高粱抗蚜基因分子标记的建立

采用BSA法 ,应用RAPD技术筛选 5 0 0个随机引物 ,共扩增出 16 14条DNA谱带 ,其中有OPA 0 1、OPP 0 9、OPP 14、OPH 19、OPN 0 8、OPN 0 7、OPN 2 0、OPY 14、OPS 2 0、OPJ 0 6十个引物在抗感池间扩增出了多态性谱带。分析表明 ,132株后代中 ,OPN 0 772 7有 4株重组 ,OPN 0 83 73 有 8株重组 ,OPY 14 60 0 有 12株重组 ,重组率为 3 0 %、6 1%和 9 1% ,换算为图距单位为 3 2cM、6 5cM和 11 7cM。其中OPN 0 83 73 、OPN 0 772 7与抗蚜基因紧密连锁。将这两个引物扩增出的RAPD片段回收、纯化、克隆、测序。结果表明 :两片段长分别为 72 7bp和 373bp。将这两个标记命名为OPN 0 772 7和OPN 0 83 73 。根据测序结果设计 2对特异性引物 ,进行特异性扩增 ,将RAPD标记成功地转化为SCAR标记。同时构建了抗蚜基因的连锁群。

抗蚜基因及其转基因植物

在我国目前的环境条件下,蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁农业生产发展的重要害虫之一。抗蚜植物基因工程可以有效抑制蚜虫危害,并且随着对生命科学的深入理解和技术手段的日益成熟,得到广泛的关注和重视。抗蚜植物基因工程的核心是抗蚜基因的筛选、转抗蚜基因植物的培育以及生物安全性。讨论了多种抗蚜基因,并重点论述雪花莲凝集素和苋菜凝集素基因在目前科学研究和生产实践的应用。

高粱抗蚜基因的RAPD分析

应用RAPD技术BSA法 ,对高粱抗蚜基因进行分析 ,筛选了 50 0个随机引物 ,共扩增出 1 6 1 4条谱带 ,得到了 1 0个具有稳定多态性标记的引物 ,分别为OPA - 0 1、OPP - 0 9、OPP - 1 4、OPH - 1 9、OPN - 0 8、OPN - 0 7、OPN - 2 0、OPY - 1 4、OPS - 2

抗蚜基因及其转基因作物研究进展

普遍且频繁发生的蚜虫危害给农业生产造成严重损失。就抗蚜虫基因工程研究取得的进展进行综述,分析目前克隆的抗蚜基因及其获得的转基因作物,并讨论转基因抗蚜中存在的问题,探讨通过新的毒杀基因克隆、基因定点突变、增加表达调控元件及利用凝集素蛋白作为运输载体等方法来提高抗蚜效果,为今后抗蚜转基因作物育种研究提供参考。

与Mi相关的抗蚜基因的引物设计

通过NCBI等生物信息数据库搜索出与此抗蚜相关的Mi-1.1、Mi-1.2的基因组DNA序列[(Mi-1.1(CS025317 3768 bp,DNA和Mi-1.2(CS025319,3774bp,DNA)],采用Primer Premier生物信息学软件设计出Mi-1.1、Mi-1.2基因组DNA的PCR扩增引物,采用Oligo对引物进行分析,并得到:Mi-1.1的上下游引物分别是5'-AAATACTGTGGTTGCGTGAA-3'(Seq No:3347)和3'-GGGTGCTCGAAGTCTAGG-5'(Seq No:3736);Mi-1.2的上下游引物分别是5'-TAAAGTTGCGAGTGCTGT-3'(Seq No:2996)和3'-TGTTAGTAGGTCCCTCTT-5'(SeqNo:3462)。为抗蚜育种研究和PCR扩增提供条件。

高粱广谱抗蚜基因SSH文库的构建及其序列分析

为了从分子水平上解析高粱广谱抗蚜基因在高粱与蚜虫互作中的分子遗传基础和作用机理,为发掘并利用抗蚜基因提供可靠的信息支持。以高粱抗蚜品种‘河农16’与感蚜品种‘千三’为实验材料,构建抑制性消减杂交(SSH)文库,使差异抗蚜基因得到富集,对有效差异基因序列进行序列分析。随机挑选SSH文库中的200个阳性克隆进行测序和分析,得到18条ORF序列,同NCBI数据库进行Blastx在线比对和相似性分析,发现这些序列与叶绿体放氧增强相关蛋白、腺苷酸环化相关蛋白、核糖体蛋白、衰老联合蛋白高度相关。不具有ORF的序列,通过NCBI利用Blastn和Blastx进行序列同源性比对和相似性分析,发现66条与已知多种植物抗病序列有较高的同源性,如核糖体蛋白、转运膜蛋白、NBS-LRR抗病蛋白家族-1、锌指蛋白、ATP合酶、NADH脱氢酶、反转录转座子、腺苷酸环化相关蛋白、bZIP转录因子等,还有部分序列与高粱抗条锈病基因高度相似。这些同源基因涉及次生代谢、能量代谢、膜运输、细胞信号传递和转录调控等多种过程。成功构建高粱抗蚜基因SSH文库,表明SSH技术在高粱抗蚜机制研究中具有可行性,研究结果为进一步高粱抗蚜基因功能研究奠定基础。

抗蚜基因在棉花育种中的潜在应用

蚜虫是一种常见的农作物害虫,作为农作物害虫和多种植物病毒的传播者而成为影响农业发展的重要害虫之一。对蚜虫的有效防治一直是众多科学工作者所面对的难题。抗蚜植物基因工程以其对蚜虫较好的防治效果而受到广泛关注和重视。本文就当前已发现的抗蚜基因和植物防御机制进行了概述,讨论了抗蚜基因在棉花抗蚜基因工程中的应用价值并对未来抗蚜植物基因工程的发展方向提出看法,为抗蚜转基因棉花的研究提供理论依据。

转外源凝集素基因棉花对棉蚜的抗性鉴定

转外源凝集素基因棉花工程植株在蚜虫发生期稳定地表现出抗蚜性状,转化一代群体抗、感植株分离比例符合3∶1,抗蚜基因是以单一位点整合到棉花染色体组中。经过 4 个世代的抗蚜鉴定、自交纯合和选择,获得遗传组成纯合的转基因抗蚜虫棉花新品系。对3个转外源凝集素基因棉花品系、2个形态抗蚜品种(系)和 6 个常规品种(系)进行抗蚜性鉴定。结果表明,3个转外源凝集素基因品系对棉蚜的抗性均达到高抗水平;川抗 77 在生育期内均中抗棉蚜,川棉109在苗蚜期和恢复期感蚜,而在伏蚜期中抗棉蚜;6 个常规品种(系)皆高感棉蚜。利用三种接蚜处理对不同类型抗蚜品种(系)进行鉴定的结果相同,繁殖行间自然传播蚜虫省略人工接蚜环节,是开展转基因棉花抗蚜性鉴定的一种简便、高效的方法。

与辣椒抗蚜虫基因相关的RAPD标记筛选及其SCAR转化

以辣椒抗蚜虫野生种质03-C79′与感蚜品种A0003杂交并自交得到F2为试材,应用RAPD分子标记技术和BSA混合群体分组分析法寻找与辣椒抗蚜虫基因相关的分子标记。从200条RAPD引物中筛选到1个辣椒抗蚜虫性状特异的多态性引物RA750。经F2单株验证,RA750的扩增片段在抗蚜虫植株中稳定出现,而在感蚜植株中没有。利用Joinmap V3.0软件计算标记与基因间的遗传距离为6.03cM。根据对该片段的序列分析结果重新设计了1对引物,将RAPD标记转化成了SCAR标记,并命名为RA750-S。

掌叶半夏凝集素基因PPA2抗蚜功能分析

掌叶半夏凝集素(Pinellia pedatisecta Agglutinin,PPA)基因属于单子叶甘露糖结合凝集素家族,具有抗虫活性。采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术从掌叶半夏幼叶中克隆到1个新的凝集素基因,命名为PPA2,其开放阅读框长408 bp,编码135个氨基酸,有一个甘露糖保守结合域,包含3个甘露糖专一结合位点。分别构建了由35S启动子和韧皮部特异性启动子At PP2驱动的植物表达载体,农杆菌介导的叶盘法转化烟草后,经鉴定获得了单拷贝插入高表达量的纯合转基因烟草株系。通过Western-blot分析,将获得的转基因纯合株系按蛋白表达水平分成高、中、低3类并进行抗蚜试验,结果表明这些转基因烟草均具有明显抗蚜效果,35S-PPA2转基因植株平均抑蚜率极高,而3种蛋白表达类型的At PP2-PPA2转基因植株普遍低于35S启动子驱动下的转基因植株。PPA2可以作为高效抗蚜候选基因,具有重要的应用价值。

转基因抗蚜虫棉花新种质的培育

介绍了外源抗蚜基因导入棉花的研究结果 ,温室内苗期共检测出 75棵抗蚜单株。应用 PCR技术对其进行分子检测 ,结果表明 70个样品出现阳性扩增 ,阳性扩增率为 93.3%。与受体品种相比 ,转基因抗蚜棉单株蚜虫着生量仅为受体品种的 2 0 %～ 50 % ,蚜害指数减退率分别比受体品种减少65.1 3%～ 82 .2 3% ,表明转基因抗蚜棉大田期的抗蚜作用明显。

转半夏凝集素基因抗蚜棉花材料对棉蚜的控制效果

采用田间小区系统调查和室内生物测定相结合的方法,研究了转半夏凝集素基因抗蚜棉花材料对棉蚜的控制效果。田间鉴定结果表明,在苗蚜发生高峰期,6个转基因抗蚜材料对棉蚜的抗性不同,蚜指减退率也有较大的差异;其中09-2和09-4的抗性较好,接近抗性2级水平。室内生物测定结果表明,和亲本对照相比,除09-2和09-4材料的棉蚜单雌产仔量略增加外,其它材料均减少,其中09-1、09-4、09-8的棉蚜产仔量差异达极显著水平。生命表参数表明,和对照材料相比,不同材料的净增值率、平均世代周期、内禀增长率、周限增长率和种群加倍时间均有不同程度的变化。总体来说,09-2和09-4材料对棉蚜有较好的控制效果。

抗蚜转基因棉花的研究

用雪花莲凝集素(GNA)基因及有潜在抗蚜作用的尾穗苋凝集素(ACA)基因构建了韧皮部特异表达的单基因(pBCACA和pBdePACA)及双抗蚜基因植物表达载体(PBACG)。含有这些表达载体的农杆菌转化子已供合作单位开展棉花的转化，同时我们正在用转基因烟草研究这些基因组合的抗蚜效果。用含pBCACA或pBdEP—ACA的农杆菌转化了冀合321等棉花品种，

植物蚜虫及其抗性研究进展

蚜虫是植物主要的害虫之一,对植物的危害非常严重,同时对农业生产造成巨大的经济损失。目前用于防治蚜虫的手段,主要有化学防治和培育抗蚜新品种,其中化学防治较为普遍,但培育植物抗蚜新品种更具有长远价值,物理防治、农业防治、天敌防治可作为植物防治蚜虫的辅助措施,植物基因工程防治将是一条有效的防治蚜虫途径。对植物蚜虫特征、危害症状、发生条件及规律、危害机制、防治措施、植物抗蚜性及抗蚜鉴定、抗蚜基因及其表达等方面研究情况进行概述,可为植物抗蚜相关研究提供理论依据,为植物抗蚜分子育种提供科学参考。

薄荷Eβf合成酶基因(Tspa11)的克隆、序列分析与表达特性

为克隆薄荷Eβf合成酶基因(Tspa11)、分析蛋白质结构特性与理化性质,确定其在薄荷不同组织的表达量差异,本试验以薄荷为材料,采用RT-PCR技术扩增获得Tspa11基因cDNA序列,采用生物信息学软件分析编码蛋白质的结构特性,MEGA7.0软件邻接法构建氨基酸同源性系统进化树;采用实时定量PCR技术分析Tspa11在薄荷不同组织(种子、根、茎、叶、花)的差异表达情况。结果表明,得到Tspa11基因序列长度为1929 bp,最大开放阅读框为71~1723 bp,共编码550个氨基酸,分子量为63.74 ku,理论等电点(pI)5.21,偏酸性;表明Eβf合成酶是一种稳定的疏水性蛋白。NCBI保守结构域在线分析表明,Eβf合成酶基因编码的氨基酸具有Isoprenoid_Biosyn_C1 Superfamily的保守结构域(E-value:1.32e-03),蛋白氨基端位于膜内;氨基酸同源性分析,夏枯草Eβf合成酶基因与薄荷Tspa11亲缘关系最近,构成了一个小分支,同源性高达90%;夏枯草Tspa11基因在同条件下种子的基因表达量极显著地高于其他组织(P<0.01),根部表达量最低。

对高粱BTAM428×ICS-12B杂交F_3代及部分抗感品种的SCAR分析

用与抗蚜基因紧密连锁的OPN - 0 772 7、OPN - 0 8373RAPD标记 ,转化得到的SCAR标记对F3代及部分抗感品种进行SCAR检测。将F2 代抗感群体留种种于田间 ,取在孕穗期F3植株叶片提取总DNA进行SCAR分析 ,得到了F3抗感个体的特异性谱带 ,同时在部分抗性品种中也得到了OPN - 0 772 7、OPN - 0 8373二条特异谱带 ,而感性品种中则未见 。