胡杨基因组片段转化拟南芥表型研究

[目的]本研究旨在探索与挖掘胡杨基因组大片段的潜在功能,发掘具有潜在育种价值的胡杨基因簇。[方法]利用已构建的胡杨基因组BIBAC文库,采用花序浸染法,将胡杨基因组大片段78A2D10导入模式植物拟南芥基因组中。采用抗性筛选、分子检测及表型观察等方法鉴定、分析转化型植株。[结果]共获得15株特异表型的转化植株。与野生型相比,转化型植株主侧茎生长受到抑制,莲座叶面积增大近3倍,叶片数量增多,叶边缘皱缩,抽薹推迟约13周,株高增加近32.0 cm,侧茎发育成次生莲座,植株寿命延长约7周。[结论]胡杨基因组片段78A2D10可延长植株营养生长期及植株寿命,据此推测该基因片段可能与营养生长有关。     

国槐苯丙氨酸解氨酶基因的克隆、反义表达载体构建及遗传转化

根据其它植物PAL基因的保守区域,设计一对兼并引物,采用RT-PCR方法从国槐中克隆了一个长866 bp的PAL基因片段,命名为SjPAL.序列分析发现SjPAL多肽与其它植物的PAL氨基酸序列高度同源(87%以上),且包含与水稻和拟南芥的PAL类似的活性位点.系统进化树分析表明SjPAL与豆科植物的PAL亲缘关系较近.RT-PCR结果显示,SjPAL在根和茎的表达量约为叶中的3倍.利用反义RNA技术将SjPAL基因克隆至植物表达载体pBI121,构建了SjPAL反义RNA植物表达载体pBI121-PAL,通过根癌农杆菌EHA105将其导入拟南芥基因组,对获得的抗性植株进行PCR鉴定、Northern杂交分析、PAL活性分析以及总多酚含量和类黄酮含量分析.结果表明,该反义RNA已整合到拟南芥基因组中,转基因拟南芥的PAL基因表达量、单位材料PAL活性、总多酚含量和类黄酮含量均显著低于野生型对照.本研究为下一步利用该基因反义表达载体转化国槐,通过调节酚类物质含量提高其在再生体系中的生根能力提供了试验依据.     

gutD基因的克隆及植物表达载体的构建

通过RT-PCR的方法从大肠杆菌K12中扩增出了gutD基因的全长cDNA片段,将其克隆到pMD18 T-vector中,序列分析表明克隆的片段长度为780bp,包含了完整的gutD基因的编码序列,除编码区第61位密码子由CTG变为CGT和第72位密码子CTT变为CCT其它序列与所报道的修正序列一致。以BamHⅠ和HindIII限制性内切酶从克隆载体上切取gutD基因,将其连接在相应酶切的中间载体KS上,再以KpnI和BamHI酶切重组子获得具粘性末端的目的片段(gutD)与植物表达载体pCAMBIA2300连接,重组质粒通过双酶切和PCR鉴定正确后,采用直接转化法将pCAMBIA2300-gutD质粒导入根癌农杆菌LBA4404,并用PCR方法进行了鉴定。     

反义PSY基因植物表达载体的构建及其对中国水仙的转化

实验从中国水仙花瓣中分离得到该基因的572bp的片段，将该片段反向连接到pCAMBIA1301双元载体质粒上，得到CaMV 35S组成型启动子的表达载体pCAM35S-PSY，用“冻融法”将pCAM35S-PSY质粒转入农杆菌LBA4404和EHA105两个菌株中。PCR扩增和酶切鉴定结果表明，所构建的反义表达载体pCAM35S-PSY是正确的并已经成功导入农杆菌中。随后，按照业已建立的遗传转化体系对中国水仙进行了遗传转化，得到了转基因抗性芽。     

植物雌性不育及雌雄不育表达载体的构建

利用花药绒毡层特异BoA9基因启动子及类细胞毒素基因BoCysP1创造雄性不育,利用雌蕊特异表达S12-RNase基因启动子启动BoCysP1基因创造雌性不育,构建了雌雄不育植物表达载体BoA9pro-CysP1-PpS12pro-CysP1-pB I101.2,该载体可用于雌雄同株及雌雄异株的雌株进行转基因,生产无果无籽的园林绿化新品种,为果实、种子污染空气、地面的园林绿化树种的改良提供了崭新的平台和思路,也可为园林绿化树木育种提供新途径。     

杨树微管功能研究植物表达载体构建及验证

[目的]分别构建84K杨的微管蛋白TUA5和TUB16与红色荧光蛋白mCherry融合的植物过表达载体,瞬时表达验证载体在植物体内表达后的荧光信号,为研究杨树微管功能奠定基础。[方法]以毛果杨微管蛋白TUA5和TUB16的基因序列为模板,设计84K杨的TUA5和TUB16基因的引物,提取野生型84K杨的RNA并反转录成c DNA,同源克隆得到84KTUA5和84KTUB16基因,分别连接在pCAMBIA 1300载体mCherry荧光标签的N’端和C’端,转化到大肠杆菌TOP10感受态细胞中,通过菌落PCR和测序鉴定获得阳性单克隆,并通过电击法将重组质粒转化到农杆菌GV3101中,瞬时转化烟草后进行荧光观察。[结果]克隆得到了84KTUA5和84KTUB16基因,成功与pCAMBIA 1300-mCherry载体连接,烟草瞬时表达荧光观察结果显示:仅目的基因与mCherry标签C’端相连的融合蛋白能够成功表达,且荧光明显。[结论]成功构建了84K杨TUA5和TUB16基因与pCAMBIA 1300-mCherry的融合表达载体,为进一步研究杨树微管功能提供了背景材料。     

Co-rrp基因小干扰RNA载体的构建及烟草中的遗传转化

为研究油茶种子成熟调控蛋白基因的功能,以pCAMBIA1304质粒为载体,根据油茶种子成熟调控蛋白基因的cDNA序列设计了小干扰RNA(Si RNA)序列,构建了油茶种子成熟调控蛋白基因小干扰RNA植物表达载体pCAMBIA1304-si RNA,并借助农杆菌介导叶盘法将pCAMBIA1304-si RNA转化到野生型烟草中,获得了稳定表达的转基因烟草苗。为下一步的油茶种子成熟调控蛋白基因的功能鉴定奠定了基础。     

中间锦鸡儿fad2基因片段克隆、反义表达载体构建及遗传转化初步研究

以我国重要的生物能源灌木--中间锦鸡儿枝叶和种子为材料,根据GenBank中已经发表fad2基因的同源序列,利用PCR技术克隆得到基因片段.在GenBank中Blast(GenBank登录号AY957393)所得基因片段和同属豆科的Glycine max Gmfad2-2a同源性高达88%,位于fad2基因编码区中部.将所得片段经BamHI和SacI酶切后插入表达载体质粒pBI121,构建了反义表达载体pBI121fad2,并利用农杆菌介导法转入烟草叶片,获得了抗卡那霉素和氨苄青霉素的再生烟草植株.初步分析结果表明:与对照烟草相比,转基因烟草种子脂肪酸含量没有明显差异,而亚油酸则减少10.3%.     

植物盐害机理及其应对盐胁迫的策略

综述了植物盐害的机理即离子胁迫、渗透胁迫、氧化胁迫、呼吸受阻、营养亏缺、光合作用下降,又阐述了植物应对盐胁迫的策略即重建体内离子平衡、合成和积累渗透保护物质、清除活性氧、增加合成抗胁迫蛋白质和多胺类物质、调节激素种类及改变基因表达模式。     

油茶DGAT1基因植物表达载体的构建

DGAT酶是三酰甘油(TAG)合成的Kennedy途径中唯一的限速酶,因此直接影响三酰甘油(TAG)的累积.本研究在已克隆分离到Co-DGAT1基因全长cDNA序列的前期基础上,利用含有双酶切位点的特异引物扩增出Co-DGAT1基因的开放读码框,定向克隆到植物转化载体pBI121中,并采用冻融法导入农杆菌LBA4404,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础.     

拟南芥MYB基因对次生维管系统发育的影响

根据拟南芥ATH1全基因芯片分析毛白杨维管再生过程中基因表达谱的结果,选取了在芯片中特异表达且表达量较高的MYB转录因子家族的7个基因,通过拟南芥突变体研究其对次生维管系统发育的影响及与木材形成相关的关系。通过"三引物法"的纯杂合鉴定和切片显微观察,发现其中1个突变系只有纯合突变体没有杂合体,并且茎基部维管束间纤维细胞壁和野生型相比明显增厚,细胞数量减少,细胞腔也随之减小,推测该突变体可能与次生壁的沉积有关系。     

马尾松谷胱甘肽过氧化物酶PmGPX6基因cDNA克隆及转化拟南芥耐旱性初步研究

[目的]克隆马尾松谷胱甘肽过氧化物酶基因,并对其进行功能研究。[方法]采用RACE技术克隆基因c DNA序列,实时荧光定量PCR检测基因在马尾松干旱胁迫下的表达模式,花序浸泡法转化拟南芥,并对转基因与野生型拟南芥的生长表型和根系生长进行分析。利用荧光显微镜技术对转基因拟南芥不定根进行GFP荧光检测。[结果]克隆到1个871 bp的GPX基因全长c DNA序列,命名为Pm GPX6。Pm GPX6包括513 bp的完整开放阅读框,编码170个氨基酸残基。Pm GPX6蛋白与油松Pt GPX蛋白同源性达95%。Pm GPX6在马尾松根中高表达,茎、叶中表达量低。在干旱胁迫下,Pm GPX6在根、茎、叶中的表达量均在第15天达到最大,随后出现下降趋势。过表达Pm GPX6与野生型拟南芥植株在正常水分条件下表型与根长差异不大,但在干旱胁迫下,转基因植株根系更长。转基因拟南芥根在蓝色光激发下能发出强烈的绿色荧光,表明Pm GPX6基因能高效表达。[结论]推测Pm GPX6可能参与马尾松干旱胁迫应答。     

麻疯树pepc基因正义、反义植物表达载体构建与功能初步分析

根据麻疯树pepc基因和植物表达载体的酶切位点特征,分别将pepc基因全长序列3 000 bp正向插入pCAMBIA2300,构建了正义表达载体pCAMBIA-Jcpepc,基因片段597 bp反向插入pBI121构建了反义表达载体pBIJcpepc.通过农杆菌介导,采用叶盘法转化烟草,通过对转基因植株的PCR和PCR...     

猴头菌锰过氧化物酶1基因在构巢曲霉的异源转化与表达

为提高猴头菌菌株CB1锰过氧化物酶(MnP)基因的表达产量,采用PEG/CaCl2介导的原生质体转化方法,将携带有He-mnp1的重组质粒pLB01/He-mnp1转入到构巢曲霉尿嘧啶尿苷营养缺陷菌株TN02A7的原生质体中,获得了转化子菌株TN02A7-He-mnp1,并在乙醇脱氢酶启动子alcA(p)控制下实现了异源表达。将TN02A7-He-mnp1、TN02A7、构巢曲霉野生型菌株WJA01、猴头菌菌株CB1在相同的木质素环境下进行培养并检测MnP酶活性,结果表明:转化子菌株TN02A7-He-mnp1在0.05 g.L-1血红素的情况下、诱导96 h后酶活性最高为38.31 U.L-1,比不添加血红素的酶活力高8.64倍,但比猴头菌菌株CB1的酶活力低,而TN02A7与WJA01始终无MnP酶活性,说明基因He-mnp1已经成功地被转化到TN02A7-He-mnp1中,并在木质素环境下得到表达,血红素是重组MnP基因异源表达的限制性因素之一。本文为生产MnP和提高MnP产量提供了新的途径。     

油桐DGAT2基因克隆及其RNAi双元表达载体构建

To identify the physiological function of Diacylglycerol Acyltransferase 2 (DGAT2) coding gene in the process of tung oil biosynthesis, DGAT2 was cloned from cDNA of tung tree kernel and then linked with pMD18-T vector for sequencing. The 969bp fragment containing Open Reading Frame was acquired. Subsequently, RNAi binary expression vector pD35-DGAT2 was constructed, which expressed DGAT2 in two opposite ways. The studies provide the possibilities to further identify the function of DGAT2 in tung oil biosynthesis by RNAi technology and hold promise for genetic engineering of Venicia fordii.     

马占相思开花生物学特征研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）,对马占相思开花物候、花部形态和传粉效率等进行了研究。结果表明：马占相思于9-11月开花,整个群体花期有6 7个小花期;单株开花同步性强,呈现“集中开花”模式;穗状花序由172.7±27.1朵花组成,每个花序平均有（10.35±7.78）%的雄花,两性花具有雌蕊１枚,含14.11±1.05粒胚珠;柱头凹陷,大小可容纳1 2粒直径为29 35 μm的16合花粉粒,P/O’为1.13/1;马占相思开花时,雌蕊先于雄蕊伸展并成熟,为雌蕊先熟;SEM结果显示：花药在开花第2、3阶段仅有开裂线,在第4阶段之后才开裂,即7：00－9：00开裂,9：00－12：00大量散粉;柱头在开花第1天上午可观察到分泌物,预示柱头可授。此研究结果将为今后加强相思种子园的管理及开展相思杂交育种奠定重要基础。     

拟南芥AtFBDL 1 在植物顶端生长调节中的作用

拟南芥 AtFBDL1 基因是FBD-like基因家族的一员,其编码蛋白含有类似于F-box的结构域。表达模式网络预测结果显示该基因在茎顶端分生组织中高丰度表达,但对于FBD-like基因家族的研究还很少,其功能目前尚不明确。为此,本研究通过组织半定量表达分析和GUS染色显示 AtFBDL1 基因在拟南芥中具有时空表达特异性。结果表明:在真叶形成前和形成初期,该基因主要在茎顶端分生组织和下胚轴区域表达;真叶形成后,该基因在下胚轴的表达明显减少,而主要集中在茎顶端分生组织表达。遗传转化显示:与野生型植株相比,过表达 AtFBDL1 基因的植株生长发育缓慢,抽薹时间推迟3 4 d,莲座叶叶片面积减小,叶片数目平均增多10片,并且伴随有变态叶出现;过表达植株株高比野生型矮,株高最大差值达到12 cm。共表达网络预测 AtFBDL1 与多个与生长素和花发育相关的基因具有共表达关系。以上研究结果表明: AtFBDL1 基因在拟南芥的生长发育过程中,特别是在顶端分生组织分化过程中起重要作用。     

马尾松钙调素基因的克隆及响应松材线虫侵染的表达特征

松材线虫病是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)侵染引起的严重病害,引起重大的经济和生态损失。钙调素(CaM)是真核生物中Ca2+主要传导蛋白,本研究采用RT-PCR方法,首次从马尾松中克隆获得CaM,命名为pmCaM,并检测了其响应松材线虫侵染的表达特征。序列分析表明:pmCaM完整的开放阅读框核苷酸序列为450bp,编码149个氨基酸的蛋白质;该蛋白含有4个EF-hand结构域,具有钙调素的典型特征,与其它植物的CaM蛋白均有较高同源性。实时荧光定量PCR分析显示:接种松材线虫后30 180 min时间段,马尾松苗根、茎、叶器官中的pmCaM均下调表达,但不同器官间显著下调表达的时间点存在差异;同时,不同器官pmCaM表达量变化均存在特异的随时间发展的波动特征,其中发现,根茎pmCaM在松材线虫接种45 min时均处于表达量高峰。本研究结果显示pmCaM表达响应了松材线虫侵染,揭示pmCaM可能参与了调控松材线虫-马尾松互作早期的钙信号响应。     

杜鹃红山茶CaAPX基因的克隆、表达及功能分析

[目的]利用分子生物学技术探讨杜鹃红山茶CaAPX基因的表达模式及在模式植物烟草中所起的抗寒、耐热作用,为今后山茶花抗逆育种奠定基础。[方法]根据山茶花同源序列设计特异性引物,利用同源克隆和3’,5’-RACE技术,从杜鹃红山茶嫩叶组织中克隆出抗坏血酸过氧化物酶(APX),命名为CaAPX,基因全长1 097 bp,开放阅读框753 bp,编码250个氨基酸。实时荧光定量PCR对杜鹃红山茶7种组织和温度胁迫下该基因的表达模式进行分析。[结果]表明:CaAPX基因在杜鹃红山茶7种组织中均得到表达,但表达水平不一,表达量由高到低依次为:未成熟果实嫩叶花苞叶芽种胚花瓣花芽,其中,未成熟果实中的表达量是其它组织的2.6811.44倍;温度胁迫处理8 h后该基因呈上调表达,CaAPX基因表达量分别是0 h的3.49和2.67倍。CaAPX基因转化烟草分析表明,过量表达CaAPX基因后,APX活性提高了2.58 4.09倍,抗坏血酸(As A)含量提高了2.673.56倍,并且转基因烟草植株的抗寒、耐热能力也获得提高。[结论]通过过量表达CaAPX基因能够提高烟草植株的抗寒、耐热性,为山茶花抗逆育种提供了科学依据。