菠萝AcSERK1 启动子的转录起始位点及胚性细#br# 胞特异性鉴定

 AcSERK1 是菠萝（Ananas comosus）体细胞胚发生初期特异表达的基因,为探讨其转录调控 规律,对其5′上游调控序列的转录起始位点及启动特性进行了鉴定。采用hiTAIL-PCR 技术从菠萝基因组 DNA 中克隆了AcSERK1 完整的5′上游调控序列,利用5′RACE 技术鉴定出其转录起始位点位于起始密码 子（ATG）上游258 nt（G）处。以AcSERK1 5′上游完整调控序列取代pBI121 中的CaMV 35S 启动子,构 建植物表达载体AcSERK1（–2 090/+258）︰︰GUS,并在菠萝不同组织器官中进行瞬时转化分析,发现AcSERK1 5′上游完整的调控序列（–2 090/+258）能够启动GUS 在胚性细胞中特异性表达,与AcSERK1 表达规律相 同,说明该启动子为胚性细胞特异性启动子,对调控外源基因在体细胞胚早期特异表达有重要意义。     

菠萝AcSERK1启动子的克隆及其初步活性分析

【目的】探讨Ac SERK1启动子的活性,为进一步研究Ac SERK1转录调控的分子机制提供依据。【方法】利用hi TAIL-PCR法从菠萝基因组DNA中分离Ac SERK1启动子序列,并利用Plant Care和PLACE分析该序列的顺式作用元件。将启动子与GUS融合,农杆菌真空渗透法浸染烟草叶片后,光照处理、暗处理和0.5 mg·L~(-1)2,4-D处理36 h后利用组织化学染色法检测GUS活性。【结果】克隆了Ac SERK1上游2097bp启动子序列,命名为P_(Ac SERK1)。预测结果显示,该序列除含有TATA-box、CAAT-box等真核生物启动子核心元件外,还含有生长素、赤霉素和茉莉酸甲酯等激素响应元件,高温和低温胁迫响应元件以及光响应元件。瞬时表达结果表明,在光和2,4-D的诱导下P_(Ac SERK1)具有启动基因表达的功能。【结论】分离获得了Ac SERK1启动子序列且该启动子在光和2,4-D诱导下能驱动GUS的表达。     

菠萝AcSERK15’上游区(-499/+258bp)转录活性的研究

【目的】探究Ac SERK1启动子的功能,有助于了解Ac SERK1的表达调控模式。【方法】以‘神湾’菠萝(Ananas comosus L.‘Shenwan’)为材料,将Ac SERK1启动子缺失序列与GUS融合,构建植物表达载体,并导入根瘤农杆菌GV3101中。利用农杆菌真空渗透法侵染烟草叶片,并检测GUS活性;利用浸染法转化菠萝胚性愈伤组织获得转基因植株,分析光照、2,4-D和4℃等处理后的GUS表达量。【结果】构建2个Ac SERK1启动子植物缺失表达载体,分别命名为p(-30/+258 bp)和p(-499/+258 bp)。烟草瞬时表达结果显示p(-499/+258 bp)表现出强的GUS活性,p(-30/+258 bp)表现出微弱的GUS活性。q RT-PCR结果表明,光照处理后,GUS表达量降低。相反的,2,4-D和4℃处理转基因菠萝植株后GUS表达量均显著增加。【结论】Ac SERK1启动子-499/-30 bp区段内含有光、生长素和低温响应元件。     

菠萝非胚性愈伤组织的类型及其器官发生

以菠萝[Ananas comosus(L.)Merr.]非胚性愈伤组织为材料,利用离体培养及组织细胞学等方法研究了其在增殖、分化过程中的特性和再生规律。在增殖培养基上经过3次以上继代培养后,非胚性愈伤组织形态上逐渐表现出一定差异。根据其形态结构、分化能力和组织细胞学特征,可把非胚性愈伤组织分为节瘤状组织、薄壁组织团、致密深层愈伤组织和表面疏松愈伤组织4种类型;在增殖培养基MS+3.0mg/LBA+2.0mg/LNAA上,一种类型的非胚性愈伤组织通常只会生长出同类型的非胚性愈伤组织,但通过改变培养基配方等方法可使不同类型之间发生转换。同时,增殖继代过程中的器官发生现象很常见,通常是在薄壁愈伤组织表面细胞分化成具有分生能力的细胞,然后进行不定芽的分化。4类非胚性愈伤组织都可以通过拟原球茎、多芽体以及不定芽的形式进行器官发生;也可以经胚性诱导由体细胞胚发生途径再生成植株,其中拟原球茎产生体细胞胚的能力最强,多芽体其次。生长素及细胞分裂素对非胚性愈伤组织的形态结构、分化途径以及增殖能力有很大的影响。     

葡萄不同倍性品种的杂种胚挽救及鉴定

以二倍体葡萄为母本,与四倍体葡萄杂交,杂种进行胚珠培养,获得三倍体植株.胚珠培养胚萌发率最高可达39.21%,成苗率最高可达35.32%.先用细胞倍性测定仪初选,再用卡宝品红染色法根尖计数染色体为57条.不同组合取样时期可确定为:早熟母本为花后40～50 d内,中熟品种为50～60 d,晚熟品种则为60～80 d.     

菠萝种质鉴定及亲缘关系的AFLP分析

从FISH-AFLP试剂盒(PSTI/MseI型)64对引物中,筛选出8对AFLP选择性引物P-GAA/M-CTA、P-GAC/M-CTG、P-GAC/M-CTT、P-GAG/M-CAT、P-GAG/M-CTA、P-GAT/M-CAT、P-GAT/M-CTA、P-GAT/M-CTC,对39份菠萝种质进行了AFLP分析,都得到了清晰的多态性指纹图谱。8对引物共获得454个遗传位点,其中多态性位点332个,多态性比例平均为73.1%。UPGMA聚类表明,各种质间的相似系数为0.73～0.98,说明39份菠萝种质遗传关系相对较近。依相似系数0.80的水平,将供试的39份菠萝种质分为4类。研究结果可以作为菠萝分类的理论依据和基础。     

平邑甜茶后代双胚苗的倍性鉴定及核型分析

为了确定平邑甜茶双胚苗的倍性特征和核型特点,采用压片和流式细胞仪观测的方法对平邑甜茶后代中双胚苗进行染色体倍性观察和核型分析。结果表明:4株供试材料均为三倍体,2n=3x=51,染色体为小型,染色体长度比差异不大;核型组成由中部着丝点染色体(m)和亚中部着丝点染色体(sm)组成;株系8-1、8-2、12-1和12-2的核型公式分别为2n=3x=45m+6sm,2n=3x=48m+3sm,2n=3x=27m+24sm,2n=3x=33m+18sm;染色体相对长度和着丝点指数的变异范围分别为1.21%～2.68%和34.19%～42.37%,1.44%～2.63%和35.59%～44.08%,1.36%～3.02%和32.85%～42.18%,1.43%～2.87%和34.23%～44.02%;核型分别属于1B、1A、2B和1B类型,表现为株系之间的核型不完全相同。本研究为丰富无融合生殖型砧木的育种理论,获得新的苹果无融合生殖型砧木提供有益的借鉴。     

芹菜胚性细胞悬浮系原生质体分离及再生植株

利用芹菜胚性细胞悬浮系成功分离得到大量原生质体, 获得芹菜大量原生质体的最佳反应体系为: 酶液组成为3.0%纤维素酶Onozuka R210、1.0%离析酶R210、11%甘露醇、0.5% CaCl₂ ·2H₂O和0.1% MES; 摇床转速为80 r/min, 温度(25 ±2) ℃, 酶解时间5～6 h; 原生质体产量为25.00 ×10⁶ /g, 原生质体活力83.41%。原生质体浅层培养, 培养基为1 /2 MS + 1 mg/L 2, 4-D + 0.5 mg/L KT + 11%甘露醇+ 500 mg/L水解络蛋白, 两天后, 重新再生细胞壁之后进行第1次分裂, 逐步降低渗透压至甘露醇3% ,大约30 d形成小细胞团。小愈伤组织经增殖培养后在1 /2MS + 500 mg/L CH + 0.25 mg/L KT固体分化培养基诱导出不定芽, 30 d后再转入MS基本培养基, 获得完整的再生植株。     

芥蓝耐热性鉴定及耐热转录因子MBF1c表达分析

芥蓝喜凉性气候,耐高温能力较弱,夏秋季栽培高温逆境往往使其生长发育不良,影响其产量、品质。本试验采用人工气候箱高温处理的方法,测定10份芥蓝材料在不同高温胁迫下的生长指标和生理生化指标,分析10份芥蓝材料在不同高温胁迫下各项指标的相对变化率。结果表明:高温胁迫下芥蓝的热害指数与生长指标(地上部鲜质量、地下部鲜质量、节间长)可以简单、较好地反映出芥蓝材料间耐热性差异;37℃/25℃、40℃/32℃处理的生理生化指标相对变化率能较好地反映出芥蓝材料间的耐热性差异;高温能诱导MBF1c转录因子的表达,使其表达量升高,且耐热性强的材料相对表达量较高,该转录因子的表达可能对芥蓝耐热性起到一个正调控作用。综合评价结果表明,矮脚香菇在这10份芥蓝材料中耐热性最强。     

CRISPR/Cas9介导柑橘CsLOB1基因启动子的多位点编辑

为了获得CsLOB1启动子较大片段删除的突变体,利用CRISPR/Cas9技术对CsLOB1启动子进行多位点编辑。通过在CsLOB1启动子的EBEPthA4区域及其上、下游设计不同的靶标位点,构建了2个植物表达载体pCas9CsLOB1:2sites和pCas9CsLOB1:3sites,分别对CsLOB1启动子同时进行2个位点和3个位点的编辑。测序结果表明pCas9CsLOB1:2sites和pCas9CsLOB1:3sites的基因编辑效率分别为64.7%和80.0%,突变体植株在2个sgRNA之间发生了DNA片段的删除。进一步的分析发现,不同的sgRNA具有不同的突变效率,其差异是由于不同的sgRNA对CsLOB1-识别和结合能力的差异造成的。本结果表明对CsLOB1启动子进行多位点编辑可以获得删除较大DNA片段的突变体。     

马铃薯块茎组织特异性启动子GBSS的克隆及序列分析

利用PCR技术从马铃薯陇薯3号基因组DNA中扩增出长度约为600 bp的DNA片段,经与T载体连接,测序表明,克隆到的DNA片段大小为599 bp,该序列与Genebank中已公布的GBSS启动子序列同源性为99.67%;采用植物顺式调控元件数据库PLACE和PlantCare对其进行序列分析,结果表明,该片段含有启动子的保守序列TATA-box和CAAT-box。此外,还具有诸如TAACAAA、CTAACAC、CTCTT及CACT等序列,而这些特异序列可能是基因特异表达所必须的。     

银杏GbERF1转录因子基因的克隆及亚细胞定位分析

ERF是植物中一类重要的转录因子,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的响应。以3年生银杏苗为试材,采用RT-PCR与RACE-PCR方法,研究了银杏ERF基因序列,以期深入了解银杏药用成分合成代谢的分子机理。结果表明:GbERF1含有长度为1 314bp的完整开放阅读框,编码437个氨基酸。蛋白序列分析显示,GbERF1蛋白含有2段ERF家族的特殊位点。GbERF1蛋白序列与北美云杉(ADE75663.1)序列的相似性为97%。系统进化树分析,GbERF1与北美云杉、狭叶羽扇豆的序列可划归为同一分支。实时荧光定量PCR结果显示,GbERF1主要在银杏根和叶中表达,逆境胁迫处理后显示,该基因在乙烯、紫外诱导处理下,表达量大幅度提升,随后下降,但仍高于对照组,干旱诱导处理下表达量先升高后降低,矮壮素(CCC)诱导下表达量变化不太明显。烟草叶片下表皮细胞亚细胞定位结果表明GbERF1定位于细胞核。     

多花蔷薇胚性细胞悬浮系原生质体分离及再生植株

利用多花蔷薇‘无刺3号’假珠芽诱导的胚性愈伤细胞悬浮系分离得到原生质体,并培养获得再生植株。酶种类和浓度, 酶解时间及悬浮细胞继代时间对原生质体分离有重要影响,最佳酶液组成是2.0%纤维素酶,0.5%离析酶,5.0 mmol·L^-1 MES, 0.5 mol·L^-1甘露醇,0.5% CaCl₂·2H₂O。采用继代3 d的悬浮细胞系,酶解10 h,原生质体产量达到26.67×10⁶g^-1,原生质体活力为92.21%。采用液体浅层培养,肌醇比蔗糖更有利于纯化后的原生质体分裂和生长。愈伤组织形成增殖培养基为1/2MS + 2,4-D 1.0 mg·L^-1+ EBR 0.2 mg·L^-1 + 10 g·L^-1 Ficoll + 500 mg·L^-1谷氨酰胺 + 20 mg·L^-1甘氨酸 + 20 mg·L^-1天冬氨酸,分化培养基为1/2MS + 10 mg·L^-1 TDZ + 500 mg·L^-1谷氨酰胺+ 20 mg·L^-1甘氨酸+ 20 mg·L^-1天冬氨酸,后转入1/2MS培养基上获得完整植株。     

龙眼SKP1-like家族成员鉴定及体胚发生早期表达分析

为研究S-phase kinase-associated protein 1-like(SKP1-like)在龙眼中的分子特性以及其在体胚发生早期的表达模式,基于模式植物拟南芥SKP1-like的氨基酸序列,在龙眼基因组数据库中进行SKP1-like成员的鉴定。同时,通过生物信息学方法对其蛋白理化性质、系统进化特征、染色体定位、共线性与选择压力、基因结构、保守基序、蛋白结构、蛋白互作网络、启动子顺式元件进行分析,并结合龙眼转录组数据分析其在体胚发生早期的表达模式。研究结果表明:龙眼SKP1-like家族基因共有14个成员,分别将其命名为DlSKP1-1～DlSKP1-14。龙眼SKP1-like(DlSKP1)家族基因编码蛋白质的氨基酸数、分子量以及等电点分别为75～399 aa、8.29～45.34 kD、4.44～5.76,均不含信号肽,可能主要定位于叶绿体中。DlSKP1家族存在1对串联重复基因以及4对片段重复基因。蛋白互作结果提示,Dl SKP1家族成员可能与多种蛋白(尤其F-Box家族蛋白)存在互作关系。启动子顺式作用元件的结果表明,DlSKP1家族成员启动子含有较多脱落酸(...     

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。     

菠萝心腐病拮抗菌的分离、筛选及鉴定

从海南省乐东县菠萝等不同作物健康植株根际土壤中分离筛选菠萝心腐病菌烟草疫霉Phytophthora nicotianae拮抗菌,挑选抑菌作用较强的拮抗菌,并观察其形态特征、测定生理生化特性,结合16SrDNA序列分析鉴定其种类。结果表明,筛选出2株细菌HL2和HL3对烟草疫霉抑菌作用较强,对病菌菌丝生长的抑制率分别为71.6%、53.3%,对病菌游动孢子囊的抑制率分别为83.3%、61.7%,其挥发性物质能明显抑制病原菌菌丝生长。通过形态学和分子生物学初步鉴定,HL2为枯草芽孢杆菌,HL3为链霉菌。     

辣椒B-box转录因子家族的鉴定及表达分析

以辣椒基因组数据为基础,利用生物信息学方法,对辣椒B-box家族基因进行了染色体定位、基因结构、系统进化及组织表达模式等分析,并通过qRT-PCR方法对该家族基因在激素及非生物胁迫下的转录水平进行了检测。辣椒全基因组中共鉴定出26个BBX家族成员,分布于辣椒12条染色体上。系统进化分析分析发现,辣椒BBX蛋白成员可进一步分为5类:groupⅠ～Ⅴ。其中,groupⅠ包含两个B-box结构域;groupⅡ和Ⅲ中的蛋白除CaBBX25外,都包含B-box1、B-box2和CCT结构域;groupⅣ仅包含1个B-box结构域;groupⅤ含有1个B-box和1个CCT结构域。同一进化分类中的成员通常具有相同或者相似的外显子数,其蛋白中保守基序的构成也具有较高的相似性。组织特异性表达分析发现,除D类基因外,其他17个基因在不同器官或者果实的不同发育时期都有着较高的表达水平。qRT-PCR分析发现,10个CaBBX基因受到激素和非生物胁迫不同程度的诱导表达。     

‘霞多丽’胚性细胞悬浮系的建立及植株再生

以‘霞多丽’前胚物质为试材,初步建立了‘霞多丽’胚性细胞悬浮系,并研究了不同激素及其浓度配比,不同种类及浓度的碳源以及谷氨酰胺对悬浮细胞生长的影响.结果表明:2,4-D和NOA均可以抑制胚性细胞的分化,但2,4-D更有利于细胞的增殖,最佳的2,4-D附加浓度为1 mg/L.同等浓度(0～60 g/L)的麦芽糖比蔗糖更利于细胞的生长,15 g/L为‘霞多丽’胚性悬浮细胞生长的最佳麦芽糖浓度.附加谷氨酰胺可以显著提高悬浮细胞的生长,其中以500 mg/L为最佳.     

香蕉分生小球体途径胚性细胞悬浮系的建立

 以7 个香蕉品种未成熟雄花为外植体均获得了分生小球体(meristematic globules) 。分生小球体的诱导率因基因组型和品种而异, 为15 %～81 % , 分生小球体的特点及开始出现的时间也受基因组型和品种的影响。以分生小球体为起始材料, 建立了‘广东2 号’、‘华农7 号’及‘河口龙牙’3 个品种的胚性细胞悬浮系, 并通过体胚发生途径获得了前两个品种的再生植株。     

番木瓜胚性细胞悬浮系高效遗传转化体系的建立

【目的】建立番木瓜高效遗传转化体系，为番木瓜基因功能研究和重要农艺性状改良提供新的技术支撑。【方法】以紫晖番木瓜胚性细胞悬浮系（embryogenic cell suspensions,ECS）为遗传转化受体，利用植物表达载体pCAMBIA1301和农杆菌介导法进行遗传转化，对抗生素浓度筛选、侵染时间、继代培养、抗性胚的诱导与萌发以及植株再生整个过程进行探索，最后获得抗性再生植株。【结果】通过设置不同浓度的头孢霉素和潮霉素处理，观察ECS细胞状态，筛选、确定头孢霉素和潮霉素最适处理质量浓度分别为200 mg·L-1和5 mg·L-1。工程菌和ECS共培养侵染2 d后转到含有头孢霉素和潮霉素的液体筛选培养基上进行继代培养，继代周期为14 d。经GUS染色验证，表明继代3次后的ECS几乎全部为转化细胞。将以上ECS转移到液体胚诱导培养基中进行培养，2个月后可获得大量球形体细胞胚，且GUS组织染色为蓝色。将球形体细胞胚转到半固体成熟培养基上培养，2个月后可获得成熟子叶期体细胞胚。子叶期体细胞胚在萌发培养基上光培养30 d后，可获得再生芽。任意选取再生芽进行GUS染色，均可染成蓝色。抗性再生芽...