结缕草生物技术研究进展

结缕草属植物具有耐干旱、耐盐和耐践踏等优良特性。最近的研究表明,基因转移与重组技术在结缕草遗传改良中具有巨大应用潜力;结缕草遗传连锁图谱构建取得重要进展;基因克隆和基因资源研究正在展开。结合当前有关结缕草生物技术研究现状,综述了结缕草基因工程和基因资源方面的研究进展,讨论了存在的问题并展望其前景。

反硝化微生物分子生态学技术及相关研究进展

反硝化是微生物以氮氧化物作为电子受体产生能量的过程。由微生物推动的反硝化使地球生物圈中被固定的氮素重新回到大气中去,从而实现整个自然界的氮素循环。反硝化作用与人类的生产、生活密切相关,它能使江河湖海脱除氮素富营养化而得以净化,也能使农田氮肥反硝化流失造成重大经济损失。多年来,基于培养技术的传统微生物研究方法很难了解环境中的反硝化微生物,因为人们目前能够培养的微生物不足环境微生物总量的3%。近年来,分子生物学和现代生物技术的迅猛发展极大地推动了环境微生物学的发展,人们可以直接提取环境DNA、通过分子标记和多种技术研究环境微生物。本文综述了环境反硝化微生物的分子生态学研究技术及国内外相关领域的研究进展。

北京菊花白色锈病初报

2007年12月至2008年4月北京市农林科学院生物中心日光温室菊花发生了较为严重的病害,经鉴定为菊花白色锈病。该病孢子最低萌发温度为4℃,最高萌发温度为29℃;超过30℃,孢子不能萌发;最适宜的萌发温度为15～25℃。对16个菊花品种的温室自然发病率进行了调查。结果表明:不同菊花品种对白色锈病抗性不同,香白梨和瑶台玉凤抗性最强,秋、黄秀风、秀雄和秀芳白抗性最差。

菜保拾零(十) 北京地区番茄黄化曲叶病毒的发现和应对

防治番茄黄化曲叶病毒主要有通过防治传毒介体烟粉虱和利用抗（耐）病品种两种方法，防治烟粉虱要选合格的纱网，并覆盖周密、严实；选用抗（耐）TY病毒的品种要符合当地生产需求。1 北京地区番茄黄化曲叶病毒的发现2009年9月14日，北京发现了番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus，TYLCV，以下简称TY病毒）。实际上这个病毒传入北京的时间还要早，只是在这一天该病得到大家的确认。2009年我在北京市大兴区一个部队的生产基地任技术顾问，6月中旬就发现基地播种的中杂9号番茄长得不好。

土壤微生物元基因组技术的应用研究

对元基因组文库的概念进行了详细的阐述,对国内外利用元基因组技术进行土壤微生物方面的研究进展、文库构建流程及筛选技术进行了综述,以期促进国内这一国际热点领域的研究。

玉米淀粉生物合成及其遗传操纵

淀粉是许多植物重要的储藏物质。淀粉突变体以及转基因植物中淀粉变异的特点使我们对淀粉生物合成的过程有了较深入的了解,许多研究的结果揭示了玉米淀粉的生物合成涉及4类酶——ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分支酶和去分支酶。随着编码这些酶的基因的克隆,利用转基因技术对淀粉合成过程进行遗传操纵业已成为可能,并且在提高淀粉产量以及不同特性淀粉品质的种质资源创新等方面展示出巨大的潜力。

微生物分子生态学方法预警农田重金属污染的研究进展

农田土壤重金属污染是威胁到食品安全和人体健康的重大问题,对其进行早期预警具有重要意义。本文对我国农田的重金属污染情况、化学方法预警重金属污染的优点与不足、微生物指标预警重金属的优越性、以及采用微生物分子生态学方法预警农田重金属污染的可行性进行了讨论。

玉米非生物逆境响应基因ZmASK1的克隆及表达特性分析

类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因在植物发育和逆境应答中起着十分重要的作用。通过RT-PCR方法从玉米中克隆了一个与Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因同源的全长cDNA,命名为ZmASK1(abiotic stress-induced kinase)(GenBank accessionNo.,AY722707)。推测ZmASK1蛋白含有426个氨基酸,分子量为48.5kD,等电点为8.7。半定量RT-PCR分析表明,ZmASK1可以被甘露醇、高盐和脱落酸(ABA)诱导。另外,在不同的组织中,ZmASK1的表达模式也不一样,在子房中的表达量最高。这些结果表明,ZmASK1可能在植物逆境反应及生殖生育过程中起多重作用。本文是玉米类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因参与胁迫和发育过程的首次报道。

环介导等温扩增技术检测含有CaMV35S的转基因玉米

DNA环介导等温扩增技术是一种特异、灵敏、快速的新型基因检测技术。针对玉米表达载体的花椰菜花叶病毒35 S启动子(CaMV35S)的6个区域设计4种特异引物,对LAMP反应的MgSO4、dNTPs、Betaine、内引物、外引物各个成分进行了优化,此外还对LAMP和PCR两种不同方法的特异性进行了比较。建立转基因玉米花椰菜花叶病毒35 S启动子环介导等温扩增技术检测方法,LAMP与PCR相比具有更高的灵敏度。环介导等温扩增技术检测方法具有时间少,成本低,特异性高,检测方法多样等优势,为检测转基因玉米花椰菜花叶病毒35 S启动子提供了一种更加简便快速的方法。

利用正义RNAi技术提高玉米直链淀粉含量效果的研究

为了研究利用正义RNAi技术提高玉米直链淀粉含量效果,用基因枪法将构建的sbeⅡb正义RNAi表达载体pBAC506和pBAC508(筛选标记基因分别为35S启动子及Adh1-intron1增强驱动的epsps和bar)导入玉米(Zeamays)自交系幼胚愈伤组织,经过筛选、分化和再生获得了44株转基因当代植株,经PCR扩增、PCR-Southern检测有30株为阳性。选择9株健壮的阳性植株进行基因组Southern-blotting分析,结果表明7株T0植株整合了目的基因,其中4株整合了1个转基因拷贝,2株整合了2个转基因拷贝,1株整合了3个转基因拷贝。这7株中有2株结实,直链淀粉含量分别为23.22%和24.60%,有一定的小幅提高。下一步要进行较大规模的基因枪转化,得到比较大的转基因群体,以对更多转基因后代进行鉴定,期望筛选出外源基因多拷贝插入和直链淀粉含量大幅提高的株系。

植物类黄酮生物合成的分子调控

类黄酮是一类重要的多酚类次生代谢物,在植物中分布广泛,具有抗菌、抗氧化等重要功能。围绕类黄酮生物合成,概述了类黄酮合成途径中的重要基因以及生物合成调控的分子机制等方面的研究进展,以期从分子角度为提高类黄酮合成提供一定的理论基础。

利用转基因技术改良小麦品质的研究进展

小麦作为世界主要粮食来源,其转基因遗传改良受到广泛关注。随着生活水平的提高,人们对面食品各种品质的需求也越来越高,利用转基因技术对小麦进行品质改良成为近几年小麦研究的热点。小麦品质包括加工品质和营养品质,加工品质又包括磨粉品质和食品加工品质。目前的小麦品质改良中,磨粉品质的改良主要通过提高籽粒硬度(grain hardness)基因pin的含量;食品加工品质的改良主要通过提高小麦高分子量谷蛋白亚基(high-molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS),尤其是1Dy10、1Dx5及1Ax1亚基的含量;小麦的营养品质改良主要是提高赖氨酸及铁结合蛋白的含量;面粉白度是衡量面粉品质的重要性状之一,利用转基因技术从遗传因素进行的面粉白度改良主要集中在对多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的抑制上;淀粉品质是小麦品质的一个重要方面,淀粉品质改良的研究主要集中在对支链含量相关淀粉基因的研究上。本文就应用转基因技术对小麦品质在这五个方面的改良进行了概括介绍,并对其中存在的问题进行了探讨。

非生物胁迫诱导的玉米蛋白激酶基因ZmCIPK3的cDNA克隆和表达特性

类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(calcineurin B-like calciumsensor interactingProtein Kinase,CIPK)在植物非生物胁迫信号转导中起重要作用。应用分子克隆的方法在玉米(Zea mays)中克隆了一个cDNA全长为1 350 bp的蛋白激酶基因ZmCIPK3(GenBank登录号为EU873319)。其编码的蛋白含有449个氨基酸,分子量为50.89kD,等电点为8.26。推断的ZmCIPK3催化结构域中包含蛋白激酶催化结构域保守的11个亚结构域,蛋白C端具有植物CIPK蛋白家族特有的包含24个氨基酸的NAF结构域。半定量RT-PCR结果表明,在玉米幼苗叶片中,ZmCIPK3响应甘露醇、氯化钠、ABA和4℃低温的诱导,其转录水平在12 h内呈上升趋势。ZmCIPK3是一个新的玉米蛋白激酶基因,响应多种非生物胁迫信号。

利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究

【目的】通过RNAi策略抑制小麦籽粒ppo的表达,获得籽粒PPO酶活性低、白度高的转基因小麦新种质。【方法】构建了以小麦胚乳特异表达启动子1Dx5启动子驱动的籽粒ppo的RNAi载体pBAC47P-ppoIR,利用基因枪将该载体与含bar的表达载体基因枪共转化中优9507幼胚愈伤组织,获得T0转基因植株。通过分子鉴定(PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR、Northern杂交)、酶活筛选和白度测定等方法对转基因植株及其后代株系进行筛选。【结果】获得了27株阳性T0转基因植株。转基因植株及其后代经PCR和Southern杂交检测表明,RNAi构件已经稳定整合到T1的12个株系中。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明有20株T2籽粒中ppo表达水平明显低于对照。对转基因T2灌浆期籽粒进行PPO同功酶活性分析表明,有6个株系的PPO活性有所减弱。对T4籽粒的面片白度测定表明,5个株系的白度均比对照有所提高,其中2个株系效果显著。【结论】RNAi技术的表达能抑制籽粒ppo表达,降低PPO同功酶的活性,明显提高小麦面片白度,从而为小麦面粉白度的改良、品质育种提供了材料。

我国蚊媒病发生近况及生物农药防治蚊虫国内外研究进展

蚊虫吸血、骚扰人畜、传播疾病,多年来采用化学合成杀虫剂对其控制、杀灭取得了较好效果,但也诱导了蚊虫抗性的产生,并造成了环境问题。因此研制和使用生物杀蚊剂受到广泛关注。笔者综述了我国近年来蚊媒病的发生情况、蚊虫的化学防治与抗性机制以及生物农药防治蚊虫的国内外研究进展。

固相反硝化系统中微生物群落结构的研究进展

固相反硝化是一种新型的异养反硝化工艺,采用固体有机物同时作为反硝化微生物的碳源和生物膜载体,可用于地下水和低C/N比污水的脱氮处理。固相反硝化系统生物膜的微生物群落结构决定固体碳源的降解效率,进而决定反硝化脱氮的速率和系统的稳定运行。因此,微生物群落结构的研究对于固相反硝化工艺的优化以及反应机理的解析具有重要意义。对不同固相反硝化系统微生物群落结构的研究现状和进展进行了综述,并探讨了当前研究中存在的问题和发展趋势。

水稻SBP基因家族的生物信息学分析(英文)

SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE(SBP)转录因子家族是植物特有的一类转录因子。本文确定了20水稻基因组上编码的SBP基因。通过分类,染色体定位,保守区确定,亲缘关系,以及水稻SBP家族中的重复基因及该家族成员形成蛋白二聚体的可能性进行分析,其次利用了Affymetrix水稻基因组芯片数据,对所有这些基因的表达谱进行了分析。结果表明,水稻SBP基因在花和种子的发育过程中可能发挥重要作用,而其对环境胁迫却不敏感。这对进一步研究SBP的功能提供了有价值的线索和思路。

兰花eIF5A基因家族鉴定与生物信息学分析

为了系统分析兰花真核翻译起始因子5A(Eukaryotic translation initiation factor 5A,eIF5A)基因家族在兰花中如何发挥作用,利用兰花基因组数据库,通过生物信息学的方法,鉴定兰花eIF5A基因家族的基因结构、编码蛋白和磷酸化位点预测,通过序列比对进行进化分析。结果表明,兰花eIF5A基因家族含有eIF5A1和eIF5A2两个基因,分别含有5个和6个外显子。MEME保守基序分析显示,兰花eIF5A1和eIF5A2蛋白均含有1个保守的DNA结合寡核苷酸结合结构域(PF01287)。磷酸化位点预测分析表明兰花eIF5A1和eIF5A2蛋白均含有大量的潜在磷酸化位点。以上结果将为今后揭示兰花eIF5A1和eIF5A2蛋白的功能提供重要的线索。

利用微滴式数字PCR技术分析转基因玉米抗除草剂标记基因EPSP拷贝数

基于微滴式数字PCR(Droplet digital PCR,ddPCR)平台,以转基因玉米为例,建立了转基因作物(Genetically modified crops,GM crops)外源基因拷贝数分析方法,对待测样品进行了快速鉴定,并从T_0转基因玉米株系中鉴定出多个单拷贝单株。对该方法与实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)方法在分析结果的准确性方面进行了比较,从试验数据可以看出,2种检测方法的结果比较一致,单拷贝检测结果高度一致;但是ddPCR试验操作更加简便,试验结果可重复性强,试验数据更加准确可靠。研究表明,ddPCR方法是一种更加便捷、快速和准确的外源基因拷贝数分析新方法,基于其在准确性和灵敏度方面的显著优势,将会在转基因作物的外源基因拷贝数分析中得到广泛的应用。

利用转基因植物合成生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯

聚羟基脂肪酸酯 (polyhydroxyalkanoates,PHAs)因其完全的生物可降解性、良好的物理加工特性以及生物相容性使其应用前途十分广泛。本文综述了利用转基因植物合成PHAs的研究概况和存在问题 ,进一步探讨了其解决方法。