梨糖转运相关基因PbTMT4启动子克隆及功能分析

以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri‘Dangshan Suli’)为材料,利用梨基因组数据库,通过PCR获得了糖转运相关基因PbTMT4(Pbr032130.1)2 211 bp的CDS序列及其编码起始位点上游长度为1 220 bp的启动子序列。使用农杆菌介导法将PbTMT4导入拟南芥,与野生型对照植株相比,转基因拟南芥植株的生长速度更快,抽薹、开花时间更早,叶片糖积累量更高。生物信息学分析表明,该启动子中含有多个与逆境应答、激素信号和光信号相关的顺式作用元件。为进一步分析PbTMT4启动子功能,构建了该启动子与GUS基因融合的植物表达载体并转化拟南芥。对T_3代转基因拟南芥各组织进行GUS活性染色和半定量分析,发现GUS基因在根、茎、叶、花和果荚中均有表达,NaCl、干旱、GA_3、MeJA以及光照处理均能一定程度上提高转基因拟南芥中GUS基因的转录水平。逆境处理发现,PbTMT4转基因株系较野生型植株受到的伤害小。研究结果初步表明,PbTMT4可促进转基因拟南芥发育并提高糖积累量,可能在抗非生物胁迫中起重要的调控作用。     

茄子花药开裂相关基因SmDAD1启动子的克隆及功能分析

以茄子‘F142’为材料,通过染色体步移法克隆了花药开裂相关基因SmDAD1上游746 bp的启动子序列。通过生物信息在线软件预测,该启动子中含有多个与植物发育及逆境应答相关的顺式作用元件。为进一步分析SmDAD1启动子的功能,构建prSmDAD1::GUS融合表达载体,转化到拟南芥,并对T3代纯合转基因拟南芥进行GUS染色分析。结果表明,SmDAD1启动子在拟南芥幼苗的根部、叶片和花药均有较强活性,其中在根部活性最强,在茎中没有活性。检测转基因植株GUS基因的表达量发现,SmDAD1启动子受茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)和1–氨基环丙烷–1–羧酸(ACC)诱导。因此推测SmDAD1可能在茄子发育和抗外界逆境胁迫中起重要作用。     

柑橘CsHB1启动子的克隆及功能分析

以‘伏令夏橙’叶片基因组DNA为模板,克隆了CsHB1启动子5′端转录起始位点上游分别为1 741 bp和1 613 bp的区域序列。序列分析表明这两个启动子区序列相似度为90.7%,存在141 bp的差异片段,该差异片段中含有2个Box4元件。通过PlantCare数据库对启动子序列的顺式作用元件进行预测,结果表明CsHB1的不同启动子序列含有多种响应元件,如胚乳特异性元件、分生组织表达元件、光反应元件、热应激反应元件、MYB结合位点等。为进一步分析CsHB1启动子的功能,构建该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体prCsHB1::GUS,并用农杆菌介导法转化拟南芥,获得prCs HB1-1::GUS拟南芥纯合材料13株和prCs HB1-2::GUS拟南芥纯合材料10株。对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色鉴定,结果表明两类启动子表达载体已成功转入拟南芥中并进行了表达,其表达部位主要集中于愈伤组织和花药中,而在种荚、叶片及幼苗中未检测到GUS蛋白的表达。     

柑橘CsTBL1启动子的克隆及其在转基因拟南芥中的活性分析

以奥林达夏橙[Citrus sinensis(L.)‘Olinda’]为材料,克隆了CsTBL1基因编码起始位点上游长度为2 361 bp的启动子序列。生物信息学预测表明,该启动子中含有多个与逆境应答相关的顺式作用元件。为进一步分析CsTBL1启动子的功能,构建了该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体,并用浸花法转化拟南芥,对T3代转基因拟南芥进行GUS活性染色。结果显示,CsTBL1启动子在1～3 d龄幼苗所有组织中的活性都非常强,在7～20 d龄幼苗的子叶和根中的活性仍然较强,但在下胚轴中基本检测不到活性。在50 d龄幼苗中,只在叶、茎的毛状体以及还在生长的根中检测到GUS活性。转基因植株的GUS表达受到1–氨基环丙烷–1–羧酸(乙烯合成前体,ACC)、脱落酸(ABA)、甲基茉莉酸(MeJA)和水杨酸(SA)诱导。上述结果表明CsTBL1可能在植物发育和抗外界逆境胁迫中起到非常重要的作用。     

山梨B-box基因PuBBX24表达特性及其在童期调控中的功能分析

为了解PuBBX24基因在梨生长发育过程中的功能,以山梨(Pyrus ussuriensis Maxim.)实生苗为试材,分离PuBBX24及其启动子序列,qRT-PCR分析PuBBX24在山梨根、茎、花、叶片以及果实中的表达特性,对启动子顺式作用元件进行预测,获得PuBBX24启动子驱动GUS基因表达的转基因拟南芥并进行不同组织、不同生长发育阶段,以及ABA、非生物胁迫和不同光处理下PuBBX24基因启动子活性分析,同时在拟南芥中异源表达PuBBX24并验证其功能。结果表明,PuBBX24在山梨根、茎、叶、花以及果实中均有表达,但在茎中表达量最高,叶片表达量最低,且在由童期向成年期发育的叶片中表达水平逐渐降低。PuBBX24上游启动子序列中包含一系列响应激素、光、胁迫等顺式作用元件。而PuBBX24启动子驱动的GUS基因主要在转基因拟南芥叶片、下胚轴以及萼片中表达,且在叶片中的表达水平随童期向成年期的发育而逐渐降低,在根中表达不均匀,在柱头和花柄中表达水平较低,在角果中未检测到GUS活性。PuBBX24启动子显著响应ABA、光、低温、渗透以及盐胁迫处理,且PuBBX24的过量表达影响了转基因拟南芥植株童期—成年期阶段转变进程。这些结果表明,山梨PuBBX24可能参与ABA、光以及胁迫响应,同时在童期—成年期阶段转变过程中起负调控作用。     

蜡梅CpAGL6基因启动子的克隆及功能初步分析

利用hiTAIL-PCR法,从蜡梅（Chimonanthus praecox）基因组中克隆到花发育相关基因CpAGL6翻译起始位点上游1 266 bp的启动子序列。生物信息学分析表明,该启动子序列中存在启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件。为进一步分析CpAGL6启动子的功能,构建该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体,并用农杆菌介导法转化烟草。对转基因烟草进行GUS组织化学染色及GUS酶活性定量检测,结果显示,CpAGL6基因启动子能够驱动GUS基因在转基因烟草的叶、茎、花中表达,并且在不同花期表达强度存在差异,在根中几乎不表达。转基因植株经黑暗、赤霉素和4 ℃低温处理后,GUS酶活性均有所增加。结果表明,CpAGL6启动子主要驱动GUS报告基因在花器官和绿色器官组织中表达,推测其在抵抗非生物胁迫中具有重要作用。     

激素和非生物胁迫对月季RhPIP1;1 启动子活性的调节作用

 通过反向PCR 方法克隆得到月季（Rosa hybrida L.）‘萨蔓莎’质膜型水孔蛋白基因RhPIP1;1 上游2 126 bp 的启动子序列。PLACE 分析发现，RhPIP1;1 启动子序列中含有GA、ABA 和乙烯等激素诱 导相关顺式作用元件及干旱、低温和盐胁迫等非生物胁迫相关顺式作用元件。在RhPIP1;1promoter：：GUS 转基因拟南芥中发现，RhPIP1;1 启动子活性与植株发育进程相关；几乎所有器官均可检测到GUS 表达， 而且在迅速扩展的器官以及叶片和花的维管组织中尤为强烈。同时在6 d 和9 d 苗龄的转基因植株中，GA 处理上调了莲座叶中RhPIP1;1 启动子的活性，而ABA、甘露醇、NaCl 和冷处理分别下调了莲座叶和根 中RhPIP1;1 启动子的活性。将RhPIP1;1 启动子不同长度的5′端缺失片段融合GUS 基因，并在烟草叶片 中瞬时表达，缺失–580 ~–256 之间的324 bp 片段后，启动子活性显著降低。研究结果表明RhPIP1;1 启 动子对多种激素和非生物胁迫存在响应，并且这种响应具有发育和器官特异性；RhPIP1;1 启动子中–580 ~ –256 区段对于启动子活性具有重要的作用。     

白菜春化相关基因BcFLC的克隆及表达研究

运用同源基因克隆法从‘上海青’白菜（Brassica campestris ssp. chinensis var. ommunis ‘Shanghai Qing’）和‘四九’菜薹（var. parachinensis‘Sijiu’）叶片中分离到FLC的同源基因BcFLC的编码序列、启动子以及内含子1序列;序列比对发现,二者编码的核苷酸序列几乎完全一致,而且启动子及内含子1序列也无实质性差异;对‘上海青’进行人工低温春化处理,BcFLC1基因在‘上海青’茎尖的表达随着低温处理时间的延长逐渐减弱,低温处理20 d时BcFLC1基因的表达已经非常弱,低温处理30 d时,表达已检测不到,花芽分化石蜡切片也表明,低温处理20 d,茎尖已开始向生殖状态过渡。BcFLC2基因在‘四九’菜薹未现蕾之前的叶片中有强表达,而现蕾之后叶片中则检测不到。     

百子莲脱水素基因ApSK_3对逆境与激素信号的应答模式与调控机制

克隆了百子莲(Agapanthus praecox)脱水素基因ApSK_3上游2 195 bp的启动子序列,对百子莲不同组织和多种非生物胁迫与ABA处理的样品进行基因定量分析,构建多个ApSK_3不同长度缺失的启动子片段与GUS基因融合的表达载体并转化拟南芥,以揭示ApSK_3基因对不同逆境与激素信号的应答模式及顺式作用元件的调控功能。结果表明:ApSK_3启动子序列包含多个与植物逆境、激素应答及生长发育相关的顺式作用元件,且ApSK_3的表达具有组织特异性,果实中表达量最高,叶、根次之,花中最低;ApSK_3对ABA信号与盐胁迫最敏感,其次为干旱、高渗和低温胁迫,对高温胁迫响应不明显。ApSK_3-P::GUS融合表达载体转化拟南芥,ApSK_3启动子在拟南芥的整个生长发育过程中均具有较强的表达活性,幼苗根部的表达活性强于叶片,且随着果实的发育成熟启动子的活性明显增强。ApSK_3不同长度缺失的启动子片段分析结果表明–2 175～–950 bp片段对启动子的活性起到重要的调控作用;多个顺式作用元件响应干旱胁迫;ApSK_3-P通过两个ABRE元件共同响应ABA信号;–526～–533 bp的ERE元件参与响应乙烯信号;–561～–567 bp的P-box元件响应了赤霉素信号,–2 175～–1 167 bp区域可以增强对GA的响应。研究结果证明ApSK_3启动子可积极响应干旱、渗透、盐、低温、ABA、GA和乙烯信号;启动子上存在多个顺式作用元件响应干旱胁迫,ApSK_3-P通过两个ABRE、ERE与P-box元件分别响应ABA、乙烯与赤霉素信号。     

海南杜鹃热诱导基因RhRCA1启动子的克隆与功能分析

为了阐述RhRCA1基因的调控机制,以海南杜鹃(Rhododendron hainanense)3年生扦插苗为材料,分析RhRCA1高温响应和组织表达特性;并克隆获得RhRCA1的启动子序列,将该启动子分别驱动荧光素酶报告基因在烟草中瞬时表达、GUS报告基因在拟南芥中稳定表达,分析该启动子活性、组织特异性和热诱导性。结果显示:(1)25℃条件下,RhRCA1表达量极低,37℃处理后其表达量显著升高,呈现典型的热诱导特性,并且RhRCA1在绿色组织中的表达量显著高于非绿色组织,呈现组织特异性;(2)获得的启动子长1 624 bp,其含有多个非生物胁迫响应、光响应、组织特异性等相关元件;(3)构建RhRCA1启动子和萤光素酶融合的植物表达载体,在烟草叶片中瞬时表达,荧光成像结果表明RhRCA1启动子能强烈响应高温胁迫;(4)构建RhRCA1启动子和GUS融合的植物表达载体,转化拟南芥植株筛选至T3代,GUS染色结果显示,高温能显著诱导RhRCA1启动子在拟南芥子叶、成熟叶、茎、萼片、果荚等绿色组织中的表达。研究结果表明RhRCA1启动子是1个兼具高温诱导型和组织特异性的启动子,可应用于植物...     

菜薹BrWRKY57的特性及其对BrPPH1和BrNCED3的调控

从菜薹叶片中分离获得1个WRKY转录因子,命名为BrWRKY57。氨基酸序列比对及进化树分析发现BrWRKY57与拟南芥AtWRKY57同源性较高,含有1个WRKY保守结构域,且同属于WRKY转录因子家族Ⅱc亚族。实时荧光定量PCR分析表明,BrWRKY57随着菜薹叶片衰老表达水平升高,外源脱落酸(abscisic acid,ABA)处理显著诱导其表达。亚细胞定位和转录活性分析表明,BrWRKY57定位于细胞核,且在酵母和烟草体内都具有转录激活活性。双荧光素酶瞬时表达试验显示,BrWRKY57可以激活叶绿素降解相关基因BrPPH1和ABA合成相关基因BrNCED3的启动子活性。以上研究结果表明,BrWRKY57参与菜薹叶片衰老过程可能与影响叶绿素降解和ABA合成相关基因的表达有关。     

菜薹叶片衰老相关转录因子BrWRKY75的特性分析

以菜薹[Brassica rapa L. ssp. chinensis（L.）Mokino var. utilis Tsen et Lee]为材料,克隆得到1个WRKY转录因子,命名为BrWRKY75。氨基酸序列比对及进化树分析发现BrWRKY75与拟南芥的WRKY75同源性较高,且同属于第Ⅱ类c亚族。实时荧光定量PCR表明BrWRKY75在菜薹叶片衰老过程中表达明显增强。亚细胞定位和转录活性分析显示BrWRKY75定位于细胞核,是一种核蛋白,并且具有转录抑制活性。体外凝胶阻滞试验（EMSA）证实BrWRKY75能与W-box（TTGAC）元件特异结合。上述结果为进一步研究菜薹叶片衰老的转录调控机制奠定了基础。     

苹果SUPERMAN家族基因的组织特异表达及MdSUP3的功能分析

通过半定量RT-PCR分析SUPERMAN家族基因在‘富士’苹果（Malus × domestica Borkh.‘Fuji’）叶芽、幼叶、花芽、花蕾、花、皮部组织和幼果中的表达模式,通过MdSUP3自主启动子驱动的GUS基因表达和MdSUP3异位表达分析其功能。结果表明,MdSUP3、MdSUP11和MdSUP9a在所检测的组织器官中均有表达,MdSUP9b主要在营养器官中表达,MdSUP5a、MdSUP1b主要在生殖器官中表达。MdSUP3启动子驱动GUS基因在植株根尖、幼叶、幼茎和花等器官中表达。超表达MdSUP3的转基因烟草植株矮化、节间缩短、叶片卷缩、花器官颜色改变和部分花器官形态异常;与对照相比,转基因烟草中ABA合成酶基因NtNCED3-2,花青素合成途径的NtDFR2和NtANS1基因表达显著上升,细胞分裂素氧化酶基因NtCKX和赤霉素氧化酶基因NtGA2ox4表达显著下降。异位过量表达删除C端DLELRL基序的MdSUP3基因不影响转基因烟草的生长发育,证明DLELRL是基因必不可少的功能域。     

大神农叶面肥对菜心产量及品质的影响

探讨了大神农叶面肥对菜心产量及品质的影响。试验结果表明,大神农叶面肥在菜心上应用有显著增产和改善商品外观性状的作用,其中以大神农叶面肥500～1000倍液应用效果较好。     

乙酰苯胺和2-氯苯磺酰胺诱导IN2-2启动子在芥菜中的表达

分别用不同浓度(50、100、200mg·L-1)的除草剂安全剂类似化合物乙酰苯胺和2-氯苯磺酰胺处理IN2-2::GUS转基因芥菜。结果显示:乙酰苯胺和2-氯苯磺酰胺处理后,IN2-2启动子在芥菜根、叶、花器官的花萼、花瓣、雄蕊及花粉中表达,但不在胚珠中表达。100mg·L-1乙酰苯胺以及50mg·L-12-氯苯磺酰胺适合用于在芥菜中调控IN2-2启动子的表达,乙酰苯胺较2-氯苯磺酰胺诱导表达所需时间更短。高浓度的2-氯苯磺酰胺影响芥菜种子发芽及生长发育,并且明显抑制IN2-2启动子的表达活性。4℃低温胁迫诱导IN2-2启动子在幼苗叶片中表达,IN2-2启动子轻微受150mmol·L-1Na Cl胁迫表达,但不受重金属Gu~(2+)离子的诱导表达。     

菜薹(菜心)亲本材料的创制及新品种18A1菜心的选育

为了拓宽菜薹(菜心)种质资源,筛选优良亲本材料,进而选育菜心雄性不育系杂交种,本试验利用菜心与大白菜亚种间杂交、菜心与芥菜种间杂交及自然突变体筛选等3种途径,创制和鉴定优良的菜心育种材料,并广泛转育菜心CMS96细胞质不育系和配制CMS96细胞质不育系组合。结果表明,菜心与大白菜杂交、菜心与芥菜杂交及自然突变体筛选等方法是创制菜心种质资源的有效途径。利用亚种间杂交,获得菜心CMS96细胞质不育系、菜心瓣化型萝卜胞质Ogu CMS,叶片深紫色菜心,叶片塌地菜心;利用种间杂交,获得圆叶锯齿菜心,叶色翠绿菜心和叶片浅紫色菜心;基于自然突变,筛选到橘红色花菜心,乳白色花菜心和隐性核雄性不育系突变体。同时,以菜心细胞质不育系CMS96.农家菜心8与新西兰50天自交系杂交,成功选育出菜心新品种18A1菜心,中熟,叶色深绿,菜薹油绿,臺质脆嫩,口感好,适合广州等南方地区秋冬季和菜场基地种植。