一种无标记基因植物表达载体的改造方法

利用无标记基因表达载体开展转基因植物研究,是获得无标记基因转基因植物、保证转基因生物安全的手段之一。文章报道了一种无标记基因植物转化载体的改造方法,通过AseⅠ单酶切可去除pCAM-BIA1300植物转化载体内潮霉素标记基因完整表达框架。试验应用结果表明,利用此表达载体进行共转化研究,可获得不含标记基因、只含目的基因的转基因植株。此方法可在植物共转化研究中广泛应用。

玉米ZmHY5和ZmHY5L基因的克隆及其转录丰度对不同光质处理的响应

为了探索玉米(Zea mays)HY5(Elongated hypocotyl 5)基因的功能,以玉米自交系B73为材料克隆了2个HY5基因,分别命名为ZmHY5和ZmHY5L。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析ZmHY5和ZmHY5L基因在玉米不同组织中的表达量,以及对不同光质、转换光和长短日照处理的响应。结果表明,玉米与高粱、南荻、谷子及拟南芥的HY5具有相似的结构域和较高的氨基酸序列一致性,意味着它们可能具有类似的功能。ZmHY5和ZmHY5L基因的组织表达模式类似,均在叶片中的表达量最高,但整体上ZmHY5基因表达量明显高于ZmHY5L基因;两者对不同持续光质的响应模式也基本类似,ZmHY5基因在蓝光条件下表达量最高,对黑暗转白光的响应更明显。ZmHY5L基因在长日照条件下的响应能力强于ZmHY5基因,而ZmHY5基因在短日照条件下具有更强的黑暗阶段响应能力。暗示ZmHY5和ZmHY5L基因可能在玉米光形态建成及花期调控中发挥作用。

玉米矮化突变体gad39的遗传分析与分子鉴定

株高决定了玉米的种植密度和抗倒伏性,进而影响产量和品质,是玉米育种中重要的选择性状之一,因此对控制玉米株高相关基因的遗传和分子机制的研究具有重要意义。本文对源自玉米自交系Mo17的矮化自然突变体gad39进行了表型鉴定、细胞学观察、遗传分析、基因定位和赤霉素(GA3)处理等研究。田间种植条件下,整个生育期gad39的株高都明显矮于野生型Mo17,吐丝期仅100.00 cm,与野生型的192.60 cm相比,下降了48.08%,差异达到极显著水平;进一步分析发现gad39的雄穗长度显著变短,节间数目显著减少。扫描电镜观察发现,茎秆纵向细胞的宽度和长度显著变小。雄穗变短、节间数目减少和纵向细胞变小是导致gad39植株矮化的主要原因。除植株矮化外,gad39分蘖数增加,穗位降低,茎秆变细,叶片变短和雌穗变短。遗传分析表明,gad39的突变表型由1对隐性核基因控制,将控制矮化性状的基因定位在3号染色体长臂td4和td6标记之间。这2个标记之间的物理距离为15.34 kb,其间包含一个控制植株矮化的基因D1/ZmGA3ox2。测序发现,gad39中的D1基因具有10个InDels和21个SNPs,导致外显子中4个氨基酸的变异。gad39的突变位点与已报道的dwarf1、d1-4、d1-6016和d1-3286突变体不同,是D1基因一个新的等位突变体。D1/ZmGA3ox2编码GA3氧化酶(GA3-oxidase,GA3ox),是活性GA生物合成途径中的重要酶之一。对gad39突变体施加GA_(3)处理,其株高恢复至野生型水平。本研究在玉米中发现一个新的矮化等位突变遗传材料,为进一步解析玉米株高的遗传机制奠定了基础。

2个玉米ZmCOP1基因的克隆及其转录丰度对不同光质处理的响应

CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1)作为一种E3泛素连接酶,能够介导拟南芥光信号转导中HY5、LAF1、HFR1和CO等正调控因子的泛素化降解,从而调控幼苗光形态建成、花青素合成和开花等生物学过程。为了探索玉米COP1基因的功能,本文以玉米自交系B73为研究材料,利用反转录PCR(RT-PCR)方法克隆了2个ZmCOP1基因,分别命名为ZmCOP1a和ZmCOP1b。通过生物信息学相关软件和网站对ZmCOP1进行理化性质分析、结构域预测和系统发育树分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术进一步分析2个ZmCOP1基因在不同组织中的转录丰度,以及其在幼苗期对不同光质和光周期处理的响应。研究发现, ZmCOP1a和ZmCOP1b的开放阅读框(ORF)分别包含2082个和2061个核苷酸,编码693个和686个氨基酸。玉米、水稻、高粱、谷子和拟南芥的COP1蛋白具有相同的结构域和较高的氨基酸序列一致性,暗示它们可能具有相似的功能。2个ZmCOP1基因主要在玉米地上组织中表达,均能迅速响应不同光质处理,且ZmCOP1a的转录丰度普遍高于ZmCOP1b,表明ZmCOP1a可能在不同光质处理下具有更重要的作用。在长日照和短日照条件下,ZmCOP1a和ZmCOP1b在黑暗阶段的转录丰度整体高于光照阶段,有趣的是,二者在光照阶段的表达模式相似,但是在黑暗阶段, ZmCOP1b的转录丰度高于ZmCOP1a。这说明在不同光周期条件下,ZmCOP1b可能比ZmCOP1a更重要。综上这些研究结果表明,ZmCOP1a和ZmCOP1b具有功能冗余和分化。二者可以参与不同光信号通路,可能在玉米光形态建成和花期调控中发挥重要作用。本研究为进一步探明ZmCOP1a和ZmCOP1b基因的功能及其在玉米育种中的应用提供了研究基础。

高强度高伸长率球墨铸铁实验研究

行星架铸件对抗拉强度和伸长率等性能均有较高的要求,为生产出能满足需求且质量稳定的材质,通过分析产品开发背景、铸造工艺设计、模流分析、熔炼配料、化学成分控制,开发出了高强度、高伸长率的QT600-10材质,且性能稳定,铸件内部虽有缩松但满足产品使用要求。经实验验证,其化学成分、力学性能等全部符合要求。

栽培黑麦光敏色素PHYA、PHYB和PHYC基因转录丰度对不同光质处理的响应

栽培黑麦(Secale cereal L.)属于禾本科黑麦属,是一种有价值的粮食和饲料作物,对生物和非生物胁迫具有很高的抗性。黑麦1RS染色体臂携带的抗病基因通过染色体易位转入小麦基因组,1BL/1RS易位系在世界范围内提高了小麦对白粉病和条锈病抗性。光敏色素是一类红光/远红光受体,调控植物的种子萌发、株高、避荫性反应和开花等适应性反应。本试验克隆了黑麦光敏色素基因(phytochrome)ScPHYA、ScPHYB和ScPHYC,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析ScPHYs在不同组织中的转录丰度,及其在幼苗期对不同光质和光周期处理的响应。研究发现,黑麦与拟南芥、水稻及普通小麦等植物的phys蛋白具有相似的结构域,且与小麦、水稻等禾本科植物的phys蛋白有较高的氨基酸序列一致性,暗示它们可能具有相似的功能。ScPHYs在根中的表达水平最高,并在黑暗和远红光条件下的转录丰度较高;由黑暗转红光、远红光、蓝光和白光条件下三者的表达模式略有不同。在光周期反应中,长日照条件下三者的表达模式相似,短日照条件下三者的表达模式各不相同。以上结果表明,ScPHYs可能在黑麦光形态建成中发挥重要功能。本文通过对3个黑麦光敏色素基因的转录分析,为研究黑麦的光信号系统提供参考,同时也为进一步探究光敏色素在黑麦遗传改良及分子育种中的应用提供依据。