植物miR169/NF-YA调控模块研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是真核生物中普遍存在的一类参与基因表达调控的小分子RNA。miR169家族是植物中保守且规模较大的一类miRNA基因家族,其在转录后水平调控植物中一类保守的转录因子NF-YA(Nuclear transcription factor Y subunit A)。已有研究表明,miR169/NF-YA调控模块对植物的发育和逆境响应起着重要作用。本文对植物miR169基因家族的起源、进化、分子多样性及miR169/NF-YA模块在植物中调控功能的研究进展进行了阐述,特别介绍了miR169/NF-YA参与调控"逆境诱导早花"的分子机制,并展望了未来的研究方向。

大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(Gm VTE3)的克隆及对转基因烟草种子中生育酚组成的影响

【目的】克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(GmVTE3),研究其在烟草中过量表达对转基因烟草种子中生育酚(维生素E)组分的影响。【方法】利用EST拼接和RT-PCR技术,从大豆中分离了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶(VTE3)的全长cDNA序列,通过烟草转化研究过量表达VTE3对转基因植株维生素E组分的影响。【结果】GmVTE3全长1026bp,编码342个氨基酸,与其它物种的VTE3氨基酸同源性很高,在烟草中过量表达该基因使烟草种子中γ-生育酚与δ-生育酚的比值最高增加2倍。【结论】首次克隆了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因GmVTE3,它能够催化烟草植株中2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)的甲基化,从而改变烟草种子中生育酚的组成成分。说明可以利用克隆的GmVTE3来改变植物种子中生育酚的组成和提高α-生育酚的含量。

大豆24kDa油体蛋白基因在大肠杆菌中的表达

分别构建了含全长大豆24 kDa油体蛋白基因、与大肠杆菌热敏毒素B亚基和定居因子CS6 B亚基基因以串联方式融合的全长大豆24 kDa油体蛋白基因、缺失N端74个氨基酸编码序列的油体蛋白基因及缺失C端152个氨基酸编码序列油体蛋白基因等4个大肠杆菌表达载体。除N端缺失的油体蛋白基因外,其它3个载体的IPTG诱导表达产物对E.coli生长表现出明显的抑制作用,菌液浓度与对照菌株相比,至少降低了3倍;而N端缺失了222个编码核苷酸的油体蛋白基因则对宿主细菌细胞的生长繁殖不再表现有任何毒性。进一步通过SDS-PAGE和Western印迹反应检测各表达载体的IPTG诱导表达产物时发现,仅有N端缺失的24 kDa油体蛋白基因片段在宿主细胞BL21(DE3)和Rosseta(DE3)中有重组油体蛋白积累。

简论植物油体蛋白作为载体生产外源重组蛋白的研究

油体蛋白是一类特殊的储藏蛋白，主要在部分油料植物种子中特异性表达。油体蛋白以膜嵌入方式依附在油体表面，在油体开始发生到最终解体等植物生理过程中起重要的生物学作用。本文简单介绍了油体蛋白的结构组成与功能，并重点讨论利用油体蛋白作为载体生产外源重组蛋白的基本过程及给蛋白纯化带来的便利条件，尤其是利用重组油体蛋白以亲合方式捕获抗体分子的研究。

高直链淀粉禾谷类作物种质创新与利用研究进展

当前,营养过剩和营养不均衡导致的慢性病和糖尿病人数逐年增长,开发适合慢性病人的食物,开展功能型农业生物的品种设计和选育工作,越来越受到重视。高抗性淀粉水稻和小麦被认为是对慢性病很有效的功能型食品,而高直链淀粉玉米则用途更为广泛。综合近年来对禾谷类作物淀粉合成调控网络及关键基因的研究发现,籽粒中淀粉分支酶的表达对直链淀粉的积累、抗性淀粉的形成和脂肪酸、氨基酸等营养成分,以及甾体等代谢物的改变均具有重要作用。本文对参与禾谷类作物胚乳中淀粉合成代谢的酶类、提高直链淀粉含量的方法、高抗性淀粉水稻、小麦和高直链淀粉玉米种质的创新及利用等方面进行综述,并对今后的研究方向进行展望。

丹参丛生芽诱导和植株的高频再生

对丹参直接芽再生系统进行研究,探讨不同基因型、外植体类型(幼茎,下胚轴和叶)和BA、IBA及蔗糖的浓度对其不定芽诱导、伸长和生根的影响。结果表明,来自丹参99-5幼苗的叶外植体芽诱导率最大。诱导芽再生的最佳培养基为MS+0.1mg.L-1BA,在该培养基上培养30 d的外植体可获得最多的不定芽。将再生芽转移到MS+0.1mg.L-1BA培养基上进行伸长培养,当芽长至3.5 cm时,将其转移至1/2 MS+1.0mg.L-1IBA+10%蔗糖的培养基中诱导生根。

microRNA与植物花发育调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是约21nt的非编码RNA,主要在转录后水平调节基因的活性。miRNAs通过与靶基因的互补位点结合从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。miRNAs参与调控植物生长发育的多个方面,包括生长、开花、代谢、激素应答、生物与非生物胁迫。综述了miRNAs在植物花发育中的研究进展,以期为更好地了解miRNA在此过程中的作用机制,并应用于改良植物的农艺性状及培育优良品种奠定基础。

2种不同类型的尖叶胡枝子光合-光响应特性研究

以黄绿型和浓绿型2种不同类型的尖叶胡枝子Lespedeza hedysaroides为材料,对其叶绿素含量和光合-光响应特性进行了研究。结果表明,2种不同类型尖叶胡枝子的叶绿素含量存在显著差异。浓绿型尖叶胡枝子的最大净光合速率(Amax)、暗呼吸速率(Rd)、表观量子效率(AQY)均高于黄绿型尖叶胡枝子,而光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)低于黄绿型尖叶胡枝子。黄绿型尖叶胡枝子和浓绿型尖叶胡枝子净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及叶片温度(Tleaf)对不同光合有效辐射通量密度(PPFD)的响应均有一定程度的差异。

河套蜜瓜体胚发生及植株再生的研究

建立了一个河套蜜瓜体胚再生的方案 ,河套蜜瓜子叶在加有 2 ,4 D ( 1mg/L)、NAA ( 1mg/L)、BA ( 0 .5mg/L)和葡萄糖 ( 3% )的MS培养基上先暗培养 1周 ,然后转到光下 ,第 3周转移到不加任何激素的MS培养基中 ,继续在 16h光周期、 2 5℃下培养 ,得到成熟体胚后 ,拨离下来转移到新鲜MS培养基中继续萌发生长。

油菜Bna-miR169d基因的分离与过表达初步分析

miRNA是一类长度约为21～24nt的内源性非编码RNA，在基因表达调控网络中起着重要作用。miR169家族是植物中最大的miRNA家族，其成员在植物的生长发育过程中发挥重要的调控作用。但至今仍缺乏系统研究，为了探究油菜miR169的功能，本研究从油菜栽培种‘Westar’中克隆了miR169d前体基因，并构建了miR169d的过表达载体，通过农杆菌介导法将其转化到甘蓝型油菜‘Westar’品种中，经PCR法鉴定获得4株阳性株，其中2株T0代表现早花，较对照生育期缩短10～12d。初步推测，油菜miR169d可能通过调控靶基因的表达参与了油菜的早花发育。

不同作物中维生素E含量的测定和比较

该研究利用HPLC法测定了玉米、大豆和油菜不同品种籽粒中维生素E的含量,并对3种作物及每种作物不同品种之间的维生素E含量进行了比较分析。结果表明:3种作物的VE总量为油菜>大豆>玉米;活性最高的α-生育酚含量为油菜>玉米>大豆。每种作物不同品种间VE总量与α-生育酚含量比较发现,玉米不同品种间的变化最大,其VE总量与α-生育酚含量的变化范围分别在12.05～128.63mg/100g之间和0.93～52.01mg/100g之间。这些数据为将来的基因工程育种、食用油选购等提供依据。

紫杉烷14β-羟基化酶基因片段的克隆及其植物表达载体的构建

采用CTAB法提取中国红豆杉基因组DNA,利用PCR技术克隆得到紫杉烷14β-羟基化酶(简称14OH)基因前半段,测序结果表明DNA片段序列为915bp,与报道的14OH基因同源性为98.3%。然后将获得的DNA片段(915bp)正反向插入到二元载体pZh01的GUS两端,构建成14OHRNAi植物表达载体pZ14a,又选其中与羟基化酶家族其他成员同源性低的部分(390bp),正反向插入到二元载体pZh01的GUS两端,构建成14OHRNAi植物表达载体pZ14b。同时将克隆得到的DNA片段(915bp)反向插入到二元载体pZh01中,构建成14OH反义RNA植物表达载体pZ14c。经PCR和酶切图谱分析鉴定,确认载体构建成功。

油菜Bna-miR1140基因的分离与转化及其过表达分析

为了探究油菜miR1140基因的功能,该研究利用PCR技术从油菜栽培种westar中克隆了miR1140前体基因,并与pPZP212载体连接,构建了miR1140前体基因的过表达载体,通过农杆菌介导法将其转化到甘蓝型油菜westar品种中。(1)PCR鉴定表明,共获得14株过表达Bna-miR1140基因油菜阳性株。(2)表型观察显示,阳性株的叶片形态、花器结构没有变异,株高、主花序长度、主花序结角数和千粒重均与对照相当,但其中有5株过表达Bna-miR1140基因油菜阳性株(T0代)出现双主序株型,且分枝部位较对照低,分枝数较对照明显增多,使全株有效角果数增多,单株生产力较对照提高26%,而其他9株阳性株均与野生型油菜表型一致。(3)T1代田间表型分析表明,5株过表达35S∷Bna-miR1140(T0代)的T1代转化株系全生育期较对照极显著延长9~14d,且5株T0代中有4株的株型变异符合3∶1的遗传分离规律。研究推测,油菜Bna-miR1140基因可能参与了调控油菜的分枝发育。

Ath-miR169d介导的拟南芥叶片发育的分子调控机制

【目的】探究ath-miR169d在拟南芥叶片发育过程中的作用,明确其调控的分子机制,为增强叶菜类植物的光合效率以及增加生物量和提高作物产量提供理论依据。【方法】选取ath-miR169d过表达和降低表达的拟南芥转基因株系以及野生型拟南芥,在22℃、相对湿度60%、16 h/8 h光周期条件下培养,观察不同生长阶段叶片发育表型的差异;同时构建pmiR169d::GUS表达载体,转化农杆菌EHA105,并利用蘸花法转化野生型拟南芥(Columbia,Col-0),获得转基因拟南芥,利用GUS染色对ath-miR169d在拟南芥不同组织器官中的表达模式进行研究;选取8周龄的过表达材料和野生型对照株系,对其叶片表皮细胞形态进行扫描电镜分析;对4周龄过表达材料和野生型对照株系的幼苗顶端分生组织和叶片中总IAA进行定量分析,并进行基因芯片表达谱分析,筛选差异表达基因;通过实时荧光定量PCR对生长素信号途径部分差异表达关键基因的表达情况进行分析。【结果】Ath-miR169d过表达拟南芥株系莲座叶数目较野生型少,叶片小,而ath-miR169d降低表达的拟南芥株系的莲座叶较野生型多,叶片大,且在抽薹和种子成熟之后还持续长出新叶,而野生型莲座叶则在种子成熟之后逐渐衰老干枯;扫描电镜观察到ath-miR169d过表达拟南芥株系叶片中表皮细胞小于野生型;表达模式分析表明,ath-miR169d主要在顶端分生组织(shoot apical meristem,SAM)和叶片维管系统中表达,且新叶中表达强。SAM是产生生长素的部位,IAA测定结果表明ath-miR169d过表达拟南芥株系中IAA含量显著降低,为野生型植株的38.6%,同时基因芯片表达谱分析也验证了ath-miR169d参与调控植物体内激素信号转导途径。进一步研究发现,ath-miR169d过表达株系中生长素合成关键基因YUC2和转运体蛋白基因PIN1均显著下调表达,而具有转录抑制功能的生长素响应因子1和2基因(ARF1和ARF2)表达上调;STTM miR169d低表达株系中这4个基因的表达则为相反趋势,该结果与观察到的表型相一致。【结论】Ath-miR169d通过介导生长素信号途径参与了拟南芥叶片发育的调控,ath-miR169d表达量发生变化会影响叶片的数量和大小,最终影响整个植株的生物量。

油菜(Brassica napus)Bna-miR1140基因启动子miR1140Pro的克隆与表达模式研究

旨在研究Bna-miR1140的表达模式及其调控机理,依据本实验室前期的油菜miRNA芯片实验结果,从油菜栽培种Westar中克隆了Bna-miR1140前体序列上游1.5 kb的片段,并进行了顺式作用元件分析,然后构建了GUS报告基因植物表达载体,通过农杆菌介导法将miR1140 pro∷GUS转化到甘蓝型油菜Westar品种中,经PCR法鉴定获得5株阳性株。对阳性株油菜T1代各组织的GUS化学染色分析表明,miR1140前体序列上游1.5 kb区域具有启动子的功能,能够驱动GUS在油菜中表达,并且GUS基因仅在叶柄及叶腋中特异性表达,说明油菜miR1140Pro为特异性启动子。

河套蜜瓜再生芽高效诱导和再生植株的研究

取河套蜜瓜 (Cucumis melo L .cv Hetao)在 MS培养基上生长至 5 d的幼嫩子叶 ,在 MS+ 6 - BA0 .5 +IAA1 .0 的培养基中直接诱导生芽 ,待再生芽长至 0 .4cm～ 0 .6 cm时 ,切下转入芽伸长培养基中 (MS+ 6 - BA0 .9) ,待芽伸长至 0 .8cm～ 1.2 cm时 ,再转入生根诱导 (MS+ IAA2 )中 ,待植株长至 8cm～ 9cm时 ,转入沙质土壤中炼苗。整个过程约需 6 5 d～ 75 d,单个外植体诱导成芽最多达 31个 ,再生植株诱导率可达 6 2 .5 % ,为河套蜜瓜的快速繁殖和遗传转化提供了良好的再生系统。

红色精神融入高校劳动教育路径研究

劳动教育是培育青年学子全面发展教育体系中的重要环节,是现代化教育发展更加注重生产性的体现,是时代发展对高素质应用型人才的需求,是社会文明进步对创造性人才需求的体现。本研究从经济社会发展的时代性需求出发,结合高等院校办学自由的特点,以及学生的阶段性成长需要,探讨将红色精神融入劳动教育的实践途径。从而丰富学生劳动活动的内容、形式、精神,促进学生养成积极向上的劳动价值观念和劳动行为习惯。

转基因抗虫、耐除草剂及品质改良复合性状玉米BBHTL8-1的分子特征及功能评价

随着转基因作物的发展和推广,具有复合性状的转基因作物种植面积逐年增加。传统的转基因复合性状作物具有抗虫和耐除草剂性能,聚合其他性状的转基因作物培育逐渐受到重视。转基因玉米株系BBHTL8-1含有Cry1Ab、Cry3Bb、cp4epsps、ZmHPT和ZmTMT共5个基因表达框,外源插入片段位于玉米基因组第4染色体,插入基因区间,在3’侧翼序列有31 bp缺失。在BBHTL8-1中,这5个基因能够稳定遗传,在转录水平和蛋白水平上表达具有稳定性。BBHTL8-1高抗玉米螟,对草甘膦除草剂具有较高耐受性。BBHTL8-1籽粒中α-生育酚含量比非转基因对照郑58显著增加。BBHTL8-1与非转基因对照郑58在田间农艺性状方面无显著差异。因此,BBHTL8-1为转基因抗虫、耐除草剂和种子具有高α-生育酚含量的转基因新材料。

白藜芦醇合酶基因的克隆及丹参的转化

目的为探索利用分子生物学技术培育新型药用植物的新途径,将外源的白藜芦醇合酶(RS)基因导入到丹参中表达,以改善或增加丹参的效用。方法根据已公布的核苷酸序列,利用引物悬挂延伸法,经过3次扩增,最终从葡萄基因组DNA中获得完整的RScDNA基因序列;以质粒pBin438为基础,构建含有RS目的基因的组成型植物表达载体。在根癌农杆菌介导下,利用叶盘法转化丹参,进而通过PCR、PCR-Southern杂交对不同的转基因植株进行筛选与检测。结果总共得到了45棵卡那霉素抗性植株,经PCR和PCR-Southern杂交检测,确定葡萄RS基因已整合到部分转基因丹参苗的基因组中。结论成功建立了白藜芦醇合酶基因转化丹参的体系,并获得了转基因植株。

玉米逆境响应相关转录因子ZmC2H2-1基因克隆及功能验证

玉米是我国第一大作物,提高玉米的抗逆性是玉米育种的重要目标性状之一。植物C2H2型锌指蛋白广泛参与植物各个时期的生长发育及逆境应答过程。本研究从玉米中分离了转录因子Zm C2H2-1基因并对其功能进行了初步研究。结果表明,Zm C2H2-1属于C2H2锌指蛋白转录因子家族,编码蛋白主要位于细胞核中,酵母自激活实验表明Zm C2H2-1不具有自激活活性;干旱、盐和ABA等逆境可抑制Zm C2H2-1基因在玉米中的表达;过表达Zm C2H2-1基因的拟南芥叶片失水速率更快,在PEG、高盐和ABA处理条件下,与对照相比转Zm C2H2-1基因拟南芥耐逆性降低,以上结果说明Zm C2H2-1基因是作为玉米抗逆的负调控因子参与了逆境胁迫应答。本研究为深入解析玉米Zm C2H2-1的调控网络和玉米的抗逆调控机制奠定了基础。