谷胱甘肽过氧化物酶基因重组乳酸菌的优化培养及其抗逆功能

为获取谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)基因重组乳酸菌NZ9000/pNZ8148-GPx(简称NG1)的最优生长条件和在模拟胃肠道环境下的抗逆性情况,采用单因素试验和响应面分析法优化NG1的生长条件,同时对该重组菌的体外抗H_(2)O_(2)、抗胆汁酸盐和抗酸胁迫能力进行研究。结果表明,NG1的最优生长条件为培养温度36℃、初始pH7.6、Na_(2)SeO_(3)浓度59μg/mL;NG1对各胁迫因素的最高耐受值分别为过氧化氢(H_(2)O_(2))1.5 mmol/L、胆汁酸盐0.20%、酸度pH6.0;耐受能力排序为优化培养NG1>常规培养NG1>常规培养NG0(NZ9000/pNZ8148),说明GPx基因的导入对乳酸菌的抗H_(2)O_(2)和胆汁酸盐胁迫功能有增强作用,且在最优培养时得到强化,但对酸度耐受性无明显增强作用。

基于生长和抗逆功能基因SNP分子标记的凡纳滨对虾野生及选育群体遗传多样性分析

[目的]分析凡纳滨对虾野生群体与选育群体的遗传多样性及遗传差异,为进一步改良优化凡纳滨对虾种质提供参考依据。[方法]通过凡纳滨对虾转录组测序数据挖掘候选SNP位点,设计扩增引物,采用10尾野生凡纳滨对虾进行直接测序验证,筛选获得11对有效引物及24个位于生长和抗逆功能基因上的SNPs位点,并用于分析2个野生群体(Y1和Y2)和2个选育群体(F1和F2)的遗传多样性。[结果]凡纳滨对虾野生群体的观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)及多态信息含量(PIC)等遗传参数平均值明显高于选育群体。在2个野生群体中,Y2的各项遗传参数平均值均高于Y1;在2个选育群体中,F2的各项遗传参数平均值均高于F1,且在CATL、ANT、Tryptase、Crustin-like和Penaeidin4c等功能基因的某些SNP位点上,2个选育群体的各项遗传参数平均值为0。4个凡纳滨对虾群体中均存在SNP位点不同程度偏离Hardy-Weinberg平衡现象。野生群体Y1与选育群体F1间的近交系数(Fis)最高(0.0875),且基因流(Nm)也较高(4.2728);野生群体Y2与选育群体F1间的遗传分化指数(Fst)最高(0.0947),但Nm最低(2.3886),表明二者间的遗传背景较远。4个凡纳滨对虾群体的遗传变异主要来源于群体内(85.15%),仅有14.85%变异来源于群体间。4个凡纳滨对虾群体的遗传相似性系数为0.9351~0.9747,遗传距离为0.0256~0.0671;基于凡纳滨对虾群体遗传距离的UPGMA聚类分析结果显示,Y1、F1和F2聚为一支,而Y2单独聚为一支。[结论]凡纳滨对虾野生群体在抗逆功能基因SNP分子标记中的遗传多样性显著高于选育群体,且野生群体与选育群体间的遗传距离较远,具有较高的遗传改良潜力。在实际生产中,可通过杂交措施将野生群体的优良抗逆基因引入选育群体,提高凡纳滨对虾选育群体的免疫及抗病能力。

结缕草Zjlea3基因逆境响应模式及抗逆功能鉴定

为揭示结缕草LEA蛋白在植物逆境胁迫应答过程中的作用与功能,利用RT-PCR方法从日本结缕草Meyer中克隆得到一个lea基因,命名为Zjlea3,对其进行生物信息学分析。蛋白质理化性质分析结果表明:该基因编码产物包含177个氨基酸,预测分子质量为18.3 ku,理论等电点(pI)为5.63,为亲水性蛋白,含有9个特征性的11氨基酸基序,属于LEA蛋白中的第3组成员。聚类分析结果表明:Zjlea3蛋白与高粱、石茅等耐高温物种的同源蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示:在低温、干旱和高盐胁迫下,Zjlea3基因表达量均有上调,表达量峰值分别出现在72,24,72 h,其中受低温诱导上调幅度最大。转基因酵母抗逆性分析显示:转化Zjlea3基因的酵母细胞对冷冻、高盐和高渗胁迫的耐受能力显著提升。由此推测Zjlea3蛋白参与结缕草抵御低温、干旱和高盐等非生物胁迫的调控。

大豆GmRPK2基因的克隆及功能初步鉴定

非生物胁迫如干旱、土壤盐碱化等严重影响着农作物的生长发育,农作物产量明显受限。大豆GmRPK2基因与拟南芥抗逆基因AtRPK1高度同源,为探究其抗逆功能和作用机理,构建了GmRPK2基因过表达载体并转化拟南芥筛选获得纯合体。抗逆性检测结果表明,在高盐、PEG和ABA处理下,GmRPK2过表达拟南芥种子的萌发率显著低于野生型,其幼苗阶段根的生长量也明显小于野生型。成株阶段抗逆性检测表明,盐、旱胁迫下过表达拟南芥的生长受抑现象更为明显。为探究其抗逆性降低的内在机理,对GmRPK2过表达拟南芥进行了生理指标检测。结果表明,高盐胁迫后其叶绿素含量明显低于野生型,其丙二醛和电导率则明显较高,DAB染色比野生型更深;旱胁迫后过表达拟南芥的脯氨酸和可溶性糖含量明显较低,失水率明显较高。荧光定量PCR检测发现,GmRPK2基因在拟南芥中过表达后明显抑制了SAD1、P5CS1和ADH1的表达。因此,GmRPK2基因可能通过抑制CDPK抗逆信号转导通路、降低脯氨酸积累和减弱ABA信号传导通路影响拟南芥的抗逆性。

不同温度和盐胁迫下紫花苜蓿MsNAC2和MsNAC3基因提高毕赤酵母耐受性分析

NAC蛋白是植物特异性转录因子,具有多种生物学功能,紫花苜蓿是多年生的豆科苜蓿属优质牧草。为了探究紫花苜蓿NAC的抗逆性功能,克隆两个紫花苜蓿转录因子基因MsNAC2和MsNAC3,构建其真核表达载体pPIC9-His-MsNAC2和pPIC9-His-MsNAC3,并转入野生毕赤酵母GS115中。通过营养缺失筛选、PCR、SDS-PAGE和West bolt技术鉴定阳性酵母转化子,最终获得MsNAC2和MsNAC3的转基因酵母菌,分别命名为A2和A3。对A2、A3和对照株系(CK)进行37℃、16℃温度胁迫和100mmol·L^(-1)、200mmol·L^(-1)盐胁迫。试验结果表明:在不同温度和盐胁迫处理下,转基因酵母A2、A3的生命力和成活率明显高于CK,A2、A3在非生物胁迫下表现出更好的耐受性。说明MsNAC2和MsNAC3极有可能是优良的抗逆基因,为进一步通过基因工程手段应用于植物抗逆转基因育种提供了理论依据和研究基础。

移栽灵的应用

移栽灵是根据植物学抗逆化学诱导理论研制的一种全新多功能植物抗逆诱导剂，兼具杀菌剂和植物生长调节剂的双重功能。