转低温胁迫转录因子BcICE1基因水稻提高抗寒性

低温冷害是制约黑龙江省水稻安全生产最主要的气象灾害之一,严重影响其产量和品质。为提高寒地水稻抗低温冷害能力,本研究将从大白菜分离的低温胁迫转录因子BcICE1基因(GenBank登录号为HQ902162)构建到植物表达载体pCAMBIA1301上,利用农杆菌介导法导入粳稻品种龙粳24中。PCR、Southern杂交和RT-PCR检测结果表明,BcICE1基因已经成功整合到水稻基因组中,并正常表达。与对照相比,低温处理后超表达BcICE1基因的转基因株系存活率和脯氨酸含量明显增加,相对电导率和丙二醛含量积累速率明显下降,提高了抗低温胁迫能力。

BcICE1基因表达模式及调控转基因水稻抗冷通路研究

以大白菜幼苗和水稻T1代转BcICE1基因株系为材料,通过半定量RT-PCR及实时定量PCR等方法,研究BcICE1基因表达模式、水稻转基因株系中BcICE1基因的遗传及冷反应基因的表达情况。半定量RT-PCR分析表明,BcICE1基因在大白菜的根、茎、叶中为组成型表达,其中茎和叶的表达量较强;BcICE1基因的表达水平能被冷、ABA和NaCl处理所上调,但不被脱水处理上调。卡方测验表明,水稻转基因T1代潮霉素抗性发生了3:1分离模式。Southern和Northern杂交结果表明,3个抗冷转基因株系中BcICE1基因均是以单拷贝、单位点整合整合到水稻基因组中,并正常表达。实时定量PCR分析表明,冷胁迫下,BcICE1基因的超表达对水稻的OsDREB1F基因影响较大,表明BcICE1基因对转基因水稻抗寒性的影响依赖OsDERB1冷反应通路。

不结球白菜BcICE1基因的克隆与功能分析

[目的]本文旨在分析不结球白菜BcICE1基因的表达模式并探索其在冷胁迫中的功能。[方法]以不结球白菜品种‘NHCC001’为材料,采用同源克隆的方法获得BcICE1基因的全长序列,并进行生物信息学分析;对‘NHCC001’进行4℃低温和PEG-6000模拟干旱处理,检测BcICE1基因对胁迫的响应;构建过表达载体pEarlyGate-BcICE1,利用注射法将载体农杆菌菌液导入烟草细胞进行BcICE1基因的瞬时表达并检测;构建酵母诱饵载体pGBKT7-BcICE1,转化AH109验证其转录激活活性;将pEarlyGate-BcICE1农杆菌菌液利用蘸花法进行BcICE1基因的遗传转化,并用RT-qPCR和Westernblot对阳性苗进行鉴定。通过RT-qPCR对BcICE1过表达拟南芥中冷胁迫相关基因的表达水平进行分析。[结果]克隆获得不结球白菜BcICE1基因,其含有1338bp的开放阅读框,编码466个氨基酸,相对分子质量为47.40×10^3,等电点为5.42;氨基酸的多序列比对和系统进化树结果表明,BcICE1蛋白与欧洲油菜、荠菜和拟南芥ICE1蛋白同源关系较近。亚细胞定位表明BcICE1蛋白定位在细胞核中,具有转录激活性且对冷胁迫与干旱胁迫有响应。BcICE1过表达株系能增强植株的抗寒性,同时在低温处理后BcICE1过表达植株中冷胁迫相关基因AtCBF3和COR15A的表达量显著高于野生型植株。[结论]克隆并获得BcICE1过表达拟南芥植株,功能分析表明BcICE1基因能增强植株抗寒性。

大白菜低温胁迫转录因子BcICE1的克隆及表达分析

本研究采用RT-PCR结合SON-PCR技术从大白菜(Brassica pekinensis)中分离了BcICE1基因的cDNA序列(GenBank登录号为HQ902162)。该基因全长1591bp,含有一个1494bp长的开放阅读框,编码497个氨基酸。序列比对表明,该蛋白C端含有一个典型的bHLH结构域,与其他植物的ICE1蛋白具有较高的同源性。进化树分析表明,BcICE1蛋白与盐芥和山嵛菜的bHLH蛋白处在同一进化分枝。半定量RT-PCR分析表明,BcICE1基因是冷诱导条件下差异表达的基因。利用所构建的大肠杆菌表达载体,实现了BcICE1基因在原核系统的特异性表达。