新疆和黄河流域棉区棉花品种体细胞胚胎发生和植株再生比较研究

【目的】比较新疆和黄河流域两生态区棉花品种的体细胞再生能力,建立高效棉花体细胞再生体系。【方法】以新疆棉区的新陆中15号、新陆中18号、系9;黄河流域棉区的中棉所35号、中棉所44号及对照品种柯字312为研究对象,优化棉花体细胞胚胎发生的相关条件参数。【结果】在IBA+KT的激素组合下,6个棉花品种再生了5个。【结论】新疆棉区和黄河流域棉花品种的植株再生潜力没有明显差别,但新疆棉花品种体细胞胚胎发生所需的时间长。新陆中15号的愈伤组织分化率及胚胎萌发率都比较高,具备作为棉花优良遗传转化受体的基本特征,目前已经用于农杆菌介导的转基因试验,为新疆棉花组织培养及转基因育种工作提供了重要基础材料。

干旱胁迫下新疆野生沙生冰草的银染mRNA差异显示分析

运用非同位素银染mRNA差异显示方法,分析新疆野生沙生冰草抗旱基因表达差异。用10%(-1.0Mpa)PEG-6000溶液处理三叶一心期冰草,以叶片mRNA为模板采用锚定引物和随机引物组合,进行反转录差异显示PCR扩增,经6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后用银染方法差异显示DNA条带,在直观下,从凝胶中回收差异带并进行再扩增,2%琼脂糖电泳得到了DNA的单一条带。通过分离与冰草抗旱性状相关的基因片段,为进一步从分子水平上认识冰草抗旱机理、进行抗旱相关基因的遗传操作奠定基础。

海岛棉枯萎病抗性与类黄酮代谢途径基因表达量的相关性

枯萎病是危害海岛棉生产的重要因素之一,研究枯萎病抗性分子机制将为培育抗病海岛棉品种、解决枯萎病对海岛棉的危害问题提供坚实的基础。本研究在前期转录组测序的基础上,对海岛棉枯萎病抗性差异表达基因进行分析(Differentially Expressed Gene,DEG);以7个抗病性表现不同的海岛棉品种为材料,利用qRT-PCR方法研究抗病差异表达基因在接种0~40 h的表达量差异,分析基因表达量与病情指数的相关性。结果表明,DEG分析得出类黄酮代谢通路相关基因与海岛棉枯萎病抗性有关。qRT-PCR分析显示抗病材料中类黄酮代谢通路关键基因的表达量显著高于感病材料。在接菌后多个时间点,类黄酮代谢通路中的关键基因TT7、CHI和DFR在抗病材料中的表达量显著或极显著高于感病材料,其中CHI和DFR基因的表达量与病情指数呈显著负相关。综上所述,类黄酮代谢通路相关基因对海岛棉枯萎病抗性均有影响,且CHI、TT7和DFR基因是关键基因。

英国薰衣草愈伤再生体系的建立

【目的】建立英国薰衣草愈伤再生体系，为薰衣草规模化快繁和开展转基因工作奠定基础。【方法】以英国薰衣草（Iawandula angusti folia Mill．）为材料，建立了以叶片为外植体的愈伤再生体系。【结果】以MS＋2，4-D0．10mg／L＋KT0．30mg／L为培养基诱导愈伤组织效果好；把经过2～3次继代的淡黄色愈伤组织在MS＋6-BA2．0mg/L＋NAA0．50mg／L培养基上继续培养，30d后形成大量的丛生芽。待小芽长至1.2cm后放入MS＋6-BA1．0mg／L扩繁培养基中扩繁1—2代。扩繁后的小芽放入1／2MS＋IAA1．0mg／L培养基上进行生根培养，20d后生根率达93．33％。【结论】得到完整再生植蛛，能大量快繁英国薰衣草。

利用SRAP-BSA法筛选棉花抗病基因的分子标记

【目的】以高抗黄萎病品种辽棉18号和高感黄萎病品种军棉1号及其杂交后代F2为材料,筛选棉花抗病基因。【方法】采用分离群体分组分析(Bulked Segregate Analysis,BSA)法,对棉花抗病基因进行SRAP分析。【结果】在88对SRAP引物中筛选出3对引物在两亲本及抗、感基因池中均能扩增出稳定的差异条带,命名为S6-6、S6-10、S8-8。【结论】通过F2代个体验证,抗病个体均能扩增出此差异条带,而感病个体中不能扩增出此差异条带,证明这三对引物是与棉花抗病基因紧密连锁的SRAP分子标记。

两种短命植物HRD转录因子基因的克隆及序列分析

以新疆短命植物线果芥(Conringia planisiliqua L.)和大蒜芥(Sisybrium altissimum L.)为试验材料,采用同源序列克隆的方法,分别从线果芥和大蒜芥c DNA中克隆得到了一条HRD转录因子基因,命名为Cp HRD和Sa HRD。通过生物信息学分析,Cp HRD和Sa HRD转录因子基因开放阅读框长564 bp,与山嵛菜(Eutrema salsugineum)、琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)、荠菜(Capsella rubella)及拟南芥(Arabidopsis thaliana)核苷酸序列的同源性分别为88%、87%、87%和86%,编码187个氨基酸,基因编码蛋白分子量约为20 k D,二级结构包括2个β-折叠、5个a-螺旋和无规则卷曲,属含有信号肽的亲水性非跨膜稳定蛋白。亚细胞定位主要在细胞核中,系统进化树分析表明线果芥、大蒜芥和拟南芥属于同一种属,拥有1个典型的AP2/EREBP功能结构域,推测Cp HRD和Sa HRD基因属于AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚组,可能参与植物ABA、干旱和低温等环境胁迫的应答过程,与植物的抗逆性有关。本研究为进一步深入探索HRD基因功能及其抗旱机制奠定了基础。研究同时也为短命植物种质资源的开发和利用发掘了新基因。

陆地棉HRD转录因子基因原核表达与亚细胞定位分析

【目的】AP2/ERF家族基因在植物生长和逆境胁迫中起重要作用,GhHRD转录因子基因是该家族的一员。本试验首次克隆了GhHRD基因,为研究其功能提供理论依据。【方法】选用相对耐旱的新陆中36作为试验材料,通过反转录聚合酶链式反应的方法获得GhHRD基因,并通过生物信息学、原核表达、亚细胞定位和酵母杂交分析预测其结构和功能。【结果】GhHRD基因开放阅读框为555 bp,编码184个氨基酸,相对分子质量为19.539×10~3 Da,等电点为5,具有典型的AP2/ERF保守结构域。原核表达分析发现,pET-28a(+)-GhHRD可以被诱导表达,且在37℃、IPTG浓度1 mmol·L^(-1)条件下高效表达。与GFP融合的重组蛋白GhHRD-GFP定位在细胞核,且具有明显的转录自激活特征。【结论】推测GhHRD可能参与了棉花逆境胁迫应答反应,为进一步探索该转录因子的DNA结合位点和转录调控网络奠定了基础。

海岛棉类黄酮代谢通路相关基因的克隆及序列分析

本研究以前期的转录组和荧光定量筛选为基础,以海岛棉品种06-146为材料,通过RT-PCR克隆海岛棉类黄酮代谢通路关键基因。利用在线软件分析相关蛋白的理化性质及功能结构域,并比较相关蛋白在不同物种之间的同源,构建相关蛋白的系统发育进化树。分析表明GbCHI、GbDFR和GbTT7的CDS全长分别为681 bp、1 020 bp和1 593 bp。除GbTT7外,GbCHI和GbDFR为酸性蛋白。除GbCHI外,GbTT7、GbDFR均为稳定蛋白。GbCHI、GbDFR和GbTT7均为亲水蛋白。GbDFR,GbTT7在N端存在两个和一个跨膜区。Gb CHI属于查尔酮合酶家族。GbTT7属于细胞色素P450蛋白酶家族,GbDFR属于SDR家族,且这两个基因与水稻亲缘关系较近,与亚洲棉、雷蒙德氏棉和陆地棉亲缘关系较远,推测与海岛棉枯萎病抗性相关,为类黄酮代谢通路关键基因在海岛棉抗病育种中的应用提供理论依据。