巨桉EgrWOX5基因的克隆、表达分析与超表达载体构建

以巨桉(Eucalyptus grandis)EG5无性系为试验材料,通过RT-PCR技术从中克隆得到了1个巨桉WOX家族基因成员的CDS序列,命名为Egr WOX5(Gen Bank登录号为KF964019)。该基因全长为543 bp,编码181个氨基酸,具有WOX基因家族最保守的特征结构域-Homeobox domain(HD)结构域;其氨基酸序列与草本植物的拟南芥At WOX5基因和木本植物杨树Ptr WOX5基因的氨基酸序列有较高的相似性。组织表达分析结果显示,Egr WOX5基因特异性地在巨桉EG5的根组织中表达。这些结果间接或直接地说明Egr WOX5在巨桉根组织的发育过程中发挥重要作用。本研究还利用Gateway技术成功构建了Egr WOX5基因的超表达载体,为后续基因功能的进一步鉴定奠定基础。

紫花苜蓿MsZIP基因超表达载体的构建及烟草转化

根据已经克隆得到的MsZIP基因(GenBank序列号:HQ911778),合成编码区cDNA,构建植物超表达载体PBI-MsZIP。将MsZIP基因插入到含有启动子35S和终止子nos的载体PBI121中,酶切鉴定表明,目的基因已经正确的插入到载体中,超表达载体构建成功。采用CaCl2冻融法将其转入农杆菌中,然后采用农杆菌介导的方法转化烟草(Nicotiana tobacum),共得到12株抗性烟草苗,选取其中长势良好的3株进行分析。结果表明:转基因烟草的PCR,RT-PCR和Southern-blot检测均得到了与目的条带大小一致的片段,说明已经成功获得了能够表达MsZIP基因的转基因烟草;进一步对转基因烟草进行组织化学染色分析,该基因在根、茎、叶中都可以表达。本试验为MsZIP基因功能的研究提供了理论依据和试验材料。

马铃薯液泡蔗糖转化酶基因超表达载体的构建

目的:构建马铃薯StVIN1超表达载体,为构建马铃薯超表达液泡蔗糖转化酶植株提供基础。方法:提取马铃薯总RNA并反转录成cDNA,用同源重组的方法连接到超表达载体pCAMBIA-1303上,将重组质粒转入克隆菌株2984中并进行菌落PCR及质粒酶切鉴定,最后构建成功的重组质粒用冻融法转入根癌农杆菌GV3101中并进行菌落PCR鉴定。结果:通过菌落PCR及质粒酶切鉴定,构建出超表达载体pCAMBIA-1303-StVIN1成功转入根癌农杆菌GV3101中。

大豆C_2H_2型锌指蛋白基因SCTF-1转化及功能分析

为探讨锌指蛋白在大豆对非生物逆境胁迫耐受过程中的作用,构建了锌指蛋白基因SCTF-1的植物表达载体p CPB-SCTF-1,利用花粉管通道法将其导入大豆中,通过抗性筛选及PCR检测,共获得了6株转SCTF-1基因植株,Southern杂交鉴定表明功能元件以单拷贝形式整合于受体基因组中。荧光定量PCR检测证明转化植株在根、茎、叶部位的表达与未转化植株相比显著提高。在4℃低温胁迫下,转SCTF-1基因植株相对电导率明显低于非转化植株,降低了21.10%～23.09%;丙二醛含量明显低于非转化植株,降低了10.56%～11.74%;过氧化物酶活性明显高于非转化植株,增加了25.02%～30.38%;转基因植株叶片未呈现明显的萎缩、萎蔫、打卷现象。因此,转SCTF-1基因的过量表达提高了转基因大豆的耐冷能力。

紫花苜蓿GDP解离抑制蛋白基因cDNA的克隆、分析及烟草转化

采用RT-PCR方法,克隆得到紫花苜蓿(Medicago sativa L.)GDP解离抑制蛋白基因cDNA核心区域序列,命名为MsGDI1。序列分析结果表明,该cDNA核心区域全长1575 bp,包含一个1332 bp的最大开放阅读框,编码444个氨基酸。半定量RT-PCR分析结果表明,在盐胁迫和铝胁迫条件下,MsGDI1基因的表达随着胁迫时间的增加而上升,该基因可能与紫花苜蓿抗盐耐铝机理有关。借助于新构建的该基因超表达载体,用农杆菌介导方法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。转基因烟草植株PCR检测的结果表明,MsGDI1基因已经成功插入到烟草基因组中,为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

枸橼C-05小热激蛋白基因HSP23.3克隆与拟南芥遗传转化

以枸橼C-05叶片为材料,对枸橼C-05中HSP23.3基因的ORF进行了克隆,并对其生物学信息进行了分析。结果显示:HSP23.3基因在枸橼C-05中的ORF为615 bp,编码204个氨基酸。枸橼C-05的HSP23.3蛋白属于跨膜亲水不稳定蛋白,预测定位于细胞质,二级结构由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲构成,其中,α-螺旋和无规则卷曲是其最主要的二级结构元件,且三级结构和二级结构预测结果高度相似。不同物种同源序列进化分析结果显示枸橼C-05的HSP23.3与漾濞槭的TXG74 151.1亲缘关系最近。含枸橼C-05种质HSP23.3基因的转基因拟南芥T2代株系接种丁香假单胞菌结果显示转基因拟南芥与野生型相比症状较轻且能抑制丁香假单胞菌的繁殖。本研究初步认为HSP23.3基因可能参与枸橼C-05抗溃疡病反应过程。

龙眼DlWRKY57基因克隆与拟南芥遗传转化

以龙眼成熟叶片为材料,利用实验室构建的龙眼转录组数据库,筛选出Dl WRKY57基因c DNA序列,对其开放阅读框(ORF)进行克隆和生物信息学分析。结果表明,Dl WRKY57基因ORF长度为894 bp,编码297个氨基酸,此蛋白属于WRKY基因家族中的域a类,存在1个WRKY结合位点。通过生物信息学分析表明,该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在45个氨基酸磷酸化位点。其二级结构由无规则卷曲、琢-螺旋和延伸链构成,其中无规则卷曲为二级结构中最主要的结构元件,并且二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明该基因与木薯亲缘关系最近。以p MD18-T和p BI121载体为基础,成功构建了植物超表达载体p BI121-Dl WRKY57,利用农杆菌花序法转化拟南芥,经PCR分子检测,获得含Dl WRKY57基因的拟南芥植株,该超表达载体的遗传转化为Dl WRKY57基因功能的深入研究提供依据。