转柠檬酸合成酶基因苜蓿耐铝性研究

【目的】通过对渝苜1号转柠檬酸合成酶(CS)基因和对照株的根尖进行耐铝性试验,旨在找到转基因苜蓿耐铝性的适宜条件,明确转基因株较对照株表现出来的耐铝效果。【方法】以对照株和转CS基因4号苜蓿为材料,设计0、5、15、30和50μmol·L-15个氯化铝浓度梯度,每个处理3个重复,测量前3d根尖的伸长情况。【结果】在5个氯化铝浓度下,对照株和转基因株在第1天的根尖伸长都显著的高于第2天和第3天;转基因株第2天在15、30和50μmol·L-13个氯化铝浓度下的根尖伸长显著高于第3天,而对照株的根尖在第2天和第3天基本停止伸长。随着铝浓度升高,根尖伸长受阻越严重。对照株在15μmol·L-1铝处理的第1天根尖还能基本正常伸长,但在第2天即使5μmol·L-1铝处理,根尖伸长已严重受阻,这说明对照株耐铝浓度低于15μmol·L-1。而转基因株当氯化铝浓度达到30μmol·L-1时,根尖伸长才开始明显受阻(P0.05)。【结论】渝苜1号CS转基因苜蓿的耐铝条件为氯化铝浓度15-30μmol·L-1,处理2d;转基因苜蓿相对于对照株表现出明显的耐铝性。     

水稻耐铝遗传机理与基因定位研究进展

对水稻耐铝性遗传与基因定位研究的主要进展进行了综述.主要包括全营养液条件下水稻苗期耐铝遗传与QTL定位研究、简单钙溶液条件下水稻苗期耐铝遗传与QTL定位研究、水稻耐铝种质筛选与拓展,以及水稻耐铝基因的分离与表达研究等方面.同时展望了水稻耐铝遗传与育种研究的前景.     

利用转基因技术提高植物耐铝性的研究

酸性土壤在热带地区非常普遍,约占世界耕地面积的40％。在酸性土壤中,铝的毒害是限制作物产量的主要因素。植物对铝的耐性差异很大,在一些植物中,已筛选得到一些耐铝性品种,并进行了选育;但在另外一些植物中根本就筛选不到耐铝的品种。通过转基因的方法将耐铝基因导入到敏感的品种中是解决这一问题很好的方法,但到目前为止还没有这方面的报道。     

小麦耐铝性的生理生化与遗传

小麦耐铝性的生理生化与遗传中国农业大学米国华欧阳华民张福锁酸性土壤中很多单个化学障碍因素以及它们的相互作用限制着植物生长。ｐＨ＞４的酸性土壤，限制因子不是Ｈ＋浓度，而主要是过多的游离铝和交换性铝使植物发生毒害，铝毒已成为酸性土壤限制作物产量的重要因素...     

玉米根系活力与耐铝性的关系

铝胁迫可提高耐铝自交系根系还原力,而铝敏感自交系TTC还原强度则显著下降,表明自交系根系TTC相对还原强度与耐铝性具有很好的一致性。耐铝自交系根系活跃吸收面积,尤其是根系活跃吸收面积占总吸收面积的比例相对较高。铝胁迫可维持或略提高铝自交系根系氧化力,而敏感自交系根系氧化力则有所下降,说明耐铝自交系在铝胁迫下仍可维持较高的呼吸代谢活性。铝胁迫可造成玉米自交系伤流量减少,且敏感自交系降幅较大。     

荞麦基因型间的耐铝性研究

[目的]筛选出耐铝性较强的荞麦资源。[方法]用水培法对25份荞麦资源的耐铝性进行研究。以发芽的荞麦种子在3d内的根伸长量衡量耐铝性程度。[结果]低浓度（500μmol/L以下）的AlCl3处理对荞麦根系的生长具有明显的促进作用,而高浓度（1000μmol/L）的AlCl3处理则会抑制荞麦根系的生长。荞麦基因型间的耐铝性具有明显差异。[结论]在所选取的25份荞麦材料中,L2081和T442的耐铝胁迫能力最强,值得在荞麦耐铝性育种和耐铝机制的研究中开发利用。     

荞麦基因型间的耐铝性研究

[目的]筛选出耐铝性较强的荞麦资源。[方法]用水培法对25份荞麦资源的耐铝性进行研究。以发芽的荞麦种子在3 d内的根伸长量衡量耐铝性程度。[结果]低浓度（500μmol/L以下）的AlCl3处理对荞麦根系的生长具有明显的促进作用,而高浓度（1 000μmol/L）的AlCl3处理则会抑制荞麦根系的生长。荞麦基因型间的耐铝性具有明显差异。[结论]在所选取的25份荞麦材料中,L2081和T442的耐铝胁迫能力最强,值得在荞麦耐铝性育种和耐铝机制的研究中开发利用。     

酸性土壤中耐铝细菌分离及耐铝性的初步研究

[目的]研究铝离子对5种土壤中细菌的生长情况的影响。[方法]以筛选出的7株细菌为研究对象,分析菌落在不同浓度铝离子下生长状况。[结果]随着Al3＋浓度不断增加,细菌生长受到抑制;细菌中B2、B3、B4、B5耐铝性较好,在Al3＋浓度3 mmol/L时能够生长;7株细菌中,B4的增长率最高,耐铝性最好。[结论]该研究为微生物的耐铝性研究提供了一定的理论依据。     

铝胁迫下大豆根系柠檬酸的分泌研究

以大豆耐铝基因型"吉林70"为材料,采用液体培养的方法研究了铝胁迫下大豆根系柠檬酸分泌规律。结果表明:铝胁迫可使大豆根系分泌柠檬酸以抵抗铝的毒害,且柠檬酸的大量分泌是在铝胁迫6 h之后,说明其分泌方式应属于模式Ⅱ;分根试验表明,在同一株大豆幼苗中,铝只毒害与其接触的根,而对其他根基本不产生毒害。     

菜用大豆在铝诱导下的柠檬酸分泌及铝积累特性

以2个耐酸铝不同的菜用大豆品种为材料，研究了不同苗龄大豆在铝诱导下的有机酸分泌及根部铝积累特性。结果表明，耐酸铝大豆品种的15d幼苗明显比敏感品种分泌更多的柠檬酸，但10和20d的幼苗分泌的有机酸却少于敏感品种，5d的大豆幼苗在15μmol/L铝处理下，耐性品种根尖铝含量明显低于敏感品种，但在50μmol/L铝处理下20d苗龄的大豆耐性品种的主根根尖明显比敏感品种积累更多的侣。这些结果表明品种间铝诱导的柠檬酸分泌和铝积累模式存在差异，因此，只是在某些特定生育阶段柠檬酸分泌与耐酸铝性存在相关性。     

铝胁迫诱导柱花草根系分泌柠檬酸

【目的】为揭示柱花草的耐铝机制,对铝诱导根系分泌柠檬酸进行了研究。【方法】采用水培方法,研究柱花草的耐铝性及铝对柱花草分泌柠檬酸的影响,并与紫花苜蓿进行对比。【结果】10μmol·L-1AlCl3对柱花草幼根生长的抑制不显著,而3和5μmol·L-1AlCl3处理24h后,紫花苜蓿幼根伸长明显受阻、根尖的铬天青着色明显。铝胁迫下柱花草根系分泌柠檬酸,且与铝浓度(10、20、30μmol·L-1AlCl3)和处理时间(6、12、18、24h)呈正相关,而紫花苜蓿根系无明显分泌。10μmol·L-1阴离子通道抑制剂(苯甲酰甲醛、尼氟灭酸、4,4-二异硫氰2,2-二磺酸、蒽9羧酸)显著抑制铝诱导的柱花草根系分泌柠檬酸。然而,铝处理对柱花草根尖柠檬酸合酶活性的影响不显著,蒽9羧酸处理也不改变该酶活性。【结论】根系分泌柠檬酸是柱花草抵御铝毒害的可能机制,而阴离子通道介导此分泌过程。     

低磷和铝毒胁迫对大豆渗透调节的比较

以磷高效、耐铝毒的大豆双抗品种BX10及双感对照品种BD2为材料进行水培,研究比较低磷和铝毒胁迫下大豆体内水分及渗透调节物质的变化。结果表明,低磷和铝毒处理均降低了两个大豆品种的叶片水势,以品种BD2和铝毒处理的下降幅度较明显;可提高叶片和根的可溶性糖、脯氨酸含量,以BX10和铝毒处理的效果较明显。因此,可溶性糖可能是大豆胁迫初期的主要渗透调节物质,而脯氨酸则主要在胁迫后期起主导作用,这两种渗透调节物质协同作用,提高植物对逆境的伤害.     

大豆GmGST7基因耐酸铝功能研究

【目的】耐酸铝基因GsMYB7过表达转化大豆品种‘华春6号’后,从转基因株系的表达谱中获得目标基因GmGST7,该基因受酸铝胁迫诱导上调,且位于GsMYB7基因下游,进一步分析其耐酸铝功能,以期提高大豆酸铝耐受能力。【方法】采用生物信息学方法分析GmGST7基因的碱基序列、蛋白结构域和构建系统进化树。通过烟草叶片瞬时转化法完成亚细胞定位。通过RT-qPCR分析该基因组织表达特异性。设计0、25、50、75和100μmol/L 5个AlCl3浓度梯度,研究GmGST7对酸铝胁迫的响应。在50μmol/L AlCl3处理下,设计0、4、8、12、16、24、36、48和72 h共9个时间梯度,对GmGST7的表达模式进行分析。过表达GmGST7基因遗传转化拟南芥,鉴定阳性植株,并对转基因株系进行耐酸铝表型验证、氧化水平测定、耐酸铝标志基因及下游基因的表达分析。【结果】GmGST7基因位于大豆第7号染色体,序列全长为1 128 bp。该基因含有2个外显子和1个内含子,2个外显子分别编码GST高度保守的N端和不保守的C端;GmGST7基因编码226个氨基酸,编码的蛋白为大豆GST蛋白的tau类...     

耐盐基因Hal1的克隆及表达载体的构建

以酵母菌株BWG1-7A基因组DNA为模板,利用PCR方法,扩增出耐盐基因Hal1,测序表明该基因全长为885个核苷酸,与已发表的序列NC_001148比较,同源性99．3％。将该基因插入表达载体pYES2的BamHI和EcoRI酶切位点之间。构建表达载体pYES2-Hal1,序列测定完全正确,为植物表达载体的构建打下基础。     

正茬与连作大豆根系分泌物差异及对大豆幼苗生长的影响

采用GC-MS分析法,检测正茬、连作大豆根系分泌物成分,比较其差异,测定分泌物对大豆种子萌发和初生根生长的影响。结果表明,两种分泌物相同的成分有邻苯二甲酸、乙苯、苯乙烯、丙三醇、二十四烷、邻苯二甲酸二异丁酯等。连作大豆根系分泌物提取物中,(E)-2-丁烯酸、7,9-二甲基-十六烷、甲基-丁二酸、2-乙基-1-十二醇、二十烷、十一醛相对含量较高,而且这些物质未在正茬大豆分泌物中检测到,这些物质在大豆连作中的化感作用有待进一步研究。无论是正茬还是连作大豆根系分泌物对大豆种子的萌发和初生根生长都表现出抑制作用,抑制作用随浓度的增大而增大。在相同浓度处理下,连作大豆根系分泌物对种子萌发和初生根生长的抑制作用要高于正茬。     

抗逆基因GmUBC2的大豆胚尖遗传转化以及抗性材料的鉴定

本研究利用前期建立的大豆胚尖遗传转化体系,借助农杆菌转化技术将抗逆基因GmUBC2导入河北省推广大豆品种中,获得了抗逆能力强的优良大豆新材料。结果表明,6个供试河北省优质大豆品种中,‘冀豆16号’的胚尖再生率较高,可达到75.57%,‘五星2号’转化植株的PCR阳性率较高,可达到9.91%。不同农杆菌菌株中,农杆碱型的EHA105菌株侵染效率明显高于胭脂碱型的GV3101和C58C1。在侵染阶段和共培养阶段添加600mg/L L-Cys和2.0mmol/L DTT能够明显提高‘冀豆16号’胚尖的发芽率和平均重生芽数,提高转化效率。经PCR以及RT-PCR检测,获得了转抗逆基因GmUBC2的‘冀豆16号’和‘冀豆12号’转化植株及其T3代种子。经200mmol/L NaCl胁迫25d,T1代阳性转化材料仍然能够正常生长,而对照植株已经完全枯黄。经0~300mmol/L NaCl胁迫处理的T2代阳性植株,随着NaCl浓度的升高,植株叶片的脯氨酸积累量比对照明显增高,而丙二醛含量均明显降低。结果表明转GmUBC2基因的植株能够降低盐胁迫对膜质造成的伤害,具有一定的抗盐胁迫能力。     

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制,以997份甘蓝型油菜自然品种为材料,采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法,以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种,解析油菜耐铝的生理机制。结果显示,997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现出显著的基因型差异,从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种,含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种;进一步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛,通过聚类分析发现,97个品种在2个培养体系中具有较好的生长一致性;经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种（806和985）和2个铝敏感品种（482和811）。在铝毒处理下铝敏感品种（482和811）生物量相比不加铝处理下降约45%,根系生长显著被抑制,而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现,相比铝敏感品种,铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累的铝更少,活性氧含量更低,且根系中抗氧化酶（CAT和POD）的活性相比无铝处理显著增加,这可能是油菜耐铝的重要生理机制之一。     

大豆紫色酸性磷酸酶GmPAP14克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR技术克隆大豆紫色酸性磷酸酶(Purple acid phosphatase,PAP)基因,并对基因及其编码蛋白进行生物信息学分析,为植物磷高效转基因育种及分子机制解析提供候选基因。结果表明:从低磷处理14d的‘中黄15’cDNA中克隆获得一条开放阅读框1 395bp的基因,经保守域分析发现该基因属于紫色酸性磷酸酶类,命名为GmPAP14(GenBank No.JN967626)。对基因编码蛋白进行生物信息学分析发现,GmPAP14编码1条含有464个氨基酸残基的多肽链,分子量约53.1kD,理论等电点6.14,且含有紫色酸性磷酸酶所特有的5个保守基序和7个金属离子结合位点。进一步分析发现GmPAP14具有跨膜结构与信号肽,定位于质膜或分泌到胞外。经系统发育树分析显示GmPAP14与苜蓿MtPAP1及大豆GmPAP1具有同源性,预测可能与植物磷素高效吸收利用有关。     

刺五加多向耐药性转运蛋白基因的克隆及其表达对皂苷含量的影响

利用简并引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增获得长度为693 bp的刺五加(Eleutherococcus senticosus)多向耐药性(pleiotropic drug resistance,PDR)转运蛋白基因,GenBank登录号为KC473536,其编码的231个氨基酸的蛋白属于PDR转运蛋白的核苷酸结合结构域。氨基酸序列与毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)和水稻(Oryza sativa)的PDR氨基酸序列一致性分别为8874%,9004%和8831%。RT PCR法检测PDR在刺五加不同生长发育时期和不同器官中表达情况和分光光度法测定刺五加总皂苷含量的结果显示: 刺五加PDR基因在整个生长期中均有表达,与皂苷在整个生长期中均有合成的特点相符,但两者的相关性未达显著水平。PDR基因在叶片和叶柄中高表达的特点与刺五加皂苷仅存在于叶中的特点相符,两者间存在显著的正相关关系(P<005)。