超量表达NtHAK1基因烟草对不同光辐射的光合响应

为了研究钾元素对烟草光合作用的影响,以共转化且超量表达烟草钾离子转运体蛋白基因HAK1的转基因烟草植株(T1-51、T1-87、T1-100和T1-122)为材料,研究各株系光合特征指标对不同光合有效辐射(PAR)的响应变化规律。结果表明:转基因植株的最大净光合速率皆高于野生型植株;当PAR<2 000μmol/(m2·s)时,各植株的气孔导度和蒸腾速率随PAR的增加而增大,且均高于野生型;转基因植株对水分利用率随着PAR值升高而增加。光合特征指标测定表明,超量表达NtHAK1基因的转基因植株能增加叶片的气孔导度,提高植株的净光合速率及蒸腾速率,进而增强植物的光合效率。

Atdad1的超量表达抑制烟草细胞凋亡

以Atdad1基因保守区为探针进行Northern杂交,检测到烟草也存在dad1的同源基因,并且在叶和花中表达量较大,而随着叶片的衰老,dad1的表达量明显降低。进一步以过量表达Atdad1基因的烟草悬浮细胞为材料,研究Atdad1基因与细胞凋亡的关系。结果发现48℃热激4h或75ng/mL放线菌素D处理48h均可诱导正常细胞产生凋亡(产生DNAladder),而相同处理条件下过量表达Atdad1基因的烟草悬浮细胞并没有发生凋亡(无DNAladder),说明转基因细胞具有一定抵抗凋亡的能力。同时检测到野生型非转基因悬浮细胞凋亡的诱导产生过程中,dad1基因表达量逐步降低。上述结果提供了较直接的证据表明在烟草细胞中dad1基因可能参与了细胞凋亡的负调控。

烟草CYP82E4v1基因调控降烟碱的生物合成

为明确烟草烟碱去甲基酶基因CYP82E4v1在降烟碱生物合成中的调控作用,通过农杆菌介导,将含CYP82E4v1超量表达的植物表达载体pLF-35S-CYP和干涉表达的植物表达载体pLF-35S-CYPi分别遗传转化烟草品种K326,共获得转基因植株61株,其中超量表达植株42株,干涉表达植株19株。HPLC测定表明,超量表达植株降烟碱含量比对照烟草品种K326高88.9%,而干涉表达植株降烟碱含量比对照烟草低61.1%,表明CYP82E4v1的超量表达能提高烟草降烟碱含量,该基因的表达受到抑制时降烟碱合成受阻。Real-Time PCR分析结果表明,超量表达植株中CYP82E4v1基因的表达为对照烟草的20倍以上,在干涉表达植株中其表达量仅为对照烟草的6%。同时,在干涉表达植株中其他降烟碱合成基因,如CYP82E5v2和CYP82E10等也受到不同程度的抑制。此外,在构建植物表达载体时,引入衰老基因SAG12启动子驱动重组酶基因FLP的"Gene-deletor"表达元件,在烟草叶片发育后期以清除转基因植株中外源GUS∷NPT II基因,从而获得了降烟碱含量低且不含筛选标记基因的转基因烟草植株。