白菜型油菜BraSDG8基因的克隆与序列分析

通过序列的同源性分析,在白菜型油菜中克隆得到拟南芥中的1个花期调控基因SDG8的全长cDNA,命名为BraSDG8.BraSDG8全长4 963 bp,编码1 654个氨基酸,其中第867位至第1 060位氨基酸连续构成AWS domain、SET domain、Post SET domain 3个结构域,与拟南芥中的...     

BraSDG2 RNA干扰载体的构建和拟南芥的遗传转化

多倍化是植物进化过程中的自然现象,也是植物进化的重要源泉。在前期的研究中,通过生物信息学分析发现二倍体的白菜型油菜中存在两个拟南芥SDG2的同源基因BraSDG2a(Bra037086)和BraSDG2b(Bra039562)。经序列比对,选取258 bp的保守序列构建RNA干扰载体pFGC5941-BraSDG2-RNAi。通过浸花法转化野生型拟南芥(Col-0),经抗性筛选及PCR检测,获得1株表型稳定的转基因植株。通过对T4代转基因拟南芥(纯合体)的表型观察发现,BraSDG2 RNA干扰转基因植株具有拟南芥sdg2突变体相似的生物学表型,植株弱小、种子稀少。本试验为进一步研究Bra SDG2的生物学功能奠定基础。     

白桦BpSPL8启动子的克隆及异源过表达BpSPL8对拟南芥耐旱性的影响

目的目前对植物SPL8的基因功能研究主要集中在开花和育性方面,而其在干旱胁迫响应中的作用却鲜有报道。本文克隆、分析了白桦BpSPL8启动子,并研究了BpSPL8基因在拟南芥中响应干旱胁迫的功能。方法通过PCR克隆技术得到了白桦BpSPL8启动子;利用PLACE和PlantCARE软件对BpSPL8启动子顺式作用元件进行了预测。构建了BpSPL8启动子驱动GUS（β-葡萄糖苷酸酶编码基因）的植物表达载体,并采用浸花法将其转化至拟南芥中;继而利用GUS染色分析了BpSPL8启动子的组织表达模式;同时对BpSPL8在PEG处理下的表达水平进行了qRT-PCR分析。最后,以过表达BpSPL8拟南芥为材料来探究BpSPL8在干旱胁迫下的生物学功能。结果启动子元件分析显示,BpSPL8启动子中含有组织特异表达、光响应、激素响应及多个胁迫响应元件。GUS染色结果表明,BpSPL8启动子可在拟南芥的下胚轴、叶片、叶柄、根和花序中启动GUS基因表达。BpSPL8基因在PEG处理下的野生型白桦的根和叶片中均呈现先上调后下调的表达趋势。干旱胁迫下,过表达BpSPL8拟南芥的存活率和脯氨酸含量均显著低于野生型,丙二醛含量显著高于野生型;两个已知的抗逆基因DR29B和P5CS1在干旱处理后的野生型和转基因拟南芥中均上调表达;但在转基因拟南芥中呈现出延迟上调的表达模式。结论异源过表达白桦BpSPL8能够降低拟南芥的耐旱性,并在干旱胁迫下影响抗性基因DR29B和P5CS1的表达模式。      

AtNUDT8过量表达的拟南芥转基因植株

从拟南芥基因组中克隆AtNUDT8,并与pCHF3相连构建了植物表达载体pCHFN8,采用农杆菌GV3101介导的渗透法转化野生型拟南芥,通过卡那霉素筛选获得了一批经Northern blot检测证实的过量表达AtNUDT8的转基因拟南芥植株。     

谷子SibZIP8转录因子基因功能鉴定

[目的]bZIP转录因子在植物生理代谢过程中有重要的调控作用,在植物对逆境的响应过程中能够抑制或激活下游基因的转录,从而增强植物对环境的适应能力。本文拟分析谷子SibZIP8转录因子基因功能,解析谷子转录因子的抗逆调控机制。[方法]前期通过生物信息学和表达量分析,已经发现谷子SibZIP8转录因子在逆境胁迫中表达量显著上调。为了进一步深入研究SibZIP8基因的功能,本试验在拟南芥中超量表达SibZIP8,并对转基因植株进行抗逆表型分析。[结果]在1.5μmol·L~(-1) ABA处理下,野生型拟南芥与转基因拟南芥都没有发芽;在300mmol·L~(-1)mannitol处理下,野生型拟南芥区域与转基因拟南芥均有发芽,没有明显差别;在200mmol·L~(-1) NaCl条件下,野生型拟南芥没有发芽,而转基因拟南芥均发芽。[结论]转基因拟南芥植株表现出较强的耐盐性,本研究结果可为转基因育种技术提高作物抗逆性研究奠定理论基础。     

BolSDG8 RNA干扰载体构建和拟南芥的遗传转化

拟南芥SDG8通过调控开花关键基因FLC位点上H3K36的甲基化水平促进其转录表达进而抑制植株早花。甘蓝Bol SDG8是拟南芥SDG8的同源基因,经比对,选择一段约为359 bp的保守序列,命名为Bol SDG8-RNAi,通过构建RNA干扰载体,并将其转化至野生型拟南芥(Col-0)中,获得了稳定遗传的转基因植株。通过对T3代转基因植物的表型观察,开花天数及莲座叶数目的统计分析,发现Bol SDG8 RNA干扰转基因植株表现出与拟南芥sdg8-2突变体相似的生物学表型,即植株弱小,明显早花,暗示Bol SDG8与拟南芥SDG8在调控植物开花上具有相似的生物学功能,为进一步深入研究甘蓝Bol SDG8的生物学功能奠定基础。     

GmNTLs调控大豆根系响应低磷胁迫的功能研究

【目的】低磷和铝毒胁迫是酸性土壤中限制作物生产的重要因素。植物NTL转录因子参与调控多种环境胁迫(包括铝毒胁迫)的适应性机制,本文探究GmNTLs调控大豆Glycine max根系响应低磷胁迫的功能。【方法】通过RT-qPCR分析大豆15个GmNTLs基因在根系响应低磷胁迫的表达模式,进一步构建了GmNTL1/4/7/8/10/12共6个GmNTLs基因的拟南芥超量表达材料,探究GmNTL成员在拟南芥根系中响应低磷胁迫的功能。【结果】系统进化树及组织表达模式分析结果表明,GmNTLs家族分3个亚族,各亚族成员在大豆中组织表达模式不同。RT-qPCR结果表明,低磷处理12 d显著提高了GmNTL1/4/7/8/10/12在大豆根系中的表达。在拟南芥中超量表达不同GmNTL基因对低磷的响应不同。高磷处理下,超量表达GmNTL4/10/12拟南芥的鲜质量显著增加;低磷处理时,超量表达GmNTL4显著提高拟南芥鲜质量,而超量表达GmNTL1/12拟南芥的鲜质量显著降低。同时,仅超量表达GmNTL12拟南芥的主根长显著缩短,而超量表达其他基因对拟南芥植株的主根长无明显影响。【结论】GmNTLs参...     

转基因拟南芥中雌激素诱导的转录激活系统诱导条件的优化

[目的]探索雌激素诱导的转录激活系统（XVE）在拟南芥中高效表达外源蛋白的条件.[方法]构建XVE-AtNF-YA10：3×flag植物表达载体,转化拟南芥并获得了阳性植株;采用3种不同的诱导表达条件对外源蛋白的表达量进行检测.[结果] 1/2MS培养基生长10 d后的拟南芥转基因苗外源融合蛋白表达量最高,进一步研究表明1/2MS培养基生长10 d后的拟南芥转基因苗在受诱导后8、16、24和32 h外源融合蛋白均有表达,在16 h时表达量达到最高,并持续到32 h.[结论]AtNF-YA10：3×flag融合外源基因最优表达条件为1/2MS培养基生长10 d后的拟南芥转基因苗雌激素诱导16 h.     

拟南芥PMRP基因在叶绿体淀粉粒积累和抗寒性中的作用

【目的】分析推测的膜蛋白（putitave membrane realated protein,PMRP）在拟南芥叶绿体发育过程的作用,明确PMRP对拟南芥光合能力的影响及抗寒性分析,为改善作物光合性能及增强抗逆性提供理论依据。【方法】构建PMRP的RNAi和过表达载体,转化农杆菌EHA105,采用花絮侵染法转化野生型拟南芥（Columbia,Col-0）,获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥;以野生型和PMRP RNAi、过表达转基因拟南芥为材料,利用细胞生物学方法,观察PMRP表达量对拟南芥叶肉细胞叶绿体的结构和淀粉粒积累的影响;利用红外CO₂分析法测定拟南芥的光合速率,分析PMRP对拟南芥光合能力的影响。选取16 h光照、21℃条件下培养的21 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,用冷光源培养箱培养,先在4℃培养7 d,然后在-8℃培养1.5 h,取出放到16 h光照、21℃条件培养7 d后,分析PMRP转基因拟南芥对寒害的抗性。选取14 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系和3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,对其莲座叶细胞渗出液电导率进行测定。【结果】获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥株系;通过测定野生型和转基因株系的莲座叶光合速率,野生型Col-0的光合速率为7.3 μmol·m^-2·s^-1,PMRP-RNAi转基因拟南芥的光合速率分别为8.8、7.8和8.5 μmol·m^-2·s^-1,PMRP表达量的降低略增强了拟南芥的光合速率。野生型Col-0的绿叶率为48%,过表达PMRP转基因拟南芥的3个株系绿叶率分别为48.6%、47.8%和49.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥的绿叶率分别为65.9%、67.4%和68.3%,表明PMRP表达量的降低增强了植物的耐寒性。在-8℃下处理30 min,野生型Col-0拟南芥莲座叶的渗出液电导率为70.67 μS·cm^-1,PMRP-RNAi拟南芥莲座叶渗出液电导率分别为48.57、45.40和52.10 μS·cm^-1。表明PMRP表达量的降低明显降低了逆境对细胞膜的损伤。通过对PMRP-RNAi转基因拟南芥和野生型拟南芥完全展开的莲座叶,进行超微结构分析,发现野生型拟南芥莲座叶细胞中,叶绿体为椭圆形,而PMRP-RNAi转基因拟南芥莲座叶细胞叶绿体变为近似圆形;在光照情况下,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒的积累与野生型相似,均有明显的淀粉粒积累,但在黑暗环境中,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒积累明显增多。【结论】PMRP表达量降低造成叶绿体形状由梭型变为圆球型,淀粉粒明显增多,增强了拟南芥的抗寒性。     

拟南芥2A6基因正义、反义植物表达载体的构建

利用PCR技术从番茄基因组中扩增了长约1.1kb的E8基因启动子,构建了中间表达载体pCAMBI-AE8;利用RT-PCR方法从拟南芥中扩增了长约1 197bp的2A6基因全长cDNA编码区,将其定向插入pCAMBI-AE8,构建了正义植物表达载体pCAMBIAE8-2A6;同时扩增了长约500bp的cDNA片段,定向插入pCAMBI-AE8,构建了反义植物表达载体pCAMBIAE8-2A6anti.以此为基础,可以进一步研究2A6基因的差异表达对转基因拟南芥角果发育的影响,达到揭示2A6基因功能的目的.