为研究水稻WRKY蛋白在应对各种生物以及非生物胁迫中发挥的作用,探明OsWRKY76是否参与调控水稻系统获得抗性,明确OsWRKY在植物抗病及耐逆反应过程中的作用机理,对OsWRKY76进行了氨基酸序列分析,发现OsWRKY76具有典型的WRKY结构域,属于WRKY-GCM1锌指WRKY超家族。克隆了OsWRKY76中300 bp的cDNA片段OsWRKY76-300,并扩增GUS基因中500 bp的片段作为连接物,通过片段末端人为增加的酶切位点将上述片段与Gateway系统的入门载体pENTR L16连接,形成中间由GUS 500连接、两端是OsWRKY76-300反向重复的发夹结构的载体,利用LR反应将dsWRKY76 pENTR L16中发夹结构的插入片段分别重组到诱导型双元载体GVG-TA7002和组成型双元载体Ubi-C1300中,获得RNA干扰载体。利用农杆菌介导的转化方法将诱导型双元表达载体转化水稻,获得7个转化株系。利用实时定量RT-qPCR检测转化株系中OsWRKY76的表达量,获得了2个沉默株系。

【目的】水稻中有近百个WRKY转录因子家族成员,其中很多与生长发育、生物与非生物逆境胁迫应答有关。河北农业大学生命科学学院分子生物学与生物信息学实验室(molecular biology&bioinformatics lab,MBB)前期发现OsWRKY68在水稻接种白叶枯病菌后诱导表达,本研究试图进一步探究OsWRKY68的功能。【方法】采集水稻TP309不同生长发育时期的组织样品,包括萌发期、幼苗期、分蘖期、孕穗期和开花期的根、茎、叶、叶鞘、叶枕、穗子、花药、颖壳和种子,以及非生物胁迫(4℃、44℃、48℃、淹、NaCl、PEG、恒光和恒暗)和激素处理(脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和乙烯利)的叶片,提取总蛋白质,用水稻OsWRKY68蛋白质特异抗体,通过免疫印迹(western blot,WB)技术系统调查OsWRKY68蛋白质在水稻正常发育过程中不同时期、不同组织、非生物胁迫及激素处理条件下的表达特征。构建RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻TP309,对转基因植株进行PCR和WB鉴定,观察OsWRKY68 RNAi转基因植株的表型并测量其株高、分蘖数、穗长、小穗数和结实率等性状。【结果】调查OsWRKY68蛋白质的表达丰度,发现OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育过程中基本呈组成型表达,且在大部分组织中表达丰度差异倍数不大,但在开花期的花药中OsWRKY68表达量高于成熟穗、穗轴和颖壳;在分蘖期和孕穗期的叶鞘中不表达,仅在开花期的叶鞘中表达;在孕穗期的幼穗中,随着幼穗长度的增加其表达丰度逐渐降低。调查水稻非生物胁迫和激素处理后OsWRKY68蛋白质的表达特征,发现盐胁迫后OsWRKY68蛋白质的表达丰度随时间延长持续下降,恒光处理后OsWRKY68蛋白质表达量持续上升,3 d时明显出现一条分子质量较大的条带(记作OsWRKY68+),且表达量逐渐增加,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和乙烯利(ethephon,ET)处理后同样也呈现OsWRKY68+蛋白质丰度的增加。对转基因植株进行鉴定和自交繁殖,对T3代的4个OsWRKY68 RNAi转基因株系(Y316、Y317、Y326和Y337)进行PCR和WB鉴定,均表现阳性。在转基因植株中,OsWRKY68蛋白质的表达量均低于野生型TP309。对转基因植株进行表型观察和性状测量,发现与野生型相比转基因植株的株高降低、分蘖数和结实率下降等。【结论】OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育中发挥作用,敲低OsWRKY68蛋白质的表达能影响水稻的正常生长。OsWRKY68蛋白质可能参与盐、光照、茉莉酸甲酯和乙烯介导的信号转导过程。

为研究水稻肌醇加氧酶基因在植物水分胁迫分子应答中的作用,采用RT-PCR技术克隆了水稻肌醇加氧酶基因的cDNA编码区,命名为OsMIOX。该基因由927个碱基组成,编码308个氨基酸,与拟南芥肌醇加氧酶的氨基酸序列相比,同源性为78%。将克隆的OsMIOX基因连接pCAMBIA-1301载体,成功构建了35 s启动子驱动的植物超表达载体。实时定量PCR分析结果表明,水分胁迫下OsMIOX基因在旱稻IRAT109中上调表达,在旱稻(IRAT109和毫格劳)中的表达量显著高于水稻(越富和日本晴)。这说明水稻和旱稻的水分胁迫分子反应机制的确存在差异,而这种差异很可能就是水、旱稻抗旱性不同的原因之一。

利用已公布的水稻条纹叶枯病毒的序列和siRNA Target Finder软件,获得了168条siRNA片段,利用这些片段在水稻基因组中BLAST(Basic local alignment search tool),最终获得6条与水稻基因组完全不匹配的干扰序列。选择其中的2条,通过化学合成干扰序列,利用pCAMBIA1301质粒构建了RNA干扰载体pASV1301-1,pASV1301-2,并成功地转化EHA105农杆菌,为进一步转化水稻、探索利用RNA干扰技术防治水稻条纹叶枯病奠定了基础。

在克隆获得磷高效相关转录因子基因GmPTF1的基础上,构建基因的超表达载体pGN-GmPTF1和无标记(Marker-free)表达载体pX6-GmPTF1;利用农杆菌介导子叶节与花粉管通道转化技术,将表达载体pGN-GmPTF1和pX6-GmPTF1分别转入冀豆12、冀豆16和五星1号大豆品种。转化后的大豆植株经PCR检测,有11株转化植株可扩增出目的条带,其中5株转有pGN-GmPTF1载体和6株转有pX6-GmPTF1载体,表明GmPTF1转录因子基因已初步整合至大豆基因组中。

本研究建立了以水稻叶绿体来源的trnA、trnI为同源重组片段,水稻叶绿体来源的Prrn为启动子,烟草叶绿体来源的Tps-bA为终止子,EPSP为筛选标记基因,GFP为外源基因,并含有两个多克隆位点(MCS)的"水稻通用叶绿体表达载体":pBAC823-NdeI-trnA-ApaI-XhoI-Prrn-AgeI-SalI-GFP-KpnI-SmaI-PacI-tpsba--HindIII-Prrn-EPSP-tpsba-EcoRI-trnI-NotI-pBAC823,并将其命名为pBAC8234。酶切试验结果证明,载体pBAC8234上GFP基因两侧设计的酶切位点为单克隆酶切位点,可用于后续实...

为克隆水稻蛋白磷酸酶6(PP6)催化亚基基因OsPP6C,并构建该基因的过表达载体以及进行生物信息学分析。采用RT-PCR技术从水稻中花11叶片cDNA中扩增OsPP6C基因全长,并构建与GUS融合的pBI121-OsPP6CGUS表达载体。通过生物信息学方法分析了OsPP6C蛋白的理化性质、与拟南芥AtPP6C(即AtFyPP)之间的同源性以及不同物种间的系统发育关系,此外,对OsPP6C基因的启动子进行了顺式作用元件分析。结果表明,该基因转录序列包含一个912 bp的开放阅读框,编码303个氨基酸残基,蛋白的分子量约为3.47 kDa,等电点为5.13;具有疏水性,但不存在信号肽,属于非分...

【目的】为克服传统抗病水稻材料抗病性易于丧失的缺点。【方法】利用寄主诱导基因沉默(HIGS)技术创制水稻抗稻瘟菌的新材料。【结果】首先,选取稻瘟菌信号肽复合物中的关键亚基SEC11为靶基因,利用Gateway基因重组技术将稻瘟菌SEC11基因的干扰片段构建到pBDL03载体上获得HIGS表达载体。通过农杆菌介导的转化法,成功将SEC11基因的HIGS载体导入水稻品种日本晴中获得阳性转基因水稻植株。最后,通过水稻叶片喷雾接种试验,证明以稻瘟菌SEC11基因为靶标的HIGS转基因水稻对稻瘟菌具有显著的抗病性。【结论】本研究创制了新的抗稻瘟病水稻材料,将HIGS技术应用于抗稻瘟病分子育种提供了科学依据。

【目的】使用Gateway技术构建稻瘟菌RHO1基因寄主诱导的基因沉默（HIGS）表达载体，将其转化入水稻后，观察稻瘟菌对转基因水稻的致病力。【方法】利用PCR技术从稻瘟菌cDNA扩增RHO1基因，通过Gateway技术构建pBDL03-RHO1载体，电转化进入农杆菌AGL1；以水稻日本晴为材料，通过农杆菌介导的转化方法获得转基因水稻植株，并对其接种稻瘟菌，分析转基因水稻对稻瘟菌抗性。【结果】通过 PCR 扩增获得了RHO1基因片段，利用BP反应构建了入门载体 pDONR 221-RHO1，采用LR反应构

【目的】分离水稻WRKY30,为阐明WRKY转录因子在水稻抗病反应中的调节作用提供依据,为抗病性的合理利用和品种遗传改良提供基因材料。【方法】采用RT-PCR获得包含最大开放阅读框(ORF)的WRKY30 cDNA序列,运用生物信息学手段进行序列分析,通过Southern杂交确定基因在基因组中的拷贝数,利用Northern分析或RT-PCR方法,研究基因的器官特异性表达和病原、激素以及非生物胁迫诱导表达的特征。【结果】WRKY30包含一个长2 022 bp的完整ORF,编码674个氨基酸,具有1个核定位信号和2个典型的WRKY保守结构域,锌指纹组成为C2H2,归类于WRKY第一组,与大麦、高粱...

水稻黑条矮缩病是由水稻黑条矮缩病毒引起的水稻病害,该病可导致病株生长迟缓、矮化、抽穗结实困难,严重影响了水稻的生产。在水稻黑条矮缩病毒基因组不同双链RNA序列的基础上,分别设计了5对特异性引物,通过RT-PCR获得了相应片段,结合基因沉默的方法,分别构建RNA干扰载体,并进一步将发夹结构构建入以玉米泛素Ubi为启动子、以bar基因为选择标记的改造后的植物双元表达载体pCA1300-Ubi中,经农杆菌介导对黄淮稻区主栽水稻品种圣稻13进行遗传转化,成功获得了5个含有水稻黑条矮缩病干扰片段的植物双元表达载体,经农杆菌介导获得了部分水稻转化植株。旨在为下一步对水稻黑条矮缩病的研究及抗病水稻新品种的培...

利用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)得到在水稻中特异性表达的脯氨酸氧化酶(PRO)基因。DNA序列分析表明,所获得水稻的PROcDNA的最大开放阅读框序列全长为1 428 bp,可编码476个氨基酸。该序列与NCBI网站上已发表的PRO基因100%相似。为了能进一步验证所克隆的序列是我们所需的目的基因,成功构建了PRO基因超表达载体和PRO基因干涉载体,便于导入水稻中进行基因的功能鉴定。

为应用转录因子CBF4基因对苜蓿进行抗逆性改良,试验利用聚合酶链式反应技术(PCR)从拟南芥(Arabi-dopsis thaliana)植株中克隆了CBF4基因,与GenBank中基因序列同源性可达99.41%,并将该基因连接到植物表达载体PBI121中,成功构建了适于苜蓿农杆菌遗传转化的植物表达载体,为下一步利用CBF4基因快速培育耐逆性强的苜蓿新品种奠定了基础。

采用RT-PCR技术获得了茶陵野生稻DREB类转录因子的cDNA全长.序列分析表明,此基因核苷酸序列全长为958bp,编码314个氨基酸,该序列与水稻DREB基因的同源性为98%.其编码的蛋白与小麦CRT/DREB4蛋白的同源性为93%,与大麦CBF2A蛋白和CBFIVc-14.1蛋白的同源性分别为93%和92%.推导蛋白第43～112位氨基酸为典型AP2结构,具有AP2/DREB类转录因子的基本结构特征,并构建了茶陵野生稻DREB基因的植物表达载体pWM101DREB.

为研究冷诱导转录因子CBF1(C-repeat-binding-factor)基因对我国优良豆科牧草——苜蓿的抗寒性的改良作用,试验从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中利用PCR方法分离了CBF1基因及其启动子,分别构建了CaMV 35S启动子和来源于拟南芥的CBF1启动子驱动的农杆菌介导的植物转化表达载体,为下一步研究利用CBF1基因改良苜蓿抗逆性奠定了基础。