转逆境诱导型启动子SWPA2驱动Cu/ZnSOD和APX基因甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)耐盐性

本研究以盐胁迫下逆境诱导型启动子SWPA2驱动转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯叶片一些生理指标的变化研究转基因甘薯耐盐性。结果表明:无胁迫时,转基因甘薯叶的生理指标与未转基因植株无明显差异。相同胁迫条件下,转基因甘薯叶的超氧化物歧化酶(SOD),抗坏血酸过氧化物酶(APX),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性均高于未转基因甘薯叶,尤以100mmol/LNaCl胁迫下差异最显著;转基因植株的根长也大于未转基因植株;转基因植株的叶绿素下降幅度和MDA含量则低于未转基因植株。这说明转基因甘薯具有一定的耐盐性。因此开发种植转基因耐盐甘薯对有效利用盐渍化土地和缓解能源危机有重大的意义。

逆境诱导型启动子rd29A的克隆及植物表达载体的构建

根据文献上发表的逆境诱导型启动子rd2 9A序列设计并合成了一对引物 ,通过PCR的方法从拟南芥基因组中扩增到rd2 9A的启动子序列。根据GenBank中已发表的转录因子DREB1A基因的cDNA序列设计并合成了一对引物 ,通过RT PCR的方法从低温处理的拟南芥总RNA中扩增出DREB1A基因的全长cDNA片段。以植物表达载体pBch为基础 ,构建了由rd2 9A调控的DREB1A基因的植物表达载体pBDR2 9A 。

Ta6-SFT在烟草中的逆境诱导型表达及抗旱性

分别构建CaMV35S启动子驱动的Ta6-SFT组成型植物表达载体和rd29A启动子驱动的逆境诱导型表达载体。利用农杆菌介导法分别导入烟草中,获得转基因株系,Southern杂交和Northern点杂交确定Ta6-SFT整合进转基因株系基因组中,并正常转录。以非转基因株系作对照,对2种转基因烟草株系进行干旱胁迫处理,采用半定量RT-PCR分析Ta6-SFT在转基因株系中的表达,同时测定胁迫0 d和18 d果聚糖含量及部分农艺性状。结果表明,含有rd29A启动子的逆境诱导型株系中Ta6-SFT相对表达量比在含CaMV35S启动子的组成型株系中高,而且积累更多的果聚糖;从株高、1/2株高处茎粗、叶面积数据来看,逆境诱导型转基因株系的生长势优于组成型株系,对干旱表现强的耐性。因此,在转基因植物中逆境诱导型表达Ta6-SFT基因将发挥更好的抗逆功能。

逆境诱导植物黄酮类化合物富集研究进展

理化逆境和生物逆境对植物生存生长不利的各种环境因素。本文通过文献计量法统计中国知网知识发现网络平台中关于逆境诱导植物黄酮类化合物富集的文献。分析其发文量、学术关注度、核心研究机构、核心作者等内容的变化,探析近十年来逆境诱导植物黄酮类化合物富集研究的发展及趋势,为诱导条件富集植物中黄酮类物质的研究提供参考。

二穗短柄草逆境诱导型启动子pBdDREB-47的克隆及功能验证

前期研究分析二穗短柄草逆境胁迫下的AP2/EREBP基因家族的表达谱时,发现Bd DREB-47响应多种逆境胁迫,因此本研究利用PCR的方法克隆了该基因上游1 388 bp的启动子区域,并命名为pBdDREB-47。启动子分析软件Plant CARE分析表明:pBdDREB-47含有TATA-box、CAAT-box等启动子核心元件,同时还含有LTR、ABRE等多种胁迫响应相关元件。因此我们将pBdDREB-47构建到启动子检测载体p CAMBIA1381-GUS上,形成p CAMBIA1381-pBdDREB-47-GUS,以检测其启动子活性。通过农杆菌介导法转化烟草,得到的转基因烟草T1代植株GUS染色结果表明:该启动子在冷、干旱及盐胁迫条件下能够显著诱导GUS报告基因的表达,可进一步用于植物抗逆遗传育种改良工作。

水稻OsRZFP34基因逆境表达特征及其启动子的克隆与分析

采用qRT–PCR技术分析水稻OsRZFP34在高温(42℃)、低温(4℃)、10%聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱、高盐(100 mmol/L NaCl)和脱落酸(ABA)处理(100μmol/L)下的表达模式;克隆OsRZFP34基因启动子,并利用在线软件New PLACE和PlantCARE对其序列进行顺式作用元件分析;构建OsRZFP34pro::GUS表达载体并转化水稻;通过组织化学染色和GUS酶活性检测,分析在不同胁迫处理条件下OsRZFP34启动子驱动GUS基因表达的活性。qRT–PCR分析结果表明,上述5种处理均能不同程度地诱导OsRZFP34的表达,其中高温胁迫对其表达的诱导程度最强,而ABA对其表达只有微弱的诱导。顺式作用元件分析结果表明,该启动子上包含有多个与逆境响应、激素响应以及Ca^2+信号转导相关元件。GUS组织化学染色和荧光分析结果显示,OsRZFP34基因启动子的活性受到高温、低温、PEG、盐和ABA的调控,表明该启动子是受多种逆境诱导的诱导型启动子。

DREB转录因子研究进展

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。介绍DREB转录因子与DRE顺式作用元件的关系,DREB转录因子与DRE元件的结合特异性,DREB的结构特点和功能,DREB转录因子的表达调控,DREB转录因子的克隆及鉴定等方面的研究进展,简述DREB转录因子对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用,在提高植物综合抗逆性方面将有巨大的应用前景。同时,指出DREB转录因子在信号转导、作用机理及基因表达等方面的复杂性。

大豆转录因子GmERF5启动子的克隆及活性分析

乙烯响应因子(Ethylene-responsive factors,ERFs)广泛参与植物对生物和非生物胁迫的应答。从大豆吉林32的基因组DNA中分离到GmERF5的启动子片段,全长1 924 bp。该区段含有9种与逆境相关的顺式作用元件,即G-box、GT-1、LTRE-1、W-box、TL1、DPBF、MYB、MYC和BIHD10S。将该启动子构建到植物表达载体pCAMBIA1301上与葡萄糖苷酸酶(GUS)基因融合,注射法转化烟草叶片,并进行干旱、高盐和低温处理,通过GUS组织化学染色和GUS荧光值的测定分析启动子的启动活性。结果表明,在未处理条件下,该启动子能驱动下游GUS基因的表达。干旱和低温处理10 h能明显增强GmERF5P的启动活性。

农杆菌介导Prd29A:DREB1A基因转化番茄的研究

DREB是植物体内一类特有的与逆境调节相关的转录因子。本试验以番茄材料06P28子叶外植体为受体,以prd29A:DREB1A嵌合基因为目的基因,利用根癌农杆菌介导的方法对番茄进行遗传转化,获得了4株抗潮霉素的抗性植株。对这些抗性植株进行GUS基因表达检测和PCR扩增检测,结果表明,其中的3株抗性植株中已经有稳定的GUS基因表达,并且PCR扩增也检测到目的基因Prd29A:DREB1A的存在。

高盐环境下拟南芥HDAC家族基因的表达分析

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)作为植物细胞内的一种"Global Repressor"通过染色质重塑参与植物发育,环境适应等重要生理活动。实验对拟南芥幼苗在高盐环境下的HDAC家族m RNA表达特征进行了研究,发现一些以前未被报道过的HDAC家族成员同样受到高盐逆境诱导,并且表达量随高盐浓度提高而增加,显示它们与拟南芥高盐环境适应有直接联系;而同时实验结果显示一些主要在拟南芥胚胎发育和花序分生组织中表达的HDAC基因受到了高盐的明显抑制,显示拟南芥为适应逆境环境主动抑制此类基因的表达,对花发育进行抑制调控。

拟南芥AT2G14260基因功能及其表达特异性

拟南芥AT2G14260基因编码脯氨酸亚氨基肽酶,基因芯片表达谱数据显示该基因响应高盐、低温等非生物胁迫。为研究其功能和表达特性,本研究采用野生型和突变体植株pip-1进行低温、干旱和盐胁迫处理,结果显示在正常培养基中野生型与pip-1植株表型没有区别。而在逆境处理下pip-1植株的根比野生型明显短,且在干旱胁迫下,突变体的叶子比野生型植株明显变黄萎蔫。在正常环境、冷、干旱、盐胁迫下,野生型植株脯氨酸含量的平均值分别是突变体的1.11、1.23、1.10和1.34倍,这说明AT2G14260基因对提高非生物胁迫的耐性具有一定的作用。同时分离了该基因的启动子,构建了表达GUS基因的载体并转化拟南芥,该启动子在正常环境中不表达。胁迫处理时从两叶期开始在根、叶、茎中表达,到达花期后,干旱处理下的花瓣、花枝和冷处理下的花柱头中也有表达。GUS相对活性试验也证明对胁迫的响应能力。可见AT2G14260基因启动子是逆境胁迫诱导表达启动子,同时具有组织表达特异性,因此,AT2G14260基因及其启动子在转基因工程育种中具有潜在的应用价值。

三个逆境相关的水稻启动子的克隆与瞬时表达分析

为了克隆和研究逆境诱导型水稻启动子的功能,根据前期工作所获得的高温条件下水稻幼穗的表达谱数据,结合对GEO数据库中有关水稻逆境芯片数据的检索与分析,选取了3个对高盐和高温显著响应的基因(Os11g0453900,Os09g0526600,Os05g0381400)。基于这3个基因ATG上游1.5kb的启动子序列的生物信息学分析,克隆了这3个启动子中包含有多个ABA、高温、高盐等逆境响应元件的DNA片段,分别命名为Rab16Dp、OsHsfB2cp和PM19p,并通过农杆菌介导转化烟草叶盘进行了瞬时表达分析。结果表明:高温、高盐对Rab16Dp和OsHsfB2cp启动子有较明显的诱导效应,而对PM19p的诱导效果不明显。实验为这3个启动子功能的进一步研究奠定了基础,也将为逆境诱导型水稻启动子的挖掘和鉴定提供重要线索。

转录因子DREB1A和DREB2A调控机制的比较分析

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。从DREB1A和DREB2A转录因子结构、功能、调控表达的基因以及蛋白稳定性等方面进行比较分析,为植物抗逆转录因子研究及应用提供依据。