盐穗木HcPS_H基因真核表达载体的构建及转化

【目的】盐穗木(Halostachys caspica)属藜科盐生植物,是广泛分布于新疆干旱或半干旱荒漠盐碱环境中的一种极端耐盐的多年生稀盐多汁半灌木,对盐分适应性极强。PS_H基因是一个参与光合反应光系统的基因,在植物光合作用中起着重要的作用。构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体对于了解该基因在盐穗木耐盐过程中的作用有着重要意义。【方法】利用PCR技术扩增得到大小为441 bp的盐穗木HcPS_H基因,经限制性内切酶SalI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒HcPS_H-5N。【结果】通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒HcPS_H-5N构建成功。制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功。【结论】成功构建盐穗木HcPS_H基因真核表达载体,并且能在真核细胞中正常表达。

盐穗木HcGKR基因亚细胞定位表达载体的构建及定位分析

【目的】以GFP基因为报告基因,构建HcGKR基因的亚细胞定位表达载体。【方法】采用PCR方法和基因枪法。【结果】用PCR法,以pGEM-T-HcGKR质粒为模板,获得HcGKR基因的目的片段。然后将其克隆到亚细胞定位表达载体35S:GFP中,获得由CaMV35S启动子调控目的基因的35S-GFP-HcGKR融合表达载体,使目的基因能够和GFP融合同时表达。采用基因枪法将35S-GFP-HcGKR转化到洋葱表皮细胞中,暗培养24 h后,经共聚焦显微镜观察确定发出绿色荧光的位置,对HcGKR基因进行亚细胞定位。【结论】构建的亚细胞定位表达载体可在植物细胞中表达,通过洋葱细胞中绿色荧光的位置确定目的基因定位在细胞膜上,为进一步盐穗木HcGKR基因的功能奠定了理论基础。

盐生植物盐穗木HcPS_H基因大肠杆菌表达载体的构建

[目的]构建盐穗木HcPS_H基因的大肠杆菌表达载体。[方法]以质粒pGEM-T-HcPS_H为模板,HcPS_H-pET28a-F、HcPS_H-pET28a-R为引物进行PCR扩增,获得两端含酶切位点的HcPS_H基因目的片段。将该目的片段与大肠杆菌表达载体pET-28a通过T4DNA连接酶连接,并转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α,得到重组子克隆,抽质粒进行测序鉴定。[结果]扩增出HcPS_H基因片段长度为441 bp,将其连接到大肠杆菌表达载体pET-28a上后,得到重组子质粒,经PCR检测、双酶切验证及测序鉴定,表明成功构建原核表达载体。[结论]该研究成功构建了盐穗木HcPS_H基因的大肠杆菌表达载体,为进一步进行该基因功能的研究奠定了基础。

拟南芥光敏色素D(AtphyD)在不同光质下的表达特性分析

【目的】比较拟南芥光敏色素D启动子、基因及其蛋白在黑暗、红光、远红光及蓝光下表达特性。【方法】通过GUS组织染色,半定量RT-PCR及蛋白Western blot检测启动子、基因及其蛋白的表达。【结果】GUS染色显示:子叶中,PHYD基因启动子活性在红光下高于蓝光,且均高于远红光条件;下胚轴中启动子的活性在蓝光条件下最高,远红光条件有较高丰度表达,红光条件下仅在下胚轴上部检测到活性;在根中,蓝光和远红光下生长的幼苗根的上部可检测到启动子的微弱表达,红光下未见表达。在黑暗中生长的幼苗,光敏色素D基因启动子未发生表达。PHYD基因转录和蛋白表达在光下均高于黑暗条件下,不同光质间的表达差异不显著。【结论】在不同光质中,PHYD基因启动子在不同组织的活性存在显著差异;不同光质之间,PHYD基因转录和蛋白表达差异不显著。

甜菜蔗糖磷酸合酶基因(BvSPS1)的克隆、表达及酶活性分析

蔗糖磷酸合酶是植物中控制蔗糖合成过程中催化6-磷酸果糖转化为蔗糖的关键酶。为了研究该基因的表达特性,本实验采用RT-PCR方法从甜菜中克隆甜菜蔗糖磷酸合酶基因(BvSPS1)。BvSPS1开放阅读框为3138bp,编码1045个氨基酸。推测BvSPS1氨基酸序列跨膜区域位于第561～593位,与酿酒葡萄(Vitis vinifera)和烟草(Nicotiana tabacum)的序列同源性分别为75.45%和74.59%。利用半定量RT-PCR对BvSPS1进行组织特异性表达检测,结果表明该基因主要在主根及侧根表达,在叶和叶柄中表达较弱,酶活性分析结果与之相同。离体叶片在10%葡萄糖溶液中培养6～12h后,BvSPS1基因表达水平提高,在10%蔗糖中培养相同时间则无变化。

玉米ZmCIPK23基因Mutator插入突变体的鉴定

【目的】玉米ZmCIPK23基因的候选突变体连续与玉米自交系B73回交并自交,最终得到以B73为背景的纯合突变体,为研究该基因的功能奠定材料基础。【方法】从玉米Mutator(Mu)突变体库中定向筛选到玉米ZmCIPK23基因的候选突变体。在田间种植候选突变体,利用巢式PCR对这些后代植株进行鉴定,选择阳性植株与B73杂交。通过连续的回交及自交,最终获得该基因的纯合突变体。【结果】通过PCR鉴定,获得了以B73为背景的ZmCIPK23基因纯合的突变体zmcipk23。【结论】获得了玉米Zm CIPK23基因的Mu插入的纯合突变体zmcipk23,为研究该基因的功能奠定了基础。

盐地碱蓬PsaH基因的克隆及生物信息学分析

【目的】Psa H基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。为深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了基础,并为改良作物耐盐性分子育种提供候选基因。【方法】研究从盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐胁迫文库中筛选出一个与耐盐相关的Psa H基因,经测序获得全长c DNA序列,命名为Ss Psa H(Gene Bank Accession Number:KC4048847),对该基因进行生物信息学分析进行结构功能预测。【结果】该基因全长770 bp,开放阅读框(ORF)为438 bp,编码145个氨基酸;该基因所编码的蛋白定位于叶绿体膜系统,无信号肽,含有一个跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,二级结构多为无规则卷曲。同时,该基因在不同物种间具有较强的保守性,含有4个高度保守的结构域,系统进化树分析表明,其与菠菜亲缘关系最近。RT-PCR分析表明,Ss Psa H基因在根、茎、叶中均有表达,但在茎和叶中表达量高于根。【结论】Ss Psa H基因是编码光合反应光系统I(PSI)复合蛋白H亚基的基因。本研究为以后深入开展该基因的耐盐功能研究及其在盐生植物耐盐机制中的作用提供了理论基础。

农杆菌介导转化甜菜影响因素的研究

【目的】以甜菜无菌苗的叶柄为外植体材料，对农杆菌转化条件和方法进行较为系统地比较研究，以期建立一种转化频率高、稳定性好、通用性较强的甜菜遗传转化技术体系。【方法】对影响农杆菌介导的不同因素分别进行比较试验。【结果】对甜莱叶柄进行培养后用不同菌液浓度OD600=0．3～0．4的农杆菌感染8～10min，脱菌处理后接人卡那霉素浓度为100mg/L、头孢霉素浓度为500mg／L的选择培养基中进行筛选，获得的抗性芽较多，抗性芽分化频率可达到34．3％。【结论】初步建立了一种转化频率高、稳定性好、通用性较强的甜菜遗传转化技术体系，通过植物转基因技术为选育高产、优质、广谱抗病的甜菜品种奠定基础。

玉米ZmPsaH基因真核表达载体的构建及转化

【目的】PsaH是光合系统Ⅰ(PSI)中的一个亚基,在植物光合系统中起着重要的作用。为研究玉米ZmPsaH基因在抗逆中的作用提供基础。【方法】构建玉米ZmPsaH基因真核表达载体是了解玉米中该基因功能的重要途径之一。利用RT-PCR技术扩增得到大小约为420 bp的玉米ZmPsaH基因,经限制性内切酶SalI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒ZmPsaH-5N。【结果】通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒ZmPsaH-5N构建成功。制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功。【结论】成功构建了玉米ZmPsaH基因真核表达载体,并且成功转化了酵母。

玉米ZmCPK12基因真核表达载体的构建及转化

[目的]CDPK是一类依赖于Ca^(2+)而不依赖CaM及磷脂的蛋白激酶,或类钙调素结构域的蛋白激酶,是植物和低等动物所特有。研究为玉米CDPK基因家族在抗逆中的作用提供基础。[方法]构建玉米ZmCPK12基因真核表达载体是了解玉米中该基因功能的重要途径之一。实验利用RT-PCR技术扩增得到大小为1 533 bp的玉米ZmCPK12基因,经限制性内切酶SdI和NotI进行消化,将目的基因与真核表达质粒pREP-5N连接,获得重组真核表达质粒ZmCPK12-5N。[结果]通过菌落PCR、双酶切及测序等方法进行鉴定,重组真核表达质粒ZmCPK12-5N构建成功。制备酵母感受态,将重组质粒电击转入酵母中,酵母菌落PCR结果显示电击转化成功。[结论]成功构建了玉米ZmCPK12基因真核表达载体,并且成功转化了酵母。

盐角草P5CS基因克隆及其在高盐胁迫下的表达分析

Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是植物脯氨酸合成途径中的限速酶,但P5CS基因在调节植物耐盐过程中具体的生物学功能尚不明确。本研究利用RT-PCR方法从盐角草中分离得到一个P5CS基因,并对其进行了生物信息学分析和盐胁迫表达特性分析。结果表明,盐角草P5CS基因的c DNA序列全长为2151 bp,编码716个氨基酸,其编码的蛋白质分子量为77.6 k D,等电点为5.83,为稳定蛋白,无信号肽和跨膜区域。二级结构预测显示该蛋白分子中α螺旋结构最多,占43.3%。与已知甜菜、菠菜、滨柃、葡萄中的P5CS基因的氨基酸序列相似性分别为91%、89%、81%和80%,说明该基因与P5CS为同源基因,被命名为Se P5CS。Real-time PCR分析表明,该基因受植物盐胁迫后诱导表达,推测Se P5CS基因在盐角草抵御盐胁迫逆境中起着重要作用。研究结果为明确P5CS基因在植物耐盐应答机制中的生物学功能提供基础。