藜麦WRKY基因的进化与多胁迫条件下的转录应答

WRKY转录因子参与调控植物生长发育和多种胁迫应答,是一类非常重要的植物转录因子。为解析藜麦WRKY基因的进化特征及挖掘响应胁迫的WRKY基因,本研究利用系统的生物信息学方法在全基因组水平对WRKY基因进行了鉴定,并对其染色体定位、分组、系统进化、共线性分析以及多胁迫条件下的表达模式进行了分析。藜麦基因组中鉴定得到90个WRKY基因;划分为3组:Ⅰ组(18个)、Ⅱ组(46个)和Ⅲ组(12个),其中Ⅱ组成员进一步被划分为5个亚组:Ⅱ-a(9个),Ⅱ-b(4个),Ⅱ-c(13个),Ⅱ-d(10个)和Ⅱ-e(10个)。另外,14个WRKY成员因为WRKYGQK短肽的缺失,以及锌指结构变异较大而未划分到任何分组。本研究分组与藜麦WRKY基因进化树中家族成员的聚类结果完全一致,进一步支持了成员分组的可靠性。此外,不同分组的WRKY成员的蛋白序列呈现出小组特异的氨基酸保守域组成。藜麦和祖先二倍体苍白茎藜、瑞典藜的同源基因组模块分析表明,藜麦WRKY基因数目的增加主要来自全基因组倍增。在干旱、高温、盐、低磷胁迫和花生褪绿扇形斑病毒(GCFSV)侵染下,大量WRKY基因的表达水平被显著性诱导或抑制,说...     

转AtHDG11基因玉米的获得及抗旱性鉴定

培育抗除草剂和抗旱的转基因玉米种质,通过超声波辅助农杆菌介导花粉非组培法将拟南芥抗旱基因At HDG11导入玉米自交系昌7-2中,获得转基因植株。通过逐代除草剂筛选、分子检测对获得的转基因植株进行检测,获得5株转基因株系。在此基础上,以非转基因自交系昌7-2为对照,对5个转基因株系进行抗旱性鉴测;对苗期和十叶期玉米植株进行干旱胁迫处理,测定转基因植株生理活性物质和光合参数。结果表明,在干旱胁迫条件下,转基因玉米叶片的Pro含量高于非转基因玉米,MDA含量低于非转基因玉米;不论在正常生长条件下还是干旱条件下,转基因株系的光合速率和水分利用率都明显高于对照植株;而转基因株系的蒸腾速率和气孔导度则明显低于对照植株。综合室内与田间的抗旱检测结果表明,超声波辅助农杆菌介导花粉的非组培转基因方法在玉米上是可行的。将拟南芥HDG11基因导入玉米,同样可以有效地提高玉米的抗旱性,为玉米的抗旱育种提供新的种质资源和新的转基因方法。     

藜麦FAD2基因鉴定及生物信息学分析

脂肪酸去饱和酶(FAD2)是植物亚油酸合成途径中的关键酶,在植物不饱和脂肪酸合成中起着重要作用。本研究基于藜麦基因组数据库,筛选得到3个FAD2基因成员,包含有典型的脂肪酸去饱和酶结构域。通过生物信息学分析,FAD2蛋白等电点(pI)为8.89～8.97,均属于碱性蛋白质,氨基酸序列长度在369～382之间,分子量范围为44.09～44.62 kD,为亲水性蛋白,亚细胞定位于内质网中。系统进化树分析表明,藜麦FAD2基因家族成员处于同一个亚支,与大豆的亲缘关系最近。启动子元件分析结果显示,FAD2基因启动子含有多个参与干旱、低温、光照、抗逆以及多种激素响应的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示藜麦FAD2家族成员参与多种防御和应激反应。本研究通过生物信息学分析了FAD2基因家族,对进一步研究FAD2基因的功能提供参考。     

早熟棉‘中棉所16’再生纯合系的创制及遗传转化

为拓展可再生陆地棉的基因型,利用转基因技术直接改良已有的优良早熟棉品种,设置不同浓度的2,4-D和激动素(KT)4种组合进行诱导,成功获得体细胞胚和再生植株,构建早熟棉品种‘中棉所16’再生体系。研究表明:诱导初生愈伤组织以添加0.1 mg/L 2,4-D、0.1 mg/L KT的组合诱导培养基效果最佳,愈伤组织形态较好,有利于撤除激素的胚胎发生和植株再生;‘中棉所16’胚胎发生状态只有1种,在去掉2,4-D和KT的第一次继代便开始分化出白-灰色粗颗粒胚性愈伤组织,继代1～2次后有胚状体出现和植株再生,整个再生过程需要6～8个月。经过2次组培获得再生系,其不同株系胚胎发生率均有不同程度的明显提高。随后获得后代种子100%可再生纯合系材料,经过进一步自交扩繁,其后代种子用于转化受体,提高了转化和再生效率,并利用该体系将EDT1基因成功导入‘中棉所16’基因组。以9个月为限统计,其遗传转化胚胎发生率高达40%以上。     

不同生育期大豆品种蛋白质、脂肪积累的变化规律及其与品质的关系

研究了早晚熟品种不同时期大豆种子中蛋白质、脂肪以及粒重积累的动态变化规律。结果表明，在整个积累过程中，蛋白质、脂肪和粒重都存在剧增期，而且品种不同剧增期也不同。一般情况下，蛋白质、脂肪和粒重的剧增期都在开花后20～50d。     

大豆抗旱育种中选择指标和标记的研究现状

介绍并分析了大豆抗旱育种从形态学、生理学到分子生物学发展过程中的各种选择指标和标记应用状况。表明随着研究的不断深入,在形态学标记的基础上,产生了一批有效的生理生化标记,并且随着分子生物学的发展,探索与大豆抗旱紧密相关的分子标记工作正在进行中,已在实际育种工作中得到一定的应用。     

黄腐酸对作物根冠通讯影响的研究

通过室内圆柱管栽培,研究黄腐酸对春小麦根源信号和水分利用效率的影响。相对于WI处理,FA处理和DI处理从苗期到分蘖期叶片气孔导度显著下降,但叶水势基本不变,表明有非水根信号产生,其作用主要集中于苗期到分蘖期。与DI处理相比,FA处理受根源信号影响较小,其水分利用效率显著高于其他处理,这意味着黄腐酸可以通过调节根冠通讯来提高作物对水分的利用效率。     

棉花半乳糖基转移酶基因GhGalT1启动子的克隆及表达分析

糖基转移酶(glycosytransferase, GT)是催化活化的供体糖基转移到特异受体生成糖苷键的酶类, 在应答多种生物和非生物胁迫中起重要作用。本研究利用PCR技术从陆地棉品种Coker 312基因组中分离克隆了GhGalT1基因的启动子, 序列长度为539 bp, 命名为pGhGalT1。启动子分析软件PlantCARE分析表明pGhGalT1含有CAAT-box、TATA-box核心元件, 以及响应干旱、热、脱水、防御与胁迫应答的顺式作用元件MBS、HSE、MYCCONSE、TC-rich repeats和CGTCA-motif等。因此将pGhGalT1构建到启动子检测载体pBI101-GUS上, 形成pBI101-pGhGalT1-GUS融合表达载体, 以检测其启动子活性。通过农杆菌介导的浸花法转化拟南芥, 经卡那霉素抗性筛选及PCR检测成功获得阳性转基因植株。对T₃代转基因拟南芥进行组织化学染色分析显示该启动子主要在生长5~15 d的幼苗主根及侧根根尖表达, 在子叶及莲座叶边缘也有微弱表达。非生物胁迫和激素处理后的组织化学染色、GUS酶活性及GUS基因定量分析结果显示GhGalT1基因的启动子受盐、渗透胁迫和激素(6-BA、MeJA、BL)的诱导, 该结果为合理选用启动子改良作物提供理论依据。     

分层供水对春小麦非水根信号及水分利用效率的影响

通过圆柱管内栽培 ,研究分层供水对春小麦根源信号和水分利用效率的影响。相对于充分供水和干旱、上层供水处理 ,干旱、深层供水处理苗期到分蘖期叶片气孔导度显著下降 ,但叶水势基本不变 ,表明有非水根信号产生。其水分利用效率显著高于其他处理 ,意味着有限灌溉条件下深层供水有利于提高水分利用效率。     

农杆菌介导陆地棉转化和再生体系的研究进展

陆地棉通过体细胞胚胎发生的农杆菌介导转化体系的主要瓶颈在于:基因型限制、转化周期长、胚胎发生率低、易出现畸形胚等问题.针对这些问题,研究者对传统转化体系的各个环节进行了优化,并在拓展受体基因型、筛选高频再生品(种)系或株系、选择不同的组织或器官做受体和建立新的不依赖于组织培养和基因型限制的农杆菌转化体系等方面进行了探索...