超表达水稻MGD基因(OsMGD)烟草植株的耐低磷胁迫能力

【目的】研究超表达OsMGD基因烟草植株在低磷条件下的生长情况,为明确OsMGD基因对植物耐低磷胁迫的影响机理奠定基础。【方法】通过构建表达载体pGWB2-OsMGD和农杆菌介导的转化方法,获得超表达OsMGD基因烟草植株,用磷浓度为5μmol/L的HS营养液对转基因烟草植株进行低磷处理后,研究转基因烟草植株MGD活性、脂质和脂肪酸含量、叶绿素含量、根系鲜质量、根冠比和磷含量的变化情况。【结果】超表达OsMGD基因烟草植株中MGD活性增加了1~3.5倍;在转基因烟草植株中,半乳糖脂(MGDG和DGDG)、磷脂和总脂肪酸含量均显著高于野生型植株,但是转基因烟草植株中的脂肪酸组分与野生型相比无显著差异。低磷处理后,转基因烟草植株的生长情况明显优于野生型植株,转基因烟草植株中叶绿素含量、根系鲜质量和根冠比均显著高于野生型;在正常和低磷条件下,转基因烟草植株中的磷含量与野生型相比无显著差异。【结论】超表达OsMGD基因能增加烟草植株的细胞膜脂含量,使植物体内累积大量半乳糖脂和磷脂,从而提高了烟草植株耐低磷胁迫的能力。     

过表达毛白杨线粒体APX基因烟草提高抗逆能力的研究

  目的  为了研究毛白杨线粒体APX（PtomtAPX）在抗逆过程中的作用,本研究对过表达PtomtAPX的转基因烟草进行抗逆研究。  方法  对过表达PtomtAPX烟草和野生型烟草进行干旱、盐、氧化胁迫处理后,测量相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、APX活性、AsA消耗量、NADP/NADPH比值和SOD活性。  结果  通过对比转基因烟草植株与野生型植株的生长差异发现,在氧化胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下,转PtomtAPX基因烟草的APX活性、相对含水量、叶绿素含量、AsA消耗量、NADP/NADPH比值升高量均明显高于野生型,其中转PtomtAPX基因烟草的APX活性为野生型的1.77倍,平均相对含水量为野生型的1.15倍,叶绿素含量为野生型的1.6倍,AsA消耗量为野生型的1.11倍,NADP/NADPH值为野生型的1.18倍,表明过表达PtomtAPX转基因植株清除活性氧的能力更强。  结论  在非生物胁迫下,PtomtAPX能消除H₂O₂,防止细胞损伤,在植物抗逆中发挥重要作用。      

转砂藓RcMYB基因烟草的抗旱生理指标测定

以转Rc MYB基因烟草和野生型烟草为试验材料,进行干旱和复水处理,测定不同处理叶片的丙二醛、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖的含量,比较外源Rc MYB基因表达对转基因烟草抗旱性的影响。结果表明,在一定时间范围内,随胁迫时间的延长,转基因烟草的丙二醛含量呈上升趋势但一直低于对照组野生型烟草,脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈上升趋势并且一直高于对照组野生型烟草;复水之后,转基因烟草较野生型烟草更快恢复原有状态。结果表明,砂藓Rc MYB基因在烟草的成功表达,使转基因烟草在干旱胁迫过程中表现出更强的稳定性和恢复能力,较野生型烟草具有更强的抗旱性。     

转大肠杆菌KatG基因烟草的获得及其抗逆性鉴定

以NC89烟草(N.tabacum)为材料,经农杆菌介导法转化烟草,通过PCR和RT-PCR对转化烟草进行鉴定,利用百草枯、PEG6000和NaCl处理烟草并进行抗性分析。结果表明,经不同浓度百草枯处理后,转基因烟草受伤害程度明显低于野生型,说明转KatG烟草的抗氧化性强于野生型烟草。与野生型植株相比,经不同质量浓度PEG6000和不同浓度NaCl处理后,转基因烟草叶片相对含水量、相对电导率、CAT活性、MDA质量摩尔浓度、PSⅡ相对量子产率均显著优于野生型植株,表明转KatG烟草的抗旱和抗盐性强于野生型烟草。说明大肠杆菌KatG基因具有提高植物抗逆的功能。因此,KatG基因在抗逆基因工程方面具有较好地应用前景,大肠杆菌KatG基因具有增强抗氧化的功能。     

转枯草芽孢杆菌纤溶酶 (Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE) 基因烟草营养器官显微结构特征

转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme ,BSFE)基因及其信号肽和前肽序列烟草与野生型烟草营养器官显微结构分析结果表明：二者在细胞形态上没有明显差别。但转基因烟草的细胞层次明显少于野生型烟草；转基因烟草的输导组织木质化程度明显高于野生型烟草，且韧皮部有退化现象存在。     

光诱导和组成型启动子控制柠檬酸合酶基因过量表达对转基因烟草耐铝性影响的比较

分别用光诱导型启动子(PrbcS)和组成型启动子(CaMV 35S)驱动柠檬酸合酶基因(cs)在转基因烟草中过量表达,比较转基因烟草中柠檬酸的含量和分泌量及其铝耐受性的变化.结果表明:诱导型转基因株系的CS酶活性是野生型的2.3～2.4倍,组成型转基因株系的酶活性是野生型的1.6～2倍;在30 μmol·L-1铝胁迫下,诱导型转基因植株的根相对伸长量是野生型的2.8～2.9倍,组成型的根相对伸长量是野生型的2～2.3倍;在无铝或300 μmo1·L-1铝胁迫下,转基因烟草叶片和根中柠檬酸含量均高于野生型,其中诱导型转基因植株叶片中柠檬酸含量高于组成型转基因植株,转基因烟草柠檬酸的分泌量分别是野生型的1.8～2.0倍和3.0～3.3倍;在有铝胁迫的珍珠岩基质上培养时,转基因烟草的生长情况好于野生型.这些结果证明,与CaMV 35S相比,采用PrbcS启动子控制cs基因的过量表达可更有效地增加转基因烟草中CS的酶活性及叶片中柠檬酸的合成量,同时也能更有效地提高转基因烟草柠檬酸的分泌量,从而增强其对铝毒害的抵御能力.     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。     

柽柳eIF1A基因耐重金属CdCl_2胁迫能力分析

通过实时荧光RT-PCR技术研究了CdCl2胁迫下不同时间点柽柳根、茎、叶中eIF1A基因的表达模式,结果表明:该基因受CdCl2胁迫诱导明显,可能参与柽柳的CdCl2胁迫应答。进一步对转柽柳eIF1A基因的T2代烟草进行CdCl2胁迫,测定各转基因株系及野生型烟草的MDA、POD、SOD、可溶性蛋白含量等各项抗逆生理指标,结果表明柽柳eIF1A基因具有提高烟草的耐CdCl2胁迫的能力。     

盐胁迫对转ZmPP2C2基因烟草和野生型烟草部分生理生化指标的影响

[目的]探讨外源基因的导入对植物抗盐性的影响。[方法]以转Zm PP2C2基因烟草和野生型烟草为材料,研究盐胁迫对这2种类型烟草叶片光合气体交换参数、叶绿素荧光特性及抗氧化酶活性的影响。[结果]在相同的盐浓度（150mmol/L NaCl）下,随着处理时间的延长,2种烟草的叶片净光合速率和气孔导度均呈下降趋势;最大光化学效率下降,但转基因烟草叶片降幅较小;SOD的活性均是先上升后下降,但转基因烟草下降幅度小;POD的活性、丙二醛的含量也均呈上升趋势,但转基因烟草POD活性的增加明显高于野生型烟草,而丙二醛的含量较野生型烟草低。[结论]盐胁迫下,转基因烟草叶片PSⅡ受伤害较轻,具有较高的抗氧化酶活性,其膜脂过氧化程度低于野生型烟草。     

转CBF3基因烟草的抗寒性研究

为了解拟南芥转录因子CBF3基因转化烟草的抗寒性,利用农杆菌介导法将由诱导型启动子RD29A调控的CBF3基因导入烟草,获得Southern阳性转基因烟草;将转基因烟草幼苗及对照(未转基因烟草)在4℃低温胁迫8h,转基因烟草幼苗杭寒性强于对照;不同温度处理下转基因烟草及对照中渗透调节物质测定结果表明,低温处理下对照及转...     

类番茄茄和多毛番茄CBF1基因转化烟草的表达调控分析

利用农杆菌介导的叶盘法将类番茄茄(Solanum lycopersicoides)和多毛番茄(Lycopersicon habrochaites)的CBF1基因转入普通烟草(Nicotiana tabacum L.),通过分析转基因烟草在低温胁迫条件下目的基因的表达水平并结合转录组数据分析差异表达的基因,揭示CBF1基因在烟草中发挥抗冷作用的机制与相关性。结果显示:低温胁迫下,转基因烟草的抗低温能力高于非转基因的野生型;SlCBF1和LhCBF1基因在普通烟草中过量表达后,转录组测序分析表明SlCBF1基因转化的烟草植株与野生型烟草植株相比,差异表达基因为53个,其中33个表达上调,20个表达下调;LhCBF1基因转化的烟草和野生型烟草植株相比,差异表达的基因为106个,表达上调的有62个,表达下调的有44个。表明在烟草中过表达SlCBF1和LhCBF1会影响转基因烟草中受其调控的下游基因的表达水平,进而提高烟草的抗冷能力。     

拟南芥AtCOR15a转化烟草及后代抗寒性研究

【目的】研究拟南芥AtCOR15a基因的抗寒功能。【方法】构建pCAMBIA1301-COR15a的植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草,通过抗生素筛选和PCR检测获得转基因烟草。低温胁迫后,利用蒽酮法和酸式茚三酮法测定转基因烟草后代与野生型烟草的可溶性糖和脯氨酸含量,同时观察其抗寒能力。【结果】转基因烟草后代可溶性糖含量和脯氨酸含量均比野生型烟草有所提高,并在第5 d达到峰值。低温处理后转基因烟草后代能正常生长,而野生型烟草则全部死亡。【结论】生理生化指标的测定发现,可溶性糖含量与脯氨酸含量的变化趋势与烟草的抗寒性呈正相关,AtCOR15a基因导入烟草中可以明显提高烟草对低温胁迫的抵抗力。     

根癌农杆菌介导油菜CBF1基因转化拟南芥

[目的]为油菜CBF1基因应用于作物抗逆遗传改良提供理论依据。[方法]采用根癌农杆菌介导法将油菜CBF1基因转入拟南芥,筛选抗性转基因拟南芥植株,进行PCR检测和GUS染色。[结果]与不抗潮霉素的野生型拟南芥幼苗相比,对潮霉素具有抗性的转基因拟南芥幼苗的叶片比较大,根特别长。PCR检测表明38株抗性拟南芥植株中有29株能扩增出与目的基因大小一致的条带,阳性率为76.3%,而野生型拟南芥植株没有扩增出相应条带。阳性PCR扩增产物的测序结果表明油菜CBF1基因已经转入到拟南芥。GUS染色表明有22株转基因拟南芥植株呈现阳性。[结论]油菜CBF1基因可以整合到拟南芥基因组并能稳定表达。     

低温对转CBF3基因烟草叶绿体超微结构和生理特性的影响

[目的]探明低温胁迫下转拟南芥CBF3基因烟草幼苗抗寒性相关生理指标和叶绿体超微结构的变化规律。[方法]4℃低温胁迫8 h后,测定转基因烟草幼苗叶片内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量,同时对叶绿体的超微结构进行观察。[结果]低温胁迫转基因烟草幼苗叶片内SOD、POD活性和MDA含量与未转基因烟草之间存在极显著差异（P〈0.01）。透射电镜观察结果表明,低温胁迫转基因烟草叶绿体结构基本是完整的,未转基因烟草叶绿体由杆状变成圆球形,数量有所增加,出现聚集现象,基粒片层混乱。[结论]叶绿体的超微结构和生理指标变化结果表明,转基因烟草对低温具有更好的适应能力。     

过量表达棉花GhSAP1提高转基因烟草的耐盐性

【目的】SAP（stress-associated protein）是一类涉及胁迫应答和调控的锌指蛋白。克隆并分析其对逆境胁迫应答的反应,为棉花抗逆育种提供候选基因。【方法】通过电子克隆方法并经RT-PCR验证获得棉花锌指蛋白基因GhSAP1,将带有目的基因的载体质粒通过PEG介导转化棉花叶肉原生质体细胞,瞬时表达分析其编码蛋白的特性及亚细胞定位信息。通过qRT-PCR技术分析目标基因的组织表达特征及非生物胁迫条件下的表达特性。通过农杆菌介导叶盘转化法,经组织培养获得转基因烟草进行异位表达,检测其与抗逆相关的生理指标,证明其提高植物抗逆能力。【结果】GhSAP1 ORF长度为543 bp,编码一条含180个氨基酸残基的多肽。其理论等电点8.97,分子量19.3 kD,具有典型的A20/AN1锌指结构域。亚细胞定位显示该基因编码的蛋白定位于细胞核上。不同组织器官表达分析显示,GhSAP1在根、茎、叶中的表达量高,而在开花后5 d的胚珠中表达量很低。GhSAP1受盐胁迫诱导,高盐处理2 h后表达量最高。利用含100 μg•mL-1 Kan的培养基进行抗性筛选转基因后代,结合目标基因的PCR与RT-PCR验证,获得转GhSAP1的转基因烟草阳性株系10个。目标基因GhSAP1均能在烟草基因组中整合并异位过量表达。随机选择3个转基因烟草株系,盐胁迫处理显示,发芽一周的种子在含200 mmol•L-1 NaCl培养基上胁迫12 d,转基因植株幼苗平均成活率为81.7%,比非转基因对照植株增加近3倍,其平均根长为3.05 cm,极显著高于非转基因对照。利用GhSAP1表达较高的L2纯系进行成株期烟草盐胁迫处理30 d,转基因烟草后代的SOD活性和可溶性总糖含量增幅分别为23.89 U•g-1 FW和8.37 %,均显著高于非转基因对照;与未胁迫处理相比,转基因植株的叶绿素含量降低幅度仅为0.17 mg•g-1 FW,而非转基因对照降低了0.39 mg•g-1 FW;盐胁迫处理后,转基因植株的MDA含量增幅为7.42 nmol•g-1FW,而非转基因对照增幅达20.85 nmol•g-1FW;在盐胁迫下,转基因植株具有更强的K+根部运输到植株绿色组织能力,其地上部的K+/Na+为1.23,显著高于非转基因对照。【结论】GhSAP1在参与植物的逆境应答反应机制中具有重要作用,过量表达GhSAP1可显著提高转基因烟草的耐盐能力。     

水分胁迫对转ZmPP2C2基因烟草膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以转ZmPP2 C2基因烟草和非转基因烟草为材料(NC89),采用聚乙二醇(PEG-6000)处理,研究水分胁迫对转ZmPP2 C2基因烟草叶片膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在15%PEG-6000模拟水分胁迫条件下,随着处理时间的延长,2种烟草叶片的相对电导度、MDA含量及POD活性都呈上升趋势。但转基因烟草相对电导度和MDA含量上升较非转基因烟草低,POD活性的增加明显高于非转基因烟草。胁迫10 d时与胁迫0 d相比,转基因烟草和非转基因烟草POD分别上升了483.54和212.38%,2种烟草SOD活性均表现为先上升后下降,但转基因烟草下降幅度小,且保持比较高的活性。试验结果说明,干旱胁迫下,转ZmPP2 C2基因烟草叶片具有较高的抗氧化酶活性,膜脂过氧化程度低于非转基因烟草。