转反义TRX s基因对小麦萌发过程中储藏蛋白降解的影响

以转反义TRX s基因豫麦18和对照（豫麦18）为试材,测定了小麦种子萌发过程中胚乳内thiocalsin、苹果酸脱氢酶、谷丙转氨酶的活性以及游离氨基酸含量的变化。结果表明,反义TRX s基因的导入能够增加对thiocalsin和苹果酸脱氢酶的抑制,降低其活性,使储存蛋白更难于被降解,谷丙转氨酶增高的速度减慢,种子氨基酸代谢减弱。说明蛋白质代谢缓慢是转反义TRX s基因小麦抗穗发芽的一个主要原因。     

硫氧还蛋白基因对大麦发芽特性的影响

对转硫氧还蛋白基因(trxs)的大麦种子进行了生化指标测定及发芽特性研究。结果显示, 转基因大麦籽粒中硫氧还蛋h的活性是非转基因种子的3.3倍;水溶蛋白和醇溶蛋白中巯基含量的比率比非转基因种子都高;发芽时转基因籽粒中α-淀粉酶和β-淀粉酶活力比非转基因种子高;转基因种子的发芽势也明显高于对照。说明将trxs基因导入大麦能增强种子中硫氧还蛋白h的活性,改变与种子发芽相关的一些重要生化特性,并促进种子发芽。     

转反义trxs基因小麦籽粒蛋白组分的巯基含量与α-淀粉酶活性的关系

利用反义trxs基因特异引物,对扬麦5号转反义trxs基因株系00TY5的T4和T5代进行了PCR分子鉴定,并对其纯合株系籽粒蛋白质组分的巯基含量、α-淀粉酶活性及二者的相关性进行了测试.结果表明,00TY5的T4和T5代PCR分子检测均呈阳性.与非转基因植株相比,在籽粒成熟和后熟过程中,籽粒清蛋白巯基含量在开花后30 d至成熟后5 d平均降低33.2%,球蛋白巯基含量在开花后20d至成熟后5 d平均降低42.5%,均达极显著水平（P＜0.01）;醇溶蛋白和谷蛋白巯基含量有下降的趋势,但降低幅度较小;α-淀粉酶活性低,变异小,尤其在开花后35 d至成熟后10 d,平均比非转基因植株下降36.5%.各种蛋白质组分的巯基含量与α-淀粉酶的活性呈正相关关系,清蛋白巯基含量在成熟前与α-淀粉酶活性相关性达极显著水平（P＜0.01）;球蛋白巯基含量在成熟前10 d至成熟后10 d达显著水平（P＜0.05）;贮藏蛋白巯基含量与α-淀粉酶活性的相关性在各时段均较高.     

转反义Trxs基因小麦籽粒蛋白组分的巯基含量与α-淀粉酶活性的关系

利用反义trxs基因特异引物，对扬麦5号转反义trxs基因株系00TY5的T₄和T₅代进行了PCR分子鉴定，并对其纯合株系籽粒蛋白质组分的巯基含量、α-淀粉酶活性及二者的相关性进行了测试。结果表明，00TY5的T₄和T₅代PCR分子检测均呈阳性。与非转基因植株相比，在籽粒成熟和后熟过程中，籽粒清蛋白巯基含量在开花后30 d至成熟后5 d平均降低33.2%，球蛋白巯基含量在开花后20 d至成熟后5 d平均降低42.5%，均达极显著水平(P<0.01)；醇溶蛋白和谷蛋白巯基含量有下降的趋势，但降低幅度较小；α-淀粉酶活性低，变异小，尤其在开花后35 d至成熟后10 d，平均比非转基因植株下降36.5%。各种蛋白质组分的巯基含量与α-淀粉酶的活性呈正相关关系，清蛋白巯基含量在成熟前与α-淀粉酶活性相关性达极显著水平(P<0.01)；球蛋白巯基含量在成熟前10 d至成熟后10 d达显著水平(P<0.05)；贮藏蛋白巯基含量与α-淀粉酶活性的相关性在各时段均较高。     

导入反义trxs基因改变小麦发芽特性

硫氧还蛋白h(thioredoxin-h，Trx h)是一种能催化二硫键氧化还原反应的蛋白质，它参许多重要的生命活动。种子中的Trx h在发芽时能促进淀粉酶和蛋白质水解酶的活性提高、增加贮藏蛋白的水溶性、使种子中贮藏的营养物质更易于分解，加速胚乳中的碳氮代谢。trxs基因与硫氧还蛋白h基因(trxh)属于同一基因家族，它们的cDNA有94％的同源性，表达产物也有相似的生物功能。     

紫杆柽柳cDNA文库构建与硫氧还蛋白基因的克隆

以NaHCO3胁迫的紫杆柽柳(Tamarixandrossowii)为材料建立了cDNA文库。经检测,文库的初始滴度为5.7×105pfu,重组率为96%,插入片段的长度在0.3~3.0kb之间,平均长度为1.2kb,扩增后文库的滴度为4.0×109pfu/ml。对文库克隆进行随机测序,获得了紫杆柽柳的硫氧还蛋白(Thioredoxin)基因序列。生物信息学分析表明获得的硫氧还蛋白基因全长683bp,其中5'非翻译区长56bp,3'非翻译区长204bp,开放读码框长423bp,编码140个氨基酸,蛋白的分子量为15.1kD,理论等电点为5.59,其氨基酸序列中具有硫氧还蛋白的保守活性位点“WCGPC”序列,Clustal分析表明该硫氧还蛋白与蓖麻(Ricinuscommunis)的硫氧还蛋白氨基酸序列同源性高,达65%。本研究构建的cDNA文库为柽柳基因克隆和系统研究柽柳抗逆分子机理奠定了基础。     

反义trxs基因的导入对小麦种子发芽的影响

用基因枪将反义trxs基因导入小麦幼胚,经组织培养获得了抗性再生植株。PCR及限制酶切检测显示,反义trxs基因在转基因植株中基本完整。生化指标测定及发芽特性试验表明,与对照相比,转基因籽粒中Trx h活性明显降低;水溶蛋白和醇溶蛋白中巯基含量比率以及α-淀粉酶活性都有所下降;转基因种子的发芽势明显降低,但种子最终发     

转反义TRX s基因对小麦萌发过程中储藏蛋白降解的影响

以转反义TRX s基因豫麦18和对照（豫麦18）为试材，测定了小麦种子萌发过程中胚乳内thiocalsin、苹果酸脱氢酶、谷丙转氨酶的活性以及游离氨基酸含量的变化。结果表明，反义TRX s基因的导入能够增加对thiocalsin和苹果酸脱氢酶的抑制，降低其活性，使储存蛋白更难于被降解，谷丙转氨酶增高的速度减慢，种子氨基酸代谢减弱。说明蛋白质代谢缓慢是转反义TRX s基因小麦抗穗发芽的一个主要原因。     

转反义trxs基因对小麦种子α-淀粉酶活性的影响

通过PCR检测，转基因小麦植株均出现474bp的目的带，说明反义trxs基因已整合到小麦基因组上。经测定在种子萌动过程中转基因种子的α—淀粉酶活性低于未转基因种子，证明该基因能够正常表达，从而使转基因品种具有抗穗发芽的能力。     

拟南芥硫氧还蛋白M1型基因(AtTRX m1)与环境逆境之间的关系

硫氧还蛋白家族是约12 kD的小分子蛋白质,含有高度保守的活性反应位点WCG/PPC,催化硫醇一二硫键相互交换,调节细胞内的氧化还原作用.在本研究中,通过RT-PCR法获得目的基因拟南芥硫氧还蛋白M1型基因(AtTRX m1,GenBank Accession No.At1g03680).通过Northern杂交分析拟南芥悬浮细胞系在100 mmol/L NaCl、10 mmol/L NaHCO3、50 μmol/L ABA、10 mmol/L H2O2等逆境处理下mRNA表达水平的变化和硫氧还蛋白M1型转基因植株对NaCl、NaHCO3盐及ABA逆境的抗性分析,表明硫氧还蛋白M1型基因与生物环境胁迫有一定的相关性,尤其是氧化胁迫,能够增强植物对逆境的耐受力.从而为进一步研究硫氧还蛋白基因家族与逆境之间的相关作用奠定了基础.     

转反义trxs基因小麦种子萌发过程中碳代谢的变化

为了揭示反义硫氧还蛋白基因（anti-trxs）在抗穗发芽小麦中的作用机制。以转反义 trxs 基因小麦株系为材料,对转基因株系和对照种子萌发过程中硫氧还蛋白h活性、淀粉酶活性、可溶性糖和淀粉含量进行了检测。结果表明,转基因小麦籽粒 trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均显著低于对照;淀粉降解和可溶性糖生成速率明显下降。发芽1~5 d,转基因小麦种子trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性分别比对照下降24.5%、40.4%和23.0%;淀粉降解和可溶性糖生成速率分别比对照降低23.7%和23%。     

反义trxs基因导入对不同品质类型小麦产量和品质性状的影响

以转反义trxs基因小麦TY18和TY34及其相应未转基因对照为材料,于2007-2009年通过大田试验系统研究了反义trxs基因导入对两种品质类型小麦籽粒产量性状和加工品质指标的影响。结果表明,4个转基因株系的穗粒数和产量较对照显著提高,反义trxs基因对小麦籽粒淀粉品质有一定的正效应。4个转基因株系的淀粉含量、支链淀粉含量、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度均显著提高,直/支比降低。反义trxs基因对小麦籽粒蛋白质品质的影响因品种类型而异,其中弱筋小麦的总蛋白、清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量显著减少,醇溶蛋白含量显著增加,面粉的形成时间和稳定时间降低。强筋小麦除清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量减少外,面团的粉质和拉伸参数变化不明显。上述结果说明,反义trxs基因导入有利于两种品质类型小麦籽粒淀粉品质的改善,并在一定程度上改善了弱筋小麦的烘焙品质。     

反义Trxs基因导入对弱筋小麦豫麦18淀粉积累及淀粉合成关键酶表达的影响

以转反义硫氧还蛋白基因小麦TY18-99和TY18-100及其相应未转基因对照为材料,于2007-2009年通过盆栽试验系统研究了反义Trxs基因(anti-Trxs)导入对弱筋小麦豫麦18籽粒灌浆过程中淀粉积累、淀粉合成关键酶活性以及淀粉合成酶基因表达的影响。结果表明,反义Trxs基因对小麦籽粒淀粉积累有一定的正效应。2个转基因株系的总淀粉和支链淀粉的积累速率较对照显著提高;在整个籽粒形成过程中,反义Trxs基因导入显著提高了淀粉分支酶(SBE)活性。在籽粒灌浆中期和后期,反义Trxs基因导入显著提高了腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和可溶性淀粉合酶(SSS)活性,降低了颗粒束缚型淀粉合酶(GBSS)活性。实时荧光定量RT-PCR分析表明,反义Trxs基因促进了AGPase、SBE I和SSS (SSS I、SSS II和SSS III)基因的表达,抑制了GBSS I基因的表达。上述结果说明,反义Trxs基因导入后促进了AGPase、SBE I和SSS基因的转录,从而使籽粒灌浆期间的淀粉积累速率发生了改变,最终显著提高了总淀粉和支链淀粉的含量,降低了直链淀粉含量,进而提高了淀粉的支/直比,这可能是转基因小麦淀粉品质改善和产量提高的主要原因。     

利用花粉管通道法将cry Ia基因导入小麦

利用适用于禾谷类作物的表达载体pGU4ABBar,采用花粉管通道法,将人工合成的苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因cry Ia导入了优良冬小麦品系西农2208和西农132,经PCR和Southern blot鉴定,证明获得了27株导入了cry Ia基因的转基因植株,转化率约为1.13%～1.21%,并通过Western blot鉴定检测到了目的蛋白的表达.     

普通小麦春化基因VRN1 RNA干扰载体构建及转基因小麦获得

为进一步探究春化基因VRN1在小麦发育进程中的功能,利用荧光定量PCR分析了VRN1基因在不同发育特性小麦品种新春2号、京841中的表达情况。结果表明,随着生育进程的推进,VRN1基因在新春2号叶片和茎尖中表达量均呈上升趋势,VRN1基因在京841叶片中呈波动上升趋势,在茎尖中表达量趋于0;以p FGC5941载体为基础构建含有VRN1反向重复序列的RNA干扰载体,利用农杆菌介导的茎尖转化法转化新春2号获得了再生植株,并通过PCR法检测获得了转基因阳性植株,为从分子水平上实现小麦发育特性遗传改良和创育小麦新种质奠定了基础。     

超干小麦种子抗脂质过氧化的效果

不同含水量小麦种子在50℃、35℃、20℃和5℃密闭贮藏，其最适含水量分别为4%～5%，5%～6%，7%～8%，5℃贮藏种子的适宜含水量范围较宽；最适含水量随贮藏温度的升高而降低；种子萌动初期的脱氢酶活性与贮藏结果相一致；最适含水量种子抗脂质过氧化酶系统（POD，CAT，SOD）活性强于高含水量种子，并且减少脂质过氧化毒物丙二醛的积累。由此表明：适度干燥处理能使小麦种子保持高活力水平。