香蕉NPR1基因的克隆及植物表达载体构建

病程相关基因非表达子(NPR1)是植物抗病信号传导的关键基因。以香蕉抗病香蕉品种为材料,根据NPR1基因序列在保守区设计引物,从香蕉cDNA中克隆获得NPR1基因片段,以RACE的方法克隆获得香蕉NPR1基因的全长,并命名为GCT119-NPR1。香蕉GCT119-NPR1基因最大阅读框(ORF)为1 707 bp。生物信息学分析结果表明,该基因含有ANK和BTB两个结构域,其中ANK结构域是NPR1基因中非常重要的结构域,在蛋白质相互作用中起着至关重要的作用。同源性分析表明,该基因与已克隆发表的NPR1基因氨基酸序列同源性为67%~82%。将其构建植物表达载体,为下一步转化工作奠定基础。     

大豆转录因子GmWRKY53的分离及序列分析（英文）

WRKY蛋白是只存在于植物中的一类转录因子家族,由WRKY蛋白N端高度保守的WRKYGQK氨基酸序列及特殊的锌指结构而命名。WRKY除参与植物发育和代谢的调控外还与植物的抗逆反应有关。本研究利用抗病相关基因NPR1基因启动子区的W-box顺式元件采用酵母单杂交方法,以拟南芥At NPR1启动子区域W-box元件构建诱饵载体,从大豆中分离到了一个转录因子Gm WRKY53,通过序列分析表明,Gm WRKY53具有与At WRKY蛋白的保守氨基酸序列极相似的二级结构,在酵母单杂交系统中该蛋白能够与抗病相关基因At NPR1基因启动子区的W-box特异结合并启动报道基因的表达。对大豆WRKY转录因子的研究有助于深入理解大豆抗病及发育调控机制。     

大豆子叶节遗传转化体系优化及抗逆基因AtNHX5的转化研究

以河北省优良大豆品种冀豆15、五星2号和NF-58的子叶节为受体材料,利用农杆菌介导法进行遗传转化,探讨了影响农杆菌侵染后子叶节不定芽诱导的因素。结果表明:以萌发6 d、4℃处理24 h的子叶节为外植体,农杆菌侵染后经超声波处理30 s、共培养基中添加20 mg·L-1硝酸银,能够提高子叶节丛生芽诱导率,转化植株经草铵膦筛选以及PCR检测,T0代转化率达0.97%。利用该体系对大豆品种五星2号进行At NHX5基因的遗传转化,获得3株T0代RT-PCR检测阳性植株,且2-1号T1代阳性植株检测具有一定耐盐性,初步证明获得了转At NHX5基因的大豆新材料。     

大豆查尔酮还原酶基因GmCHR的克隆与植物表达载体构建

黄酮类化合物在植物中参与过滤紫外线、固氮和花色形成等过程,异黄酮对人体有抗氧化、预防乳腺癌等保健作用。查尔酮还原酶(chalcone reductase,CHR)是植物中参与黄酮类化合物代谢的重要酶。克隆大豆查尔酮还原酶基因并构建植物表达载体,有助于进一步研究其功能和异黄酮的代谢过程。采用RT-PCR方法,从栽培大豆(Gly-cine max)南农1138-2中,克隆得到了第14号染色体上的一个编码大豆查尔酮还原酶(chalcone reductase,CHR)的基因,命名为GmCHR。该基因含有948 bp长的编码区序列(Coding DNA Sequence,CDS),编码315个氨基酸。预测其蛋白质分子量为35.5 kDa,等电点为6.32。与其他豆科植物中的查尔酮还原酶相比,GmCHR蛋白序列与葛藤(Puerari-ae montana)CHR的相似性最高,达94%。组织表达分析表明,在自然生长条件下GmCHR在叶中的表达量最大;其次是种子;在花和茎中相同;在根中的表达量最小。利用Gateway方法获得植物过表达载体pMDC83-GmCHR,经检测表明过表达载体已成功转化农杆菌EHA105,为今后进一步了解GmCHR在大豆异黄酮代谢过程中的功能提供材料基础。     

大豆品种吉林35胚尖再生体系的建立及对农杆菌的敏感性

为建立一个简便、高效、稳定的大豆胚尖再生体系,以吉林35为材料,胚尖为外植体,研究氯气、升汞、酒精3种消毒方法对不定芽出芽率的影响和6-BA对不定芽再生率的影响。同时,为检测吉林35的农杆菌易感性,对平安8、东农42、吉林47和吉林35四个大豆品种进行gus基因组织化学染色。研究表明,酒精消毒法对种子伤害较小,可以保证较高的出芽率。6-BA对不定芽再生作用显著,单独使用或配合IBA使用均可获得较高的再生率。gus基因组织化学染色结果表明吉林35的农杆菌易感性强,明显优于其它品种。吉林35胚尖外植体再生率较高且对农杆菌较敏感,是遗传转化良好的受体材料。     

吉林35胚尖再生体系的建立及对农杆菌的敏感性

为建立一个简便、高效、稳定的大豆胚尖再生体系,以吉林35为材料,胚尖为外植体,研究氯气、升汞、酒精3种消毒方法对不定芽出芽率的影响和6-BA对不定芽再生率的影响。同时,为检测吉林35的农杆菌易感性,对平安8、东农42、吉林47和吉林35四个大豆品种进行gus基因组织化学染色。研究表明,酒精消毒法对种子伤害较小,可以保证较高的出芽率。6-BA对不定芽再生作用显著,单独使用或配合IBA使用均可获得较高的再生率。gus基因组织化学染色结果表明吉林35的农杆菌易感性强,明显优于其它品种。吉林35胚尖外植体再生率较高且对农杆菌易感性较强,是遗传转化良好的受体材料。     

广谱抗病基因chi和hrpZpsta双价表达载体的构建及其在大豆中的遗传转化

大豆的真菌性病害已经成为了限制大豆产量增长及品质提高的主要原因,利用基因工程技术培育出具有广谱性抗病能力的大豆新品种,已成为目前提高大豆抗性的有效途径之一。本研究构建了含2种广谱抗病基因chi和hrp Zpsta的双价植物表达载体,利用农杆菌介导技术导入大豆中,获得了能够在转录水平上表达2种外源抗病性基因的转基因大豆。对经抗性筛选得到的阳性苗及后代植株进行PCR检测、Southern杂交、荧光定量PCR检测,共得到T0代阳性植株7株,T1代阳性植株27株。转化植株的基因组在整合外源基因时出现不同情况,chi-hrp Zpsta双价载体分别以单价和双价两种形式随机整合到受体大豆基因组中并且能稳定遗传,同时在转录水平上亦有不同。     

大豆CHR2-1基因生物信息学分析与大豆遗传转化

大豆异黄酮是有助于人类身体健康的一类次级代谢产物,大豆查尔酮还原酶（chalcone reductase, CHR）基因是控制大豆异黄酮主要组分大豆苷元生物合成的关键酶之一。为拓宽大豆CHR研究范围,促进异黄酮代谢机理研究,进而推进大豆品种改良,本研究利用基因工程技术对大豆CHR2-1基因进行克隆及生物信息学分析,并且构建植物表达载体pCAMBIA3301-CHR2-1,通过农杆菌介导法将目的基因整合到东农50受体大豆基因组中,PCR筛选鉴定获得大豆转化植株。结果表明：GmCHR2-1基因编码的蛋白属于非分泌型蛋白,可能在细胞质中发挥主要功能,属于非跨膜类蛋白并不在细胞中发生迁移;该蛋白存在22个潜在磷酸化位点,其中苏氨酸（Thr）4个、丝氨酸（Ser）18个;该蛋白由α-螺旋（40.63%）、延伸链（14.29%）、β-转角（4.13%）和无规则卷曲（40.95%）4个部分组成。PCR鉴定表明,转化植株基因组包含草丁膦抗性基因Bar、终止子NOS和启动子35S位点,初步确定已将GmCHR2-1转入到东农50大豆品种基因组中,并获得T₂阳性植株转化苗12株。     

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.     

GmGBP1干涉转基因大豆种质创制及其对下游基因可变剪接的调控

GmGBP1基因与大豆光周期开花时间相关，本试验以GmGBP1基因为对象，利用大豆子叶节转化法进行植物组织培养，得到GmGBP1干涉（GmGBP1-i）T2转基因大豆材料进行分子检测。RNA-seq转录组测序获得可变剪接数据，进一步利用RT-PCR方法对WT与GmGBP1-i大豆叶片测序结果中的可变剪接基因进行验证，共检测到3个基因发生可变剪接，表明GmGBP1干涉表达量降低引起了下游基因可变剪接。这为进一步研究大豆GmGBP1的基因功能及解析大豆成花诱导机理奠定了基础。     

水稻抗病基因同源序列与抗瘟性的关系

利用11对抗病基因同源序列(RGA)引物扩增43个水稻品种的DNA片段和接种33个稻瘟菌株测定它们的抗病性。结果表明,抗病性聚类结果与DNA扩增条带聚类结果基本一致,两者相关系数达0.6117(α=0.01),即利用RGA分析品种的抗病性具有很好的代表性,但相关性在引物间不同,从0.1701到0.5305。结合多态性分析,5对引物S1/AS3、S1 INV/ S2 INV、XLRR For/XLRR Rev、Pto Kin 1 IN/Pto Kin 2 IN、NLRR For/NLRR Rev可用于水稻品种的抗稻瘟病性分析,它们扩增的DNA条带数据与抗瘟性间达极显著相关。此外,除高感品种丽江新团黑谷和CO39两个品种未被聚类到不同的亚种外,RGA扩增的DNA条带还能区分水稻的籼粳亚种类型。     

Relationship Between Resistance Gene Analogue and Blast Resistance in Rice

DNA fragments of 43 rice varieties were amplified with 11 pairs of primers designed based on resistance gene analogue(RGA) of plants,and the blast resistance of the varieties was identified by inoculation with 33 isolates of Magnaporthe grisea collected from Yunnan Province,China.Clustering results revealed a significant correlation between the blast resistance and DNA bands with a correlation coefficient of 0.6117(α=0.01) ,indicating that the resistance analysis based on RGA-PCR clustering analysis coincid...     

籼型水稻中稻瘟病抗性基因分布及抗性研究

稻瘟病严重威胁着水稻的安全生产。目前,培育抗性品种是控制稻瘟病危害最经济有效的途径之一。本研究利用11个主效稻瘟病抗性(R)基因(Pi2、Piz-t、Pi9、Pi54、Pik-m、Pid3、Pib、Pit、Pi5、Ptr和Pita)的分子标记对48个常规稻、15个不育系和129个杂交稻进行了检测。结果表明,在常规稻中,Ptr和Pi5的分布频率均为35.42%,Pib、Pi2、Piz-t、Pit的分布频率介于20.0%~30.0%之间,其余均在15%以下;在不育系中,Pita的分布频率为40.0%,其余均在20%以下;杂交稻中,Pita、Pib、Pi54、Ptr和Pi5的分布频率在40.31%~55.04%之间,其余均在20%以下;Pita在各个品系中均广泛存在,频率介于35.42%~51.16%。田间抗性评价表明,R基因较多的品种具有较高的抗性。综上所述,在参试的水稻材料中,不育系中存在抗性基因较少,所有类型材料中广谱抗性基因分布较少,抗性基因聚合可以有效提高稻瘟病田间抗性。     

浅述棉花的抗逆性与抗逆育种研究进展

通过对国内已发表棉花抗逆性研究论文的查阅,综述了棉花在逆境条件对其生长发育的影响、棉花抗逆育种的研究进展,浅述了棉花在抗逆育种方面存在的一些问题,并对棉花抗逆育种的研究发展方向进行了探讨。     

Improving Rice Blast Resistance by Mining Broad-Spectrum Resistance Genes at Pik Locus

Magnaporthe oryzae is known for its genetic diversity and pathogenic variability, leading to rapid breakdown of resistance in rice. Incorporating multiple broad-spectrum blast resistance genes into rice cultivars would extend disease resistance longevity. Effective resistance breeding in rice therefore requires continual enrichment of the reservoir of resistance genes and alleles. We conducted a large-scale screen of rice blast resistance in about 2 000 rice accessions. Among them, 247 accessions showed at least medium resistance to the natural infection of rice blast and 7 novel Pik alleles were identified from them. Variations in gene sequences were then correlated with the phenotypic trait to enable the identification of favorable alleles. Among the seven novel Pik alleles, the resistant rate of Pik-R0/ME/7017 donors was greater than 80%, and the disease score was less than 3. Through molecular marker-assisted backcross breeding, we successfully transferred the three Pik alleles, Pik-R0/ME/7017, into an elite cultivated line Kongyu 131 to obtain BC₃F₂ lines, which showed enhanced resistance to rice blast compared with the recurrent parent. Assessment of these near-isogenic lines in the greenhouse using 31 isolates of M. oryzae from Heilongjiang Province of China revealed that the resistant levels of the BC₃F₂ lines with Pik-R0/ME/7017 were significantly higher than those of the established cloned resistance genes Pik-m and Pi1. Exploring such alleles will enrich our gene library for resistance to rice blast.     

谷子品种抗纹枯病鉴定及抗源创新

通过在谷子纹枯病重病区设置抗性鉴定圃,鉴定明确当前生产上推广的谷子品种及部分种质资源对纹枯病的抗性表现,结果显示品种间的抗病性存在明显差异,并筛选出了一批抗性较强且表现稳定的谷子品种资源和农艺性状优良的抗性品种.     

大豆花叶病毒成株抗性及种粒抗性的鉴定

通过接种我国黄淮海及长江流域大豆产区流行株系SC3和SC7,对50份大豆品种(系)进行了成株抗性及种粒抗性(包括种粒斑驳抗性及种传抗性)鉴定。结果表明:仅有2份大豆品种(SD1112和驻豆11)对SC3和SC7株系表现抗病。对SC3和SC7具有种粒斑驳抗性的材料分别为4和3份,接种两个株系后的大豆品种(系)的平均斑驳率分别为44.98%和49.42%,其中A3、SD1112和SD1108对SC3和SC7株系均具有种粒斑驳抗性。所选大豆品种(系)对SC3和SC7株系的平均种传率分别为1.47%和1.22%,对上述两个株系具有种传抗性的大豆品种(系)分别为19和29份。本研究首次鉴定了大豆品种对SC3和SC7株系的种粒抗性,为SMV种粒抗性育种工作拓展了种质抗源。     

Relationship Between Blast Resistance Phenotypes and Resistance Gene Analogue Profiles in Rice

A total of 21 rice varieties were assayed based on RGA-PCR using six pairs of RGA primers and evaluated for leaf blast resistance in the nursery as well. Cluster analysis showed that the varieties could be classified into five groups either at the similarity threshold of 0.72 for RGA profiles or at 0.80 for leaf blast severities. Although there did not exist a complete parallel relationship between RGA-based groups and blast resistance-based groups, five out of six varieties with broad spectrum or durable resistance repeatedly fell into same group. This result suggested that application of three primer pairs, viz. RGA1 and RGA2 （both designed from the LRR region of rice Xa21 gene） and RGA3 （designed from the LRR region of tobacco N gene） contributed to better evaluation of the germplasms for their resistance responses to rice blast.     

粳稻种质资源稻瘟病抗性及抗性基因分析

为提高冀东稻区水稻抗稻瘟病育种水平,对157份粳稻资源通过田间诱发感病鉴定其稻瘟病抗性,并利用12个抗病基因标记进行基因型鉴定。结果表明,157份粳稻资源中表现为抗、中抗、中感、感及高感材料分别为2、70、64、9、12个,其中,材料ZY1和ZY2表现为抗。Piz和Pid3这两个抗病基因出现频率最高,而Pigm、Pia、Pita、Pik和Pi5在本地区对稻瘟病的抗性上起到主效作用,且聚合越多抗性基因,抗病性越高。结合种质资源农艺及产量性状,发现ZY2、ZY13、ZY15和ZY21适合作为抗稻瘟病育种的亲本。     

小麦抗条锈基因Yr10的抗病通路研究

小麦抗条锈病基因Yr10作为全生育期抗性基因,对国内大部分的条锈菌生理小种表现抗性,为探究Yr10介导的抗病通路,以小麦AvocetS(AvS)和其近等基因系AvS Yr10NIL(AvS+ Yr10)为材料,接种条锈菌CYR31后分别构成亲和与非亲和体系,通过分析含有抗病基因Yr10非亲和体系中的信号分子变化,比较非...