DMRT1基因通过剂量机制调控鸡胚性腺分化

正DMRT1基因编码的保守转录因子对性腺功能发挥具有重要的作用。在家禽中,DMRT1基因定位于Z染色体上,最适合用于研究家禽性腺分化的调控因子。先前的研究显示在性别分化期间敲除该基因会诱导雄性鸡胚性腺出现雌性化,因此这个基因为鸡的睾丸正常发育所必需,但它是否足以诱导睾丸分化则不甚清楚。澳大利亚、美国、日本3个国家的科研人员联合进行的一项研究发现,过量表达的DMRT1可诱导     

过量表达小麦TaCYP78A5增加花器官的大小

【目的】利用表达模式分析、转基因过表达和细胞学观察等策略,解析TaCYP78A5调控花器官大小的功能和机制,为作物遗传改良提供基因资源和理论基础。【方法】根据EnsemblPlants基因组数据库中不同物种CYP78A家族成员的序列信息,对小麦TaCYP78A5和其他物种中的同源基因进行序列比对和进化分析;利用生物信息学分析小麦TaCYP78A5的基因和蛋白结构,以及不同器官的表达模式;通过在拟南芥中组成型过表达和生殖器官局部特异性过表达TaCYP78A5的策略,明确TaCYP78A5具有调控花器官大小的功能;利用显微镜观察不同转基因拟南芥花器官的细胞学特征,解析TaCYP78A5调控花器官大小的细胞学机制;利用小麦转基因过表达策略,明确TaCYP78A5调控小麦穗部大小等其他穗部性状的功能;利用323份小麦品种的单倍型数据与穗部表型数据进行关联分析,探析不同小麦品种TaCYP78A5表达量的高低对穗部大小等其他穗部性状的影响。【结果】小麦TaCYP78A5与拟南芥AtCYP78A5的基因和蛋白序列相似性较低,但基因和蛋白结构相似性较高。小麦TaCYP78A5和拟南芥AtCYP78A5...     

稻田稗草对五氟磺草胺的抗性机制及其防治药剂筛选

【目的】稗草（Echinochloa crus-galli）是我国水稻田主要恶性杂草之一,五氟磺草胺等乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）抑制剂类除草剂是防治稻田稗草的主要除草剂种类。本研究团队前期在安徽省天长市水稻主产区发现疑似五氟磺草胺抗性稗草种群AHTC-01,明确其对稻田不同种类除草剂的抗性水平及可能的抗性分子机制,为抗性稗草有效防治、延缓其抗药性进一步发展提供理论依据。【方法】采用温室盆栽法在整株水平上测定稗草种群AHTC-01对五氟磺草胺的抗性水平及对不同除草剂的抗性模式,并通过靶标基因测序和实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR,RT-qPCR）分析探索其靶标抗性分子机制。【结果】相比敏感稗草种群AHFY-01,疑似抗性稗草种群AHTC-01已对五氟磺草胺产生高水平抗性,抗性倍数（resistance index,RI）为620。靶标抗性机制分析表明,AHTC-01种群ALS基因拷贝2（ALS2）第574位氨基酸由色氨酸（Trp）突变为亮氨酸（Leu）,其种群突变频率为100%;在五氟磺草胺处理后12 h,抗性稗草种群AHTC-01 ALS相对表达量为敏感稗草种群AHFY-01的2.26倍。AHTC-01同时对其他3种ALS抑制剂类除草剂双草醚、嘧啶肟草醚、甲氧咪草烟产生不同水平交互抗性,抗性倍数分别为8.24、13.36、20.36;但是对乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase,ACCase）抑制剂氰氟草酯、精噁唑禾草灵和烯草酮,4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶（4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD）抑制剂三唑磺草酮,合成生长素类（synthetic auxin mimic）氯氟吡啶酯等其他作用机制除草剂依旧较为敏感。【结论】稗草种群AHTC-01靶标基因ALS2第574位氨基酸突变和ALS过量表达是其对五氟磺草胺产生抗性的主要原因之一,该抗性机制同时赋予其对不同ALS抑制剂的交互抗性。农田生产实际中,可轮换使用其他作用机制除草剂对其进行有效防治。     

信息渠道、环境素养与农户化肥过量施用行为——基于东北三省741户玉米种植农户调查数据

利用东北三省741户玉米种植农户调查数据,分析信息渠道对农户化肥过量施用行为的影响机制。结果表明,自我搜索和政府推广对农户化肥过量施用行为均没有直接抑制作用,人际传递对农户化肥过量施用行为有直接抑制作用。环境技能、环境认知以及环境态度在自我搜索抑制农户化肥过量施用行为中发挥完全中介作用,环境技能和环境态度在人际传递抑制农户化肥过量施用行为中发挥部分中介作用,环境素养在政府推广影响农户化肥过量施用行为过程中的中介作用不显著。因此,环境技能和环境态度是信息渠道抑制化肥过量的必要路径。     

LRR-RLKs亚家族基因RLK6在拟南芥开花过程中的作用

为研究LRR-RLKs亚家族基因RLK6(AT2G26730)在拟南芥生长发育过程中的作用,本研究构建了植物过表达载体p Super1300-RLK6,获得5个过表达突变体,其中2个独立株系(OE8,OE9)用于表型分析。通过对野生型(WT)、RLK6基因缺失突变体(rlk6-2、rlk6-3和rlk6-6)、过表达株系OE8和OE9生长发育过程的详细观察和分析发现,RLK6基因缺失突变体在整个生长发育过程中的表型与WT差异不明显,而过表达株系OE8和OE9比WT开花早。此外,利用实时定量PCR(qRT-PCR)检测各基因型植株中开花相关基因的表达情况,结果表明,相对于WT,OE8和OE9中的开花促进基因CO、SOC1和LFY的表达量显著升高,而开花抑制基因FLC的表达量显著下降。研究结果说明RLK6过表达促进了拟南芥的开花,这为后续深入研究RLK6的作用机制奠定了基础。     

DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b对银腺杨‘84K’生长发育的影响

  目的  DNA拓扑异构酶基因是一类能够改变DNA拓扑结构的酶,在基础生命活动如DNA复制、转录、有丝分裂等过程中发挥重要作用。研究DNA拓扑异构酶基因对杨树Populus生长发育的影响,能够进一步了解DNA拓扑异构酶基因在木本植物中的作用机制,评估其是否可作为林木分子育种的靶标。  方法  从银腺杨‘84K’ Populus alba × P. glandulosa ‘84K’ (84K杨)中克隆得到DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b,利用生物信息学方法对其进行序列分析、蛋白理化性质及结构分析。实时荧光定量PCR分析PagTOP2b在杨树不同组织中的表达水平。利用农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagTOP2b过表达转基因植株。通过表型及茎段切片分析过表达PagTOP2b基因对84K杨植株生长的影响。  结果  以84K杨cDNA为模板,克隆得到PagTOP2b基因全长序列,该基因蛋白质编码区(CDS)长度为4 449 bp,编码1 482个氨基酸,根据蛋白结构域分析属于ⅡA型DNA拓扑异构酶。PagTOP2b主要在杨树幼嫩组织中有较高的表达量。过量表达PagTOP2b基因会导致转基因植株高度、基部节间直径和木质部宽度显著增加。  结论  DNA拓扑异构酶作为一类参与基础生命活动的重要功能酶,在杨树中过量表达ⅡA型DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b可促进植株的纵向及径向生长,增加植株生物量。图4表1参28     

过量表达RdreB1BI对草莓果实品质及相关基因的影响

【目的】研究外源基因RdreB1BI转入对‘红颊’草莓果实品质及相关基因表达的影响,揭示RdreB1BI在草莓果实品质调控中的作用及分子机理。【方法】以5个转RdreB1BI株系及非转基因‘红颊’草莓全红期果实为材料,测定果实纵横径、单果重、可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸等风味物质及花青苷、总黄酮、总酚等着色物质的含量。应用BLASTn、GENEFINDER和PlantCARE等生物信息学方法分析外源基因和7个次生代谢产物合成途径相关基因（RdreB1BI、Fractin、FvC4H、FvCCR2、FvGST、FvF3H、FvDFR和FvMYB306）的结构,并预测基因启动子作用元件。采用qRT-PCR定量法检测相关基因表达量,应用7300 system软件和2^-△△Ct法分析数据。对生理生化及分子数据进行方差及相关性分析,综合讨论RdreB1BI的转入对‘红颊’草莓果实品质及相关基因表达的影响。【结果】转基因‘红颊’草莓株系与野生型果实单果重的范围为11.75-15.42 g,纵径和横径的范围分别为35.12-40.42 mm及28.73-32.6 mm,仅株系8果实纵径显著大于株系7,其余指标间差异不显著。其中转基因株系1和7的花青苷含量显著高于野生型;转基因株系1、7及8总黄酮含量显著高于野生型;各转基因株系的总酚含量均显著高于野生型。转基因株系1、7和8果实的可溶性糖含量显著高于野生型（21.70 mg·g^-1 FW）,分别为野生型的2.87、3.39和3.35倍。可溶性固形物含量与可溶性糖含量呈正相关（r=0.811^*）,但样品果实的可溶性固形物含量间不存在显著性差异。转基因株系草莓成熟果实果肉中氨基酸含量为0.2580-0.3950 g/100 g FW,野生型果实的氨基酸含量为0.5151 g/100 g FW,显著高于各转基因株系草莓果实;转基因株系1和7的可滴定酸含量显著高于野生型;转基因株系1果实的抗坏血酸含量为168.35 mg/100 g FW,显著高于野生型（92.50 mg/100 g FW）。转基因株系9及10果实的可溶性蛋白含量分别为25.97和25.86 mg·g^-1 FW,显著高于野生型（22.93 mg·g^-1 FW）。RdreB1BI、FvCCR2cinnamoyl-CoA reductase 2-like）和FvMYB306（myb-related protein 306）在各转基因株系中表达量显著高于野生型。分析发现差异表达基因启动子区域包含多种高等植物顺势调控元件,主要有对真核生物起增强基因转录效率的CAAT-box和核心启动子元件TATA-box。同时还包含G-Box、G-box、MBS、ARE、5UTR Py-rich stretch等能影响各基因对光的响应、在苯丙烷代谢途径中起调节作用的顺式作用元件。【结论】RdreB1BI调控相关基因参与转化体果实发育和成熟,提高光的有效性,活化黄酮类生物合成通路关键基因,差异基因中均包含大量光诱导响应元件,FvCCR2及FvMYB306的表达促进了总黄酮、酚类物质及花青苷等次生代谢物的合成。转入RdreB1BI使草莓果实的多项营养成分和着色物质含量显著增加,改善了草莓的果实品质。     

过量表达盐芥TsIPK2基因增强转基因水稻耐盐性

【目的】本试验以野生型(WT)和转盐芥TsIPK2基因的水稻为材料,研究NaCl胁迫条件下过量表达TsIPK2基因对水稻植株抗盐胁迫能力的影响。【方法】取水稻材料种子和其3叶龄幼苗,分别在不同NaCl浓度(0、50、100、150、200 mmol/L)下进行处理。检测WT与过量表达TsIPK2基因水稻种子的发芽率、主根长和芽长、幼苗的丙二醛(MDA)和脯氨酸的含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及与胁迫相关的5个基因的表达。【结果】在盐胁迫下,与野生型相比,转基因水稻具有更好的发芽率、主根长和芽长。野生型和转基因水稻两者的脯氨酸含量增加,转基因水稻的积累量显著高于野生型,但是转基因水稻MDA含量增加幅度小于野生型。野生型和转基因水稻幼苗SOD酶活性均增加,但转基因植株的酶活性显著高于野生型;二者POD酶活性呈现先升高后下降的趋势,但是二者活性没有显著的差别;转基因水稻的CAT活性也呈现先升高后下降的趋势,然而野生型水稻的CAT活性在盐胁迫下没有显著的变化。高盐处理后,野生型和转基因水稻的5个与胁迫相关的基因表达倍数都增加,与野生型相比,转基因水稻的OsP5CS1、OsSOD、OsCATB和OsLEA3的表达量显著升高,而OsPOX1基因的表达量变化不显著。【结论】过量表达TsIPK2基因能够通过增强水稻的渗透调节能力、抗氧化胁迫能力并调节胁迫相关基因的表达,以提高水稻的耐盐性。     

苹果MdFT基因对番茄的遗传转化

 通过RT2PCR扩增, 从苹果叶片cDNA中克隆了^FT基因的同源基因^MdFT, 构建了花椰菜病毒35S启动子驱动的MdFT植物表达载体35S: : MdFT, 并利用根癌农杆菌介导法将其导入番茄栽培品种‘中蔬四号’; 同时转化拟南芥A tFT基因作为阳性对照。从添加卡那霉素的筛选培养基上再生了抗性植株,PCR扩增证明, 外源基因MdFT和AtFT已经整合到转基因番茄的基因组, 半定量RT-PCR则证明它们已经在转基因番茄中得到异位过量表达。形态鉴定发现, 转基因番茄植株比非转基因对照植株开花早, 表明成功地从苹果中克隆了成花素基因MdFT, 该基因具有通过转基因缩短苹果树童期的潜在价值。     

测土配方施肥在通海蔬菜上的应用效果北大核心

通海县4年应用推广蔬菜测土配方施肥面积5.43万hm2(81.39万亩),节本增效2.39亿元,从根本上改变了菜农盲目过量施肥、偏施氮肥、追肥次数过多造成的环境污染问题。