水稻广谱抗稻瘟病基因研究进展

稻瘟病是水稻生产中的最严重病害之一,由于稻瘟菌小种的高度变异性,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的危害,因此,克隆和利用广谱持久抗瘟基因被认为是解决稻瘟病问题最经济有效的策略。本文从广谱抗源的筛选与利用,广谱抗瘟基因的定位、克隆与应用等方面对水稻广谱抗稻瘟病基因研究取得的进展进行了概述,并介绍了广谱抗性分子机理的最新研究进展。基于国内外稻瘟病抗性基因研究的现状及趋势,以及我国丰富的抗瘟水稻种质资源,克隆越来越多的广谱抗瘟基因具有重要的理论与应用价值。

农杆菌介导的遗传转化在水稻基因工程中的应用

农杆菌作为一种天然的遗传转化系统,在水稻基因工程中倍受重视。本文概述了农杆菌介导转化水稻的原理、影响因素、遗传改良上的应用及存在的问题。

水稻OsSAMT1基因的克隆及其遗传转化

采用RT-PCR法从水稻中成功克隆了1个水杨酸甲酯转移酶基因(OsSAMT1),构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法转化粳稻品种日本晴,获得10个转基因阳性植株.生物信息学分析结果表明,水稻基因组中共有12个OsSAMT1的同源基因,它们分别属于第6和第11号染色体上的2个基因族,而位于第2号染色体上的OsSAMT1基因与第6号染色体上的同源基因具有更高的相似性.

植物抗病基因结构、功能及其进化机制研究进展(英文)

植物与病原菌在长期的共进化和相互选择的过程中,逐渐形成了组织障碍、非寄主抗性和小种专化抗性等有效的防御机制。小种专化抗性(基因对基因抗性)主要是由植物抗病基因识别相应的病原菌无毒基因并激活植物体内抗病信号进而抵御病原菌的侵染。从目前已克隆的 70 多个抗病基因来看,它们在结构上具有高度保守性,主要包括核苷酸结合位点(NBS),亮氨酸重复结构(LRR), 蛋白激酶结构域(PK), 果蝇蛋白 Toll 和哺乳动物蛋白质白细胞介素 1 受体[interleukin(IL)-1 receptor]类似结构域(TIR), 双螺旋结构(CC)或亮氨酸拉链(LZ)和跨膜结构域(TM)等,其在抗病基因与病原菌无毒(效应)蛋白互作以及植物内部免疫信号传导中起着重要的作用。同时,抗病基因又通过基因复制、遗传重组等进化机制形成多基因家族,为植物抗病的专化性和多样性提供了重要的遗传基础。本文主要讨论了近来已克隆抗病基因的结构特征、功能以及抗病基因进化机制研究的进展。

广谱抗稻瘟病基因Pi9对籼稻的转化研究

通过农杆菌介导法,将由CaMv35s启动子启动的广谱抗稻瘟病基因Pi9转入5个籼稻品种(丰源B、湘晚籼13号、R996、527、1701)的愈伤组织中,所用质粒为pCAMBIA1301,pCAMBIA1301的T-DNA区含有潮霉素(hygmycin)抗性基因和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因。以潮霉素作为筛选剂对籼稻愈伤组织进行筛选,结果表明,不同品种在转化过程中抗性愈伤率在73.9%￣83.3%之间,获得的部分抗性苗经PCR检测为阳性,阳性植株的转化率差异显著,其转化率为5.7%￣25.9%之间,对获得的抗性苗和T2代幼苗的根和叶进行GUS组织化学染色分析,有些抗性苗和T2代幼苗的根和叶呈蓝色反应,表明广谱抗稻瘟病基因Pi9基因已整合到水稻基因组并能正常表达。对T2代进行稻瘟病小种接种试验,结果显示了抗性分离。并且建立了一套较为有效的水稻遗传转化体系。

籼稻1701转Pi9基因株系的遗传分析及抗瘟性鉴定

利用农杆菌介导法将广谱抗稻瘟病基因Pi9导入籼稻品种1701中,得到了大量的T1代和T2代转基因植株.对T2代植株进行遗传分析和稻瘟病抗性鉴定,结果表明,外源基因Pi9已转入到受体基因组中,并在T2代植株中得到表达.

水稻磷酸盐转运蛋白Pht1家族研究进展

磷是高等植物生长发育所必需的大量元素之一,现有的研究表明植物磷酸盐转运蛋白介导了植物体内磷的吸收及转运。在低磷胁迫下,植物主要利用高亲和力磷吸收系统通过表皮细胞质膜从根围吸收磷元素。目前绝大部分克隆出来的磷酸盐转运蛋白基因都属于高亲和力的Pht1家族。概述了近年来水稻磷酸盐转运蛋白Pht1家族基因的表达调控机理和生物学特征,并对进一步研究做了展望。

dsRNA介导植物基因沉默及其应用

植物双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)能有效干扰同源基因的表达,近年来已成为功能基因组学研究上的新方法。本文综述了植物dsRNA介导的转基因沉默现象及其特点、分子作用机制、主要介导方法,以及近年来在植物功能基因组学研究上的应用情况。

根癌农杆菌介导水稻遗传转化研究进展及展望

自1994年建立了农杆菌介导的粳稻高效遗传转化体系以来,在短短十几年里取得了飞速发展。概述了农杆菌介导水稻遗传转化的研究历史和原理、影响农杆菌介导水稻转化体系的重要因素、转基因水稻的特点和外源基因的稳定性,并探讨了农杆菌介导水稻遗传转化研究中存在的问题与对策。

BWMK1互作基因BWIP4对粳稻的转化

通过酵母双杂交体系,获得了7个BWMK1互作基因BWIP1～BWIP7.从中选取BWIP4作进一步的功能分析,构建了BWIP4-RNAi表达载体pANDA-BWIP4和超表达载体NCGR-1300-BWIP4,利用农杆菌介导法转化粳稻日本晴,获得了35个干涉株系和136个超表达转基因株系,对经PCR、GUS检测的阳性植株进一步进行RT-PCR检测,干涉株系中BWIP4的表达量低于日本晴,而超表达株系中BWIP4的表达量高于日本晴.

水稻磷信号途径研究进展

磷素是植物生长和发育所必需的大量元素之一。现在研究表明OsPHR2,OsSPX1,OsmiR399,OsPHO,OsIPS1,OsIPS2,OsSIZ1,pht1家族基因与水稻磷吸收信号调控和磷转运有关。目前研究表明OsPHR2,OsSPX1与其在拟南芥中的同源基因功能相似,水稻超表达OsPHR2和干涉OsSPX1都有富集磷的表型。Pht1家族的大部分基因都属于高磷亲和力转运蛋白。此文概述了近年来水稻磷信号途径研究进展,并对进一步研究做了展望。

空气微生物的研究进展

空气微生物是指悬浮于空气中的微生物,它们不仅具有极其重要的生态功能,同时还与空气污染,环境质量和人体健康密切相关。空气微生物的研究方法主要有培养基方法和非培养基方法。近年来,科学家对空气微生物的来源、类型、粒谱范围、毒理学以及影响空气微生物群落变化的因素进行了较系统的研究,结果表明:空气微生物主要来源于自然界的水体、土壤、动植物和人类;微生物气溶胶的粒径主要在0.25～30μm间变化;影响空气微生物群落结构的主要因素有:大气温度、相对湿度、风速、光照等。该文就近些年来对空气微生物的定义和性质、研究方法等国内外研究进展进行了综述,并对空气微生物的研究前景进行了展望,指出实时持续的监测是将来空气微生物研究的发展趋势。

农杆菌介导籼稻转化体系的优化

以8个籼稻品种作材料，研究了携带抗稻瘟病基因Pi9片段的pCAMBIA1301质粒的根癌农杆菌EHA105转化籼稻幼胚愈伤组织的影响因素。结果表明，NB培养基适用于籼稻愈伤组织的诱导，共培养时间以3d为宜。40mg/L的潮霉素可用于籼稻愈伤组织的筛选，抗性愈伤率在69．4％-85．3％之间；抗性愈伤组织经分化培养，幼苗分化率在15．4％-47．4％；鉴于多数籼稻愈伤组织分化时对潮霉素特别敏感，因此分化培养基中不加潮霉素；但为了减少假阳性，生根培养基中分别用20mg／L和30mg／L的潮霉素对幼苗进行筛选。

籼粳稻对农杆菌遗传转化反应的差异及提高转化率的研究

通过对粳稻品种日本晴及5个籼稻品种的研究,发现籼稻、粳稻在成熟胚愈伤组织培养、农杆菌遗传转化的最适条件方面存在差异.在MS,CC,NB培养基上,日本晴的愈伤组织诱导率达86.37%以上,远高于各籼稻品种;与农杆菌液的共培养时间,籼、粳稻均以3 d为宜;转化后的籼稻抗性愈伤组织用40 mg/L的潮霉素筛选效果较好,日本晴则需用50 mg/L的潮霉素筛选;幼苗生根阶段,籼稻的潮霉素适宜质量浓度为20～30 mg/L,日本晴的潮霉素适宜质量浓度为50 mg/L;日本晴的gus基因瞬时表达率强于各籼稻品种,hpt基因转化率也高于各籼稻品种.

籼稻成熟胚遗传转化体系影响因素的优化

以5个籼稻品种为研究材料,对影响籼稻成熟胚愈伤组织培养、愈伤组织与根癌农杆菌共培养的部分因素进行了研究.结果表明：适当提高硝态氮和铵态氮比例、1.0～2.5mg/L的2,4-D浓度有利于籼稻品种成熟胚愈伤组织的诱导;愈伤组织继代12d左右共培养效果较好;愈伤组织与农杆菌液共培养3d能获得50%以上的转化率.

茶多酚的抑菌作用研究

对茶多酚对常见致病菌的抑制作用进行了研究,测定了茶多酚对这些致病菌的最低抑制浓度,结果表明,茶多酚对金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、枯草杆菌的抑制作用特别强,其抑菌圈范围明显,抑制作用强;对变形杆菌和沙门氏菌的抑制作用次之,其抑菌圈较为模糊;对大肠杆菌的抑制作用则欠佳。探讨了茶多酚在鲜肉和鲜牛奶中的防腐效果。

油溶性茶多酚抗氧化作用的研究

本文比较了油溶性茶多酚、水溶性茶多酚、二丁基羟基甲苯(BHT)和丁基羟基茴香醚(BHA)在植物油中的抗氧化作用。并采用测色色差计比较这些抗氧化剂对植物油色泽和亮度的影响。同时,探讨了环境条件中光线和温度对油溶性茶多酚抗氧化性能的影响。

植物U-box蛋白研究进展

U-box结构是真核生物体内尤其是植物中广泛存在的一种高度保守的基序,其构象与RING-finger极其相似,两者都能发挥泛素连接酶E3的作用,促进底物蛋白泛素化降解。U-box基序还是泛素链聚集酶E4最主要的功能因子。在植物体内U-box经常与ARM重复耦联形成U-box/ARM结构,影响蛋白-蛋白互作,参与信号传导级联反应。许多植物U-box蛋白(PUB)能有效提高植株对干旱、高盐、异常温度等非生物胁迫的抵抗能力。此外,在植物对许多病原物的抗病反应中也需要U-box蛋白的参与。