紫花苜蓿MsWRKY33转录因子的分离及遗传转化研究

WRKY转录因子是植物特有的转录因子,广泛参与植物对多种逆境胁迫的反应。但是对紫花苜蓿中WRKY转录因子的研究还较少。本研究从紫花苜蓿中克隆了一个WRKY I类转录因子MsWRKY33。该基因CDS全长1536 bp,编码512个氨基酸,结构分析显示MsWRKY33包括两个WRKY结构域和一个C2H2锌指结构(C-X4-C-X23-H-X-H),表明其属于WRKY I 族WRKY转录因子。亚细胞定位预测MsWRKY33蛋白定位在细胞核。MsWRKY33基因受盐、干旱和冷胁迫诱导,暗示基因可能参与了这些逆境胁迫的调控。构建原核表达载体pET-MsWRKY33, SDS-PAGE分析表明在大肠杆菌中表达了MsWRKY33蛋白。扩增MsWRKY33编码区cDNA,以pBI121为基础载体,构建植物超表达载体pBI121-MsWRKY33。采用农杆菌介导的愈伤组织培养法转化紫花苜蓿。利用nptⅡ基因引物和载体特异引物检测抗性苗呈阳性,表明目的基因已成功导入紫花苜蓿基因组中。qRT-PCR检测发现,MsWRKY33基因在转基因株系中得到增强表达。本研究为进一步探索WRKY转录因子基因在紫花苜蓿抗逆性调控中的作用奠定了基础。     

基因转化饲草玉米SAUMZ1提高抗寒性的研究

本研究以拟南芥（Arabidopsis thaliana）叶片为材料,用PCR方法成功地克隆了转录因子CBF1基因,并初步对其进行了序列分析,构建了植物表达载体,然后通过农杆菌介导法将CBF1基因转入饲草玉米SAUMZ1（Zea mays）。PCR分子检测表明,外源基因已经插入到玉米草基因组中。不同低温胁迫处理后,转基因植株比对照植株的相对电导率含量低,进一步说明转入CBF1基因后增强了饲草玉米SAUMZ1的抗寒性。     

脱水素基因转化紫花苜蓿及其初步抗旱性分析

为了获得抗旱性较强的转基因苜蓿,试验以紫花苜蓿品种中苜2号作为基因转化受体,将沙冬青脱水素基因通过农杆菌介导,转化到中苜2号中。试验结果表明,子叶和下胚轴作为外植体愈伤组织诱导频率最高,外植体与农杆菌的共培养时间以5d为最佳,试验共获得126株抗性再生植株;PCR和RT-PCR鉴定后,得到了11株阳性转基因苜蓿;通过干旱处理后,经初步的表型和脯氨酸分析显示,转基因苜蓿具有较强的抗旱能力。     

抗冻基因CBF2表达载体构建及转化紫花苜蓿的研究

本研究以拟南芥基因组DNA为模板,用PCR方法扩增目的基因,连接到PGEM-T Easy Vector载体上构建成克隆载体T-CBF2.用BamHI和Sacl分别对克隆载体T-CBF2和植物表达载体PBIl21进行双酶切,获得目的片段和线性质粒.在T4 DNA连接酶的作用下进行定向连接,构建成植物表达载体P-T-CBF...     

抗冻基因CBF_2表达载体构建及转化紫花苜蓿的研究

本研究以拟南芥基因组DNA为模板,用PCR方法扩增目的基因,连接到PGEM-T Easy Vector载体上构建成克隆载体T-CBF2。用BamHⅠ和SacⅠ分别对克隆载体T-CBF2和植物表达载体PBI121进行双酶切,获得目的片段和线性质粒。在T4DNA连接酶的作用下进行定向连接,构建成植物表达载体P-T-CBF2。采用直接转化法将重组子导入根癌农杆菌EHA105。经PCR鉴定,重组质粒已成功导入根癌农杆菌中。通过农杆菌介导法转化和田苜蓿,现在已经得到转基因的苜蓿愈伤组织。     

根癌农杆菌介导的紫花苜蓿遗传转化体系的建立与优化

以“中苜1号”紫花苜蓿7日龄无菌苗子叶和再生无菌苗的叶片为材料，建立了适用于农杆菌介导的转基因组织培养体系，并对MsNHX1基因进行转化。转化优化条件为：“中苜1号”紫花苜蓿7日龄无菌苗子叶、再生无菌苗叶片，用农杆菌菌液（A600=0.6）侵染6min，然后在培养基上铺一层灭菌滤纸培养7d后清洗，建立了苜蓿快速有效的遗传转化体系。     

根癌农杆菌介导AtNHX1基因转化紫花苜蓿的研究

在已建立的紫花苜蓿Medicogo sativa体细胞胚高频再生体系的基础上,研究了OD600、侵染时间、负压处理、预培养及共培养时间、脱菌及选择方法等因子对转化效率的影响,并初步获得了抗性体胚。     

MsNHX1基因转化紫花苜蓿及转基因植株的鉴定

以紫花苜蓿"中苜1号"(Medicago sativa L.cv.Zhongmu No.1)7日龄无菌苗子叶为外植体,建立适用于农杆菌介导的转基因组织再生体系,并进行MsNHX1基因转化试验。MsNHX1基因编码"中苜1号"液泡膜Na /H 逆向转运蛋白,将其转化到"中苜1号"中,以期获得耐盐性更好的苜蓿材料。利用PCR技术、RT-PCR技术及Dot Blotting技术对转基因植株进行鉴定,结果显示:MsNHX1基因已经整合到"中苜1号"基因组内,并且可以转录为mRNA。     

农杆菌介导的smt1富硒基因转化紫花苜蓿研究

利用遗传转化,将硒富基因转入紫花苜蓿（Medicago sativa）是提高苜蓿富硒能力,解决当前硒不足问题的有效途径之一。本研究以“中苜1号”紫花苜蓿为受体材料,通过农杆菌介导法将来自硒超富集植物二沟黄芪(Astragalus bisulcatus)的硒代半胱氨酸甲基转移酶基因(smt1)转入苜蓿,并以3 mg·L-1潮霉素进行筛选,获得转化植株10株。结果表明,5株均能扩增出与smt1基因大小相符的条带。RT PCR检测结果表明,2株目的基因表达呈阳性,这表明smt1基因已成功转入紫花苜蓿基因组中,且可以在植株中正常表达。     

紫花苜蓿bZIP转录因子MsbZIP1的克隆、表达特性和遗传转化分析

bZIP（Basic leucine zipper）是植物中一类非常重要的转录因子,参与植物从生长发育到抗性调控的多个生物学过程。为了了解紫花苜蓿（Medicago sativa）中bZIP转录因子的特性,解析紫花苜蓿MsbZIP1基因的生物学功能,从而阐述MsbZIP1基因响应紫花苜蓿抗逆调控机制,本研究利用RACE技术从紫花苜蓿中获得1个MsbZIP1基因的全长cDNA,该序列全长1 176 bp,编码361个氨基酸,预测分子量为42.3 kD,等电点为6.5。分析发现,该蛋白含有bZIP家族典型的BRLZ碱性结构域和亮氨酸拉链,属于bZIP家族蛋白。进化树分析表明,该蛋白属于bZIP转录因子C亚族,与拟南芥（Arabidopsis thaliana）的AtbZIP63具有很高的同源性,推测可能具有与该类蛋白相似的功能。qRT-PCR分析表明,MsbZIP1基因对干旱、高盐、高温、低温,以及脱落酸（Abscisic acid,ABA）和生长素（Auxin,IAA）处理都有不同程度的响应,推测该基因可能参与调控紫花苜蓿多种非生物胁迫。本试验通过构建表达载体PCAMBIA3301-MsbZIP1,以农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,经后代筛选、扩繁和分子检测,得到7株超表达的转基因拟南芥。本研究第一次分离了紫花苜蓿C亚族bZIP转录因子,初步确定紫花苜蓿MsbZIP1基因响应多种逆境胁迫的反应,并获得了阳性转基因材料,并为进一步探索该类转录因子在紫花苜蓿抗逆性调控中的作用奠定了基础。     

豌豆清蛋白１（PA１）基因的克隆及对苜蓿的转化

 本研究用ＰＣＲ 方法从豌豆（食荚大菜豌）克隆出富含硫氨基酸、同时具有抗虫作用的双功能的蛋白质基因－豌豆清蛋白１（ＰＡ１）基因,并构建了植物表达载体ｐＣＡＭＢＩＡｌ３０１－ＰＡ１。采用农杆菌介导法转化了紫花苜蓿,并对其转化体系进行了优化,得到了多个转基因胚性愈伤组织及其再生植株。ＰＣＲ 和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交检测表明,ＰＡ１基因和潮霉素抗性基因已被整合到了宿主细胞。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ 分析表明该基因在再生植株中有一定表达。游离氨基酸分析表明,ＰＡ１基因的表达转基因苜蓿中蛋氨酸和半胱氨酸的含量从０．１％提高到０．４％。     

紫花苜蓿基因转化的影响因素分析

通过农杆菌介导法对紫花苜蓿不同品种植株进行了抗旱基因转化的研究,得到了一套紫花苜蓿基因转化的优化体系。研究表明,100 mg/L的卡那霉素对苜蓿愈伤组织的生长有着显著的抑制效应。250 mg/L头孢霉素能够有效地抑制农杆菌菌株LBA4404的生长。紫花苜蓿供试材料被切后直接用OD600值为0.3~0.5的农杆菌LBA4404菌液侵染10~15 min;培养材料共培养3 d后在愈伤组织诱导培养基MS 2 mg/L 2,4-D 0.5 mg/LKT 30 g/L蔗糖 9 g/L琼脂 250 mg/L Cef上诱导出愈伤组织;在体细胞胚分化培养基MS 1.0 mg/L BA 0.3 mg/L NAA 30 g/L蔗糖 9 g/L琼脂 50 mg/L Kan 250 mg/L Cef上促进体细胞胚的分化;分化出的体细胞胚在再生培养基上(同分化培养基,Kan为80 mg/L)进一步发育成抗性转化苗;转化的无根小苗在生根培养基1/2 MS 1.0 mg/L IBA 1%蔗糖 0.8%琼脂 100 mg/L卡那霉素上可生长出根系。     

口蹄疫病毒抗原决定簇融合基因转化苜蓿

摘要：通过农杆菌的介导,以携带O型和A型口蹄疫抗原决定簇融合基因O21 O14 A21 HBcAg的植物表达载体转化苜蓿(Medicago sativa)愈伤组织,并再生得到抗性植株。试验建立了苜蓿甘农1号愈伤组织再生系统;优化了农杆菌介导的苜蓿遗传转化系统;获得抗性再生植株4棵;GUS报告基因在转化的愈伤组织中得到瞬时表达;抗性植株PCR检测结果证实目的基因已经成功整合到苜蓿基因组中。     

AtPCS1基因表达载体构建与转化苜蓿的研究

扩增拟南芥(Arabidopsis thaliana)螯合肤合成酶(AtPCS1)全长基因;构建AtPCS1植物表达载体pBI 121-AtPCS1,进一步转化农杆菌EHA105;利用转化的农杆菌EHA105侵染甘农一号苜蓿(Medicago satiua)叶片,经过80～100 d的筛选与培养,获得57株再生转基因植...     

单宁酸溶液对低温胁迫下紫花苜蓿膜透性的影响

应用植物叶片膜透性的测定方法研究了外施单宁酸溶液,对紫花苜蓿幼苗膜透性的影响,结果表明:随着低温处理时间的延长,不同浓度的单宁酸处理的苜蓿叶片膜透性都有所增加,但增加速率不同,为:V0>V0.25>V0.5>V1;经浓度为0.5%,1%的单宁酸溶液处理过的苜蓿幼苗,其膜透性均明显高于未经单宁酸溶液处理的苜蓿幼苗(P<0.01);经浓度为0.25%的单宁酸处理过的苜蓿幼苗,其膜透性变化在低温处理时间为0 h,2 h和4 h差异不显著,但在处理6 h的时候差异性显著(P<0.05);随着单宁酸溶液浓度的增加,每个处理时间上苜蓿幼苗的膜透性逐渐减小,保护性作用逐渐加强。此研究结果为单宁酸溶液能提高苜蓿抗寒性,减轻低温伤害提供有效的理论依据。     

紫花苜蓿肌动蛋白基因的提取

选取紫花苜蓿叶片为材料,提取总RNA,利用蒺藜状苜蓿的肌动蛋白基因设计特异性引物,扩增出目的基因的cDNA进行测序,测序结果在NCBI基因库中利用Blast与其他高等植物肌动蛋白基因序列进行了比对、分析,结果证明所提取的基因为紫花苜蓿肌动蛋白基因的片段。     

牛皮蝇HA抗原基因转化紫花苜蓿的研究

以“甘农1号”紫花苜蓿(Medicago sativa)7 d苗龄子叶和下胚轴为受体材料,建立了高效的苜蓿再生体系和遗传转化体系,筛选出MS+2,4 D 2.0 mg/L+6 BA 0.5 mg/L和MS+6 BA 0.5 mg/L+NAA 0.03 mg/L+GA3 2.0 mg/L为苜蓿子叶愈伤组织诱导和分化的适宜培养基;探讨了农杆菌浓度OD600约0.5、感染时间8~10 min、共培养时间2 d为适宜的转化条件。采用农杆菌介导法将Hyperdomin A（HA）基因导入紫花苜蓿,经PCR检测和Southern分子杂交分析,结果表明HA基因已经整合到苜蓿基因组中,可为牛皮蝇蛆病可食性疫苗的研究提供理论基础。     

紫花苜蓿基因工程研究进展

牧草基因工程是近年来国内国际研究的热点之一,紫花苜蓿是世界范围内栽培历史最悠久、面积最大、研究最深入的优良豆科牧草,以其品质好、产量高而被誉为“牧草之王”。本研究结合国内外苜蓿基因工程研究动态,从生物胁迫、非生物胁迫、品质改良等方面系统介绍了苜蓿转基因研究的主要内容,在对已有成果进行综合分析的基础上,就目前苜蓿基因工程研究中亟待解决的一些问题进行了探讨。     

紫花苜蓿MsSOS1基因的克隆与表达分析

Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因SOS1（salt overly sensitive 1）是植物在抵御盐胁迫过程中一个重要的必需基因之一。本研究在紫花苜蓿（Medicago sativa）叶片中克隆得到一个MsSOS1基因,编码859个氨基酸,具有一个CAP-ED superfamily结构域、一个Crp superfamily结构域和一个Na⁺/H⁺ Exchanger superfamily结构域。与鹰嘴豆、大豆、羽扇豆、花生和葡萄的一致性分别是91%,87%,85%,84%和77%。实时荧光定量PCR分析表明,MsSOS1基因在根、茎、叶和花中均有表达,其中在根中的表达量最高,花中最低。此外,MsSOS1基因在4℃、PEG和ABA的胁迫中的表达均受到调控,推测该基因的表达与紫花苜蓿的抗逆性有关。