棉花黄萎病菌致病的分子机理

阐述了大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb)产生的细胞壁降解酶、蛋白酶和毒素在致病中的作用及微菌核形成机制,全面分析了基因组学途径、RNA干涉和农杆菌介导的转化等真菌功能基因组学技术在大丽轮枝菌致病分子机理研究上的进展.     

Ingested RNA interference for managing the populations of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata

BACKGROUND: RNA interference (RNAi) is a breakthrough technology for conducting functional genomics studies and also as a potential tool for crop protection against insect pests. The major challenge for efficient pest control using RNAi in the field is the development of efficient and reliable methods for production and delivery of double‐stranded RNA (dsRNA). In this paper, the potential of feeding dsRNA expressed in bacteria or synthesized in vitro to manage populations of Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say) (CPB), was investigated. RESULTS: Feeding RNAi successfully triggered the silencing of all five target genes tested and caused significant mortality and reduced body weight gain in the treated beetles. This study provides the first example of an effective RNAi response in insects after feeding dsRNA produced in bacteria. CONCLUSION: These results suggest that the efficient induction of RNAi using bacteria to deliver dsRNA is a possible method for management of CPB. This could be also a promising bioassay approach for genome‐wide screens to identify effective target genes for use as novel RNAi‐based insecticides. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

加强Psy基因表达和通过RNAi抑制Lcy基因表达的载体构建

通过基因工程手段加强八氢番茄红素合成酶（Psy）基因的表达和通过RNAi抑制番茄红素β-环化酶（Lcy）基因（该基因是调控番茄红素转化为其他类胡萝卜素的主要的基因）的表达是培育高番茄红素品种的重要手段之一。根据GenBank中拟南芥的Psy基因序列（NM-121729），通过聚合酶链式反应（PCR）从拟南芥的cDNA中扩增出了长1296的Psy基因。根据GenBank中番茄的Lcy基因序列（X86452）和Pds启动子序列（U46919）分别设计特异引物从番茄中扩增出了Lcy基因的高度保守的长302bp的DNA片段和长1790的Pds启动子片段。根据RNAi的原理，将Lcy基因的长302bp的DNA片段以正反两个方向通过一段内含子序列连接在一起形成RNAi片段插入到抗Kan的pVCT2020的表达载体中，并通过具有果实特异性特点的启动子——八氢番茄红素去饱和酶基因（Pds）启动子控制该干扰片段的表达，同时将Psy基因在Pds启动子调控下插入到同一载体中，从而构建成了能同时加强Psy基因的表达和抑制Lcy基因表达的植物表达载体。     

构建番茄红素β/ε环化酶基因RNAi植物表达载体及其表达分析

根据GenBank中Lyc-β基因(X86452)及Lyc-ε基因(Y14387)设计引物,通过高保真PCR从番茄cDNA中克隆到两段长度为302和330bp的Lyc-β基因片段和两段长度为302和288bp的Lyc-ε基因片段。从质粒pCAMBIA-2301(AF234316)克隆出gusA基因长度为168和235bp的2个内含子片段。根据RNAi原理将正、反向序列与内含子连接,之后插入启动子与终止子之间构建成4组植物表达载体。利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草植株,通过PCR鉴定共获得107株转基因植株。利用荧光定量PCR分析干扰效果,结果显示经4组干扰载体干扰后,转基因植株中目的基因mRNA含量分别为对照的3.4%、16.4%、15.2%和21.8%。进一步用HPLC对应分析转化株的番茄红素含量,结果表明转基因植株中番茄红素平均增长量分别为3.4、2.1、3.4和2.0μg/g。同时测定转基因植株中的β-胡萝卜素与叶黄素含量,发现它们根据干扰的基因不同呈现对应的变化。     

ZmNAP基因对玉米抗衰老及产量性状的调控效应

为了探索ZmNAP基因在调控玉米抗衰老及产量性状等方面的作用,根据已知的ZmNAP基因cDNA序列构建玉米Ubi启动子控制下的ZmNAP的RNA干扰载体pTCK303ihpZmNAP,并通过农杆菌介导的方法对ZmNAP基因进行遗传转化。结果表明:ZmNAP转基因玉米植株在叶片滞绿、籽粒千粒重等方面较野生型植株(WT)有明显优势,转基因植株比野生型植株千粒重提高15%～30%。ZmNAP基因在玉米育种中具有重要的应用价值。     

水稻卷窄叶突变相关基因OsCSLD4的RNAi研究及表达分析

在图位克隆获得目的基因OsCSLD4的基础上,利用Invitrogen公司的Gateway系统将500bp的OsCSLD4基因cDNA编码序列以反向互补的方式插入pANDA35HK,构建了水稻卷窄叶突变相关基因OsCSLD4的干涉载体pANDAH05。利用农杆菌转化法将干涉载体pANDAH05及对照空载体pANDA35HK分别转化突变体原始亲本日本晴幼胚。转基因阳性植株表型观察结果显示:干涉载体pANDAH05转化日本晴幼胚后,T0代植株出现了类似于突变体1ah137的表型,叶片明显变窄,卷曲程度增加,株高降低;对照空载体pANDA35HK转化日本晴幼胚后,T0代植株仍保持野生型表型;Real-timePCR检测结果显示:日本晴转干涉载体pANDAH05后,目的基因表达量明显降低,干涉强度不同目的基因表达量降低程度不同,研究结果表明目的基因OsCSLD4在水稻叶片形态发育过程中起着非常重要的作用。     

MiAsg分子克隆及与南方根结线虫病害的关系

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一种世界性的植物病害。在前期研究中,通过利用生物信息学方法在线虫全基因组中预测了一些功能基因。本研究以预测到的线粒体ATP合成酶g亚基基因(Asg)序列设计特异引物克隆了南方根结线虫(M. incognita)的Asg基因(MiAsg),对其序列进行了特征分析后,利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术,将其导入番茄植株,然后接种M. incognita,研究MiAsg基因与根结线虫病害的关系。结果表明,克隆到的MiAsg基因与预测到的MiAsg基因相似性高达100%。接种M. incognita 60 d后,MiAsg基因沉默的番茄植株根结数分别比空载体对照减少了59.6%,比清水对照降低了59.5%。结果表明,MiAsg基因沉默对根结线虫病害具有很好的防控效果,也说明MiAsg基因可能参与线虫的致病性。     

香蕉果实类受体蛋白激酶基因克隆及RNAi载体构建

植物类受体蛋白激酶在植物的生长发育和信号转导中起到重要作用。以香蕉果实cDNA噬菌体文库为材料,通过原位杂交方法获得1个长度为1 689 bp的香蕉果实类受体蛋白激酶基因,编码563个氨基酸序列,包含1个高度保守的蛋白激酶家族结构域。Southern杂交分析结果表明,该基因在香蕉基因组中不止有1个拷贝。构建了该基因的RNAi干扰载体,为该基因功能研究打下基础。