狗蔷薇RaWUS基因组成型表达对烟草叶片形态的影响

为验证从狗蔷薇类原球茎克隆的RaWUS基因的功能,构建了组成型表达载体,并用根瘤农杆菌介导的叶盘转化法对烟草进行了遗传转化。通过除草剂草丁膦筛选,获得了转基因植株并对其进行了表型观察和RT．PCR分析。结果显示转基因烟草叶片形态和叶脉表现出形态变化,包括叶片浅裂、叶片边缘波浪状、叶脉紊乱,甚至叶片的主脉上有不定芽的产生等。RT-PCR分析表明,RaWUS基因仅仅在经过草丁膦筛选的抗性转基因烟草中强烈表达,在野生型烟草中没有表达。表明RaWUS基因已经被成功转入烟草中,并可能通过改变激素的水平和调控维管束的发育来影响叶片形状。     

切花菊‘神马’细胞分裂素合成酶基因DgIPT3参与侧枝发育的功能分析

 利用RACE方法,从菊花（Chrysanthemum morifolium）‘神马’中分离得到细胞分裂素合成异戊烯基转移酶基因的全长cDNA序列,命名为DgIPT3,基因登录号为JQ711176。序列分析结果表明,DgIPT3的cDNA全长为1 171 bp,开放阅读框ORF编码331个氨基酸,具有IPT家族典型的ATP/GTP结合位点MGATGTGKS。系统进化分析显示,DgIPT3与毛果杨（Populus trichocarpa）的PtXP02321061亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,DgIPT3在菊花根、茎、叶中均有表达,其表达量为叶 > 茎 > 根。瞬时转化拟南芥（Arabidopsis thaliana）原生质体表明DgIPT3蛋白定位于细胞质中。过表达DgIPT3异源转化野生型拟南芥,莲座侧枝明显增多,表明DgIPT3可能是参与菊花侧枝形成的关键基因。     

月季RhRTE1 的克隆及其对乙烯响应特性分析

 利用数据库中已发表的拟南芥AtRTE1基因序列,从构建的月季花朵乙烯响应EST数据库中筛选得到一个RTE1同源片段,结合RACE技术,从月季切花品种‘Samantha’花瓣中克隆得到全长为1 233 bp的RTE1同源基因。该基因包含一个732 bp的开放阅读框、339 bp的5′非翻译区和162 bp的3′非翻译区,编码一个243 aa的肽链,其理论分子量为27.6 kD,等电点为6.87。该基因推定的氨基酸序列与拟南芥AtRTE1同源性较高,属于RTE家族中的第1组别基因,命名为RhRTE1。该基因在月季花朵自然开放中表达逐步增强,并能够被外源乙烯和切伤处理所显著诱导。将35S::GFP-RhRTE1融合蛋白转入拟南芥,发现RhRTE1蛋白主要定位于细胞膜上,并且转化植株降低了对乙烯的敏感性。以上结果说明RhRTE1可能参与了乙烯介导的月季花朵开放过程,并可能参与了花朵响应伤害的修复过程。     

菊花CmPIN1同源基因的克隆与表达分析

以切花菊‘神马’(Chrysanthemum morifolium‘Jinba’)为材料,利用RACE技术与同源克隆方法获得菊花CmPIN1基因全长,通过qRT-PCR技术比较CmPIN1在不同组织器官的表达,同时对CmPIN1响应外施NAA和去顶进行研究。结果表明:1)CmPIN1基因ORF全长1 761bp,编码586个氨基酸,跨膜域位于蛋白N端与C端;通过蛋白序列比对分析,菊花CmPIN1蛋白与百日草ZvPIN1蛋白相似性最高;亚细胞定位结果显示CmPIN1位于细胞膜;2)对CmPIN1表达分析表明,该基因在菊花茎部与芽部具有相对较高的表达量,同时,在离体茎段中的CmPIN1受到生长素诱导;去顶后,CmPIN1表达量降低,而施加5μmol/L的NAA 6h后CmPIN1表达恢复;3)对菊花植株进行去顶试验表明,去顶后,近顶端第一个侧芽内CmPIN1基因表达量优先恢复,趋向于代替顶芽成为新的生长素源,以维持主茎中生长素极性运输;当主茎中的生长素运输通道再次打开,茎节中CmPIN1的表达量均逐渐恢复,其中,在近顶端第一个节间中CmPIN1的表达量恢复较缓慢。可见CmPIN1参与菊花主茎中生长素的极性运输,以及顶端优势的维持,间接抑制侧芽伸长。     

狗蔷薇类原球茎遗传转化体系的建立

在本实验室建立的狗蔷薇（Rosacanina）类原球茎（PLB）再生途径基础上,以类原球茎为转化受体,采用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens,GV3101菌株）介导法,通过评价类原球茎GUS基因瞬时表达率,采用正交试验设计优化狗蔷薇遗传转化条件,建立遗传转化体系。最佳转化条件为：用OD600值为0．6的农杆菌菌液侵染狗蔷薇类原球茎30min,然后在含有100μmol／L乙酰丁香酮的MS培养基上共培养2d,利用此优化的转化系统,经组织化学染色及PCR检测获得了转GUS基因阳性植株。     

壳聚糖与苯并噻唑复配剂对切花菊‘神马’生长与抗病性的影响

以切花菊‘神马’为材料,喷施不同复配比例的诱抗剂(壳聚糖和苯并噻唑)和蔗糖、KH2PO4,观测各处理对菊花的生长量、相关防御酶活性及褐斑病抗性的影响。结果表明:与对照相比,分别用诱抗剂300mg.L-1壳聚糖或100mg.L-1苯并噻唑,与3%蔗糖、0.3%KH2PO4复配后喷施菊花植株,能显著增加‘神马’的株高与茎粗,提高叶片的POD、PPO与PAL酶活性,降低褐斑病病情指数,提高诱抗效果,且壳聚糖与苯并噻唑的作用效果相似,二者均可作为防治菊花褐斑病的药剂。     

月季乙烯受体基因的全长克隆及原核表达分析

 利用已构建的月季花朵转录组数据库,筛选得到了22个与乙烯受体同源性较高的UniGene片段,并利用这些片段从月季花瓣中克隆得到了3个乙烯受体基因全长,分别为RhETR1、RhETR3和RhETR5。其中,RhETR1全长为2 814 bp,编码一个595 aa的肽链;RhETR3全长为2 468 bp,编码一个765 aa的肽链;RhETR5全长2740 bp,编码一个742 aa的肽链。这3个基因推定的编码蛋白分别与枣（Ziziphus jujuba）中的ZjETR1、杨树（Populus trichocarpa）中的PtETR2和砂梨（Pyrus pyrifolia）中的PpERS2同源性最高,依次为85.2%、75.8%和80.3%。蛋白同源性及结构分析表明,RhETR1和RhETR5分别与拟南芥中的ERS1和ETR1结构相似,属于第1亚家族成员,RhETR3与ERS2结构相似,属于第2亚家族成员。在花朵自然瓶插过程中,这3个基因分别表现为下调、上调和组成型表达。利用原核表达载体,选择和月季花朵开放最为相关的RhETR3,获得了和理论分子量一致的重组蛋白,表明克隆得到的RhETR3具有完整的读码框。     

切花月季ACC合成酶基因的克隆和原核表达

克隆了与伤害诱导相关的Rh-ACS1和与花朵开放进程及乙烯诱导相关的Rh-ACS3基因全长。结果表明,Rh-ACS1基因全长为2 132 bp,开放阅读框（ORF）长度为1 476 bp,推定编码491个氨基酸。Rh-ACS3基因的全长1 734 bp,ORF长度为1 545 bp,推定编码514个氨基酸。对这两个基因编码的蛋白进行原核表达分析,结果显示,在37 ℃条件下,0.6 mmol · L-1 IPTG诱导3 h后,携带Rh-ACS1 ORF和Rh-ACS3 ORF的原核表达载体分别在大肠杆菌中诱导生成了大量分子量约为70和60 kD的蛋白质,其大小与根据基因序列预测的理论值相一致。