of a caulifower mosaic virus 35S promoter. Under a progressive water stress, photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance of the sense and antisense plants reduced, and those of the control reduced much more. Photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance of all plants tested increased significantly 24 hours later after recoveried water supply, and those of the sense and antisense plants were higher than control. These indicated that overexpression of a dehydrin gene in tobacco may improve tolerance to water stress for plants, however, antisense BcDh2 gene in transgenic plant did not influence physiological conditions. The results of germination experiment of the transgenic seeds showed that on MS medium with different concentration PEG (8000), sense seed could more endure drought than control, while antisense seed was sensitive to drought. The results suggested that the overexpression of a dehydrin gene in tobacco might improve the tolerance to water stress for plants.     

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     

番茄双抗TMV和CMV基因工程的研究

在ＴＭＶ外壳蛋白（ＣＰ）基因的５′和３′端分别合成寡聚核苷酸引物Ｐ１和Ｐ２，并分别引入ＣｌａＩ和ＢａｍＨＩ位点，采用ＰＣＲ技术扩增ＴＭＶＣＰ基因，用ＣｌａＩＢａｍＨＩ消化后重组到ｐＢｌｕｅ ｓｃｒｉｐｔＫＳ＋中，并将该基因与ＣＭＶＣＰ基因重组在同一个表达载体ｐＥ３上获得双价ＣＰ基因表达载体ｐＥＴＣ２，转化番茄，获得再生植株。通过点杂交、ＰＣＲ检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交，证实２、１２和１３号为转ＴＭＶ和ＣＭＶＣＰ基因的工程植株。工程植株在温室中表现正常，比对照植株表现出明显的抗性。     

植物转基因沉默

转基因植物中转基因沉默已成为植物基因工程的一大障碍。对转基因沉默产生的原因及克服转基因植物中转基因沉默的对策进行了综述。     

农杆菌介导籼稻Xa21基因的转化及其遗传研究

应用农杆菌介导转化体系，成功地将Xa21基因导入籼稻幼胚来源的愈伤组织，获得籼稻优良恢复系T461、优良常规品种粤香占和中1063个品种共33个独立的转基因株系。PCR和Southern分析结果表明，Xa21基因已整合到转基因植株基因组中。接种分析表明，T0代转基因植株的白叶枯病抗性得到不同程度的提高，转基因植株自交T1代白叶枯病抗性表现出分离，且大多为1-2个整合位点的孟德尔方式遗传，与Southern分析结果一致。     

一个烟草糖基转移酶启动子在转基因烟草植株中的表达分析（摘要）

[目的]研究从烟草中克隆的1个受水杨酸和茉莉酸甲酯诱导表达的新的糖基转移酶基因（sm-Ngt）启动子部分缺失片段在烟草中的表达。[方法]以转sm-Ngt5个不同长度的5’端缺失的启动子与Gus基因融合植物表达载体的T1代转基因植株为材料,用茉莉酸甲酯（MeJA）和水杨酸（SA）处理16h后分别进行GUS组织化学染色和荧光定量法测定GUS酶活性,分析水杨酸和茉莉酸甲酯对sm-Ngt5个不同长度的5’端缺失的启动子表达的影响。[结果]在5个不同缺失片段启动子的转基因T1代生长30d的植株中,转-220～0bp片段的GUS染色最少,转-524～0bp及-468～0bp片段的染色最深。在没有MeJA和SA诱导处理时,-524～0bp和-468～0bp2个启动子片段启动的GUS活性最高,远高于-1150～0、-800～0、-220～0bp片段的活性,并且不是由于基因拷贝数而引起的（Southern杂交结果）;-800～0bp启动子片段启动的GUS活性受到MeJA和SA双重诱导,-1150～0bp启动子片段启动的GUS活性受到MeJA的诱导。[结论]在sm-Ngt启动子的-524～-220bp存在提高启动子活性调控元件,-1150～-524bp存在抑制启动子活性的序列,并且存在MeJA和SA双重诱导启动子活性调控元件。