过表达ICE1基因在转基因水稻中表达提高抗寒性
- 格式:docx
- 大小:612.15 KB
- 文档页数:5
生物技术进展2013年第3卷第1期7 11Current Biotechnology ISSN 2095-櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯殯殯殯2341进展评述Reviews收稿日期:2012-12-12;接受日期:2012-12-31基金项目:国家自然科学基因项目(30970221)资助。
作者简介:刘文文,硕士研究生,研究方向为玉米氮利用效率生理学及拟南芥抗逆作用机制。
*通讯作者:李文学,研究员,博士,主要从事小RNA 功能及植物抗逆机制研究。
E-mail :liwenxue@caas.cn 植物bHLH 转录因子研究进展刘文文,李文学*中国农业科学院作物科学研究所,北京100081摘要:bHLH (basic helix-loop-helix protein )是真核生物中存在最广泛的一大类转录因子,其通过特定的氨基酸残基与靶基因相互作用,进而调节相关基因的表达。
系统发育分析表明植物的bHLH 转录因子为单源进化。
bHLH 转录因子不仅对于植物的正常生长和发育必不可缺,同时参与植物适应多种逆境胁迫的反应过程。
然而,由于植物bHLH 家族成员众多、参与的生物过程复杂,对于其了解还不是十分清楚。
本文针对植物bHLH 的进化、结构特点、生物功能,尤其是在适应逆境胁迫中作用等的最新研究结果进行综述,以期为进一步深入了解植物bHLH 转录因子的功能提供理论参考。
关键词:bHLH ;结构特点;生物学功能DOI :10.3969/j.issn.2095-2341.2013.01.02Progress of Plant bHLH Transcription FactorLIU Wen-wen ,LI Wen-xue *Institute of Crop Science ,Chinese Academy of Agricultural Sciences ,Beijing 100081,ChinaAbstract :Basic helix-loop-helix proteins (bHLHs )are found throughout the eukaryotic kingdom ,and constitute one of the largestfamilies of plant transcription factors.They can regulate gene expression through interaction with specific motif in target genes.Phylogenetic analysis indicates that plant bHLHs are monophyletic.bHLHs are necessary for plant normal growth and development ,and play important roles in abiotic-stress responses.However ,we know little about their origins ,structures ,andfunctions due to the large quantities and complexity of plant bHLH family.This paper reviews on the evolution ,structurecharacteristics ,biological function of plant bHLHs ,especially their functions in adapting to abiotic-stress tolerance ,so as to provide a theoretical reference for further research on the function of plant bHLH transcription factors.Key words :bHLHs ;structural features ;biological functionbHLH 转录因子广泛存在于真核生物。
低温胁迫对转高山离子芥CbPLDα、CbPLDβ基因烟草抗氧化酶系统的影响陈霞;李宜珅;仇奕之;何文平;杨宁【期刊名称】《中国农学通报》【年(卷),期】2015(31)34【摘要】为研究高山离子芥Cb PLDα、Cb PLDβ转基因烟草对低温胁迫的生理响应,采用4、0℃低温胁迫,揭示了Cb PLDα、Cb PLDβ基因在植物抵抗低温中的作用。
结果表明:随着4℃胁迫时间的延长,野生型烟草和转基因烟草的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈增加趋势,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则呈先上升后下降趋势。
0℃胁迫条件下,野生型烟草和转基因烟草的丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)均先上升后下降,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈增加趋势。
Cb PLDα、Cb PLDβ转基因活性烟草的MDA含量显著低于野生型烟草植株,而抗氧化酶活性显著高于野生型烟草对照,且转基因烟草对0℃低温胁迫的响应更积极敏感。
Cb PLDα、Cb PLDβ基因的导入提高了烟草幼苗的抗低温能力。
【总页数】7页(P209-215)【关键词】转基因烟草;CbPLDα;CbPLDβ;低温胁迫;抗氧化物酶【作者】陈霞;李宜珅;仇奕之;何文平;杨宁【作者单位】西北师范大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】Q94【相关文献】1.低温胁迫对转ICE1基因水稻抗氧化酶系统的影响 [J], 王北艳;殷奎德2.高山离子芥CbPLDβ基因对转基因烟草抗寒性的影响 [J], 陈霞;李宜珅;仇奕之;陈璐;杨宁3.干旱胁迫对高山离子芥试管苗抗氧化系统及其活性氧代谢的影响 [J], 杨宁;王程亮;陈霞;李宜坤;张旭强4.低温胁迫下24-表油菜素内酯对高山离子芥幼苗叶片荧光特性和抗氧化系统的影响 [J], 李玉华;雷志华;赵奇;杨玉珍;5.低温胁迫下外源脱落酸对高山离子芥抗氧化酶和渗透调节物质的影响 [J], 何文平;王新霞;张旭强;杨鹏军;仇奕之;杨宁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2023届浙江省精诚联盟高三三模生物试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.近期,我国北方大部分地区都先后遭受了新一轮强沙尘天气,给人们的正常生产生活带来了诸多不利影响,经过气象、生态环境等领域的专家研究分析,今年这几次的沙尘天气来源正是与我国相邻的蒙古,下列叙述错误的是()A.我国持续实施的“三北防护林”体系建设工程能降低沙尘天气发生的频率B.土地荒漠化面积在不断扩大,但它并不是全球性的生态环境问题C.蒙古发达的畜牧业是导致蒙古沙尘天气频发的原因之一D.蒙古大多数土地降雨稀少,蒸发量旺盛,出现明显的荒漠化,生态环境脆弱2.4月12日,“美生物实验室感染病毒的小白风逃了”登上热搜,生物技术的安全性问题引发了广泛的关注。
下列叙述正确的是()A.在战争情况下,我国可以使用生物武器B.在实验结束后,转基因微生物应及时冲入下水道C.通过生殖性克隆,可以解决人体移植器官短缺问题D.转基因农作物进行推广种植可能会破坏生态平衡3.内质网应激是指蛋白质分泌增加或内质网蛋白折叠中断可导致内质网腔内未折叠或错误折叠的蛋白质积累。
适度的内质网应激是细胞自我保护的重要机制之一。
下列叙述错误的是()A.内质网应激发生在真核细胞内B.粗面内质网由核糖体和内质网构成C.胰岛β细胞的内质网应激会造成胰岛素分泌量增加D.过度的内质网应激,内质网功能素乱,可能会启动细胞凋亡4.主动转运可分为光驱动泵、耦联转运蛋白和ATP驱动泵三种,如下图所示。
下列叙述错误的是()A.ATP是所有物质主动转运的直接能量来源B.耦联转运蛋白转运物质时有特异性C.ATP驱动泵的载体蛋白也是一种酶D.光驱动泵可能来自于一种自养型光合细菌5.研究发现在低温诱导草莓休眠时,其DNA甲基化水平呈显著升高的趋势,而拟南芥受到低温处理后DNA甲基化水平降低。
下列叙述正确的是()A.被甲基化的DNA片段碱基序列会发生改变B.环境对表观遗传修饰的影响都是相同的C.表观遗传的性状对生物都是有利的性状D.环境可能会通过对基因修饰,调控基因表达6.近年来我国各地区都分离出了变异的猪伪狂犬病病毒(PRV)毒株,将我国分离出的PRV毒株基因序列与欧美毒株序列进行对比,发现两者之间存在明显差异。
2024北京高三一模生物汇编基因工程章节综合一、单选题1.(2024北京门头沟高三一模)下列生物技术操作不会..达成预期目标的是()A.将胰岛素基因表达质粒转入酵母菌,筛选获得产胰岛素工程菌B.将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞,培育产低乳糖牛乳的奶牛C.将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者,进行癌症治疗D.将花青素代谢相关基因导入植物体细胞,获得具有特定花色的植株2.(2024北京丰台高三一模)V蛋白对登革热病毒的增殖有抑制作用。
V蛋白含有285个氨基酸,其cDNA长1241bp。
将V蛋白在大肠杆菌中诱导表达,经纯化后免疫小鼠,最终获得5株分泌V单抗的杂交瘤细胞,提取单抗与V蛋白杂交,电泳结果如下图,相关叙述错误..的是()A.V蛋白的cDNA中含有不编码V蛋白的序列B.获得的5株杂交瘤细胞都能无限增殖C.用V蛋白免疫小鼠的目的是获得相应抗体D.可培养5A8杂交瘤细胞大量生产单克隆抗体3.(2024北京西城高三一模)下列实验材料不能达到实验目的的是()AB.通过豌豆杂交实验研究伴性遗传规律C.利用鸡血进行DNA的粗提取和鉴定D.对杂交瘤细胞筛选培养获得单克隆抗体4.(2024北京朝阳高三一模)为了构建可以直接利用纤维素发酵的酿酒酵母工程菌,研究人员构建基因表达载体(如图所示),并导入不能合成尿嘧啶的酵母菌。
下列相关分析不正确的是()A.尿嘧啶合成基因可以作为表达载体上的标记基因B.该方法需利用限制酶和DNA连接酶实现目的基因与载体的连接C.扩增目的基因时应在引物的5'端添加与线性化载体两端相同的DNA序列D.在以纤维素为唯一碳源的液体培养基中检测酒精含量确定工程菌发酵效果5.(2024北京顺义高三一模)下述实验操作需在无菌环境条件下进行的是()A.将外植体接种到培养基上B.从新鲜洋葱中粗提取DNAC.对平板中分解尿素细菌计数D.用PCR仪对DNA片段进行扩增6.(2024北京丰台高三一模)人白细胞介素-2(IL-2)是一种细胞因子,含有3个半胱氨酸,分别位于第58、105、125位,其中58位与105位半胱氨酸之间形成的二硫键对保持IL-2活性起重要作用。
低温胁迫对ICE1转基因水稻苗期抗氧化系统的影响汲臣明;胡向阳;殷奎德【期刊名称】《黑龙江八一农垦大学学报》【年(卷),期】2009(021)004【摘要】试验以水稻垦鉴稻10号及其转ICE1(Inducer of CBF expression 1)基因水稻T2-9株系为实验材料,低温(0℃)处理水稻幼苗O-10 d,测定抗氧化酶(SOD、CAT、POD、GR和APX)活性.试验结果表明,常温下,转基因植株抗氧化酶活性与对照没有显著差异;经低温胁迫后,转基因水稻和非转基因水稻的抗氧化酶活性在变化幅度方面有明显的差异.冷处理12h后,除POD外非转基因水稻的抗氧化酶活性开始下降,而转基因水稻酶活性仍继续升高;SOD、CAT、APX和GR活性分别在冷处理2、4、4、6d达到最大值.与非转基因水稻相比,低温胁迫过程中转基因水稻POD活性没有明显变化.非转基因水稻POD活性水平则明显升高,在冷处理2天时达到最大值,是同处理时期转基因水稻POD活性的2.1倍.【总页数】5页(P25-29)【作者】汲臣明;胡向阳;殷奎德【作者单位】黑龙江八一农垦大学农学院,大庆,163319;中国科学院昆明植物研究所;黑龙江八一农垦大学农学院,大庆,163319【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.低温胁迫对转ICE1基因水稻抗氧化酶系统的影响 [J], 王北艳;殷奎德2.苗期低温胁迫对扬麦16叶片抗氧化酶和渗透调节物质的影响 [J], 李春燕;陈思思;徐雯;李东升;顾骁;朱新开;郭文善;封超年3.低温胁迫对刨花楠苗期细胞保护系统及生理生化物质的影响 [J], 吴国训;吴田兵;查宝源;胡松竹4.不同基因型水稻苗期抗氧化系统对低温胁迫的响应 [J], 郭慧;李树杏;孙平勇;邓华凤;;;5.不同基因型水稻苗期抗氧化系统对低温胁迫的响应 [J], 郭慧;李树杏;孙平勇;邓华凤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
李君霞,樊永强,代书桃,等.bHLH转录因子在植物抗非生物胁迫基因工程中的应用进展[J].江苏农业科学,2022,50(12):1-9.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2022.12.001bHLH转录因子在植物抗非生物胁迫基因工程中的应用进展李君霞1,樊永强2,代书桃1,秦 娜1,宋迎辉1,朱灿灿1,王春义1,翁鸿燕3(1.河南省农业科学院粮食作物研究所,河南郑州450002;2.郑州市农林科学研究所,河南郑州450005;3.郑州市农业技术推广中心,河南郑州450002) 摘要:植物在生长发育过程中,经常会遭遇干旱、高盐和低温等非生物胁迫的伤害,从而影响其生长发育和地理分布,对于作物而言会降低产量和品质,危害农业生产发展,因此植物抗逆育种研究已经成为保障农业生产的一个重要内容。
利用基因工程技术提高植物的抗逆性是一条优于传统育种途径的快捷有效的途径。
bHLH转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育及抵御多种非生物胁迫反应(干旱、高盐、低温、缺铁等)中具有重要的调控作用。
有研究者发现,很多bHLH转录因子可以提高植物的抗逆性。
本文全面系统阐述了植物bHLH转录因子的基本结构特征及其在植物抗旱、耐盐、耐冷、耐缺铁基因工程中的应用进展,以期为bHLH转录因子的利用及植物抗旱遗传改良和育种提供参考。
关键词:植物;bHLH转录因子;抗旱;耐盐;耐冷;耐缺铁;基因工程 中图分类号:S332.1;S188 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2022)12-0001-09收稿日期:2021-08-06基金项目:现代农业产业技术体系建设专项(编号:nycytx-CARS-06);河南省农业科学院科技创新团队项目(编号:2021KJCXTD30);河南省农业科学院基础性科研项目(编号:2021JCKY006)。
作者简介:李君霞(1973—),女,河南禹州人,硕士,副研究员,主要从事杂粮遗传育种及栽培研究。
河南农业科学,2023,52(11):1⁃9Journal of Henan Agricultural Sciencesdoi:10.15933/ki.1004-3268.2023.11.001bHLH 转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展齐学礼1,李莹2,李春盈3,韩留鹏1,赵明忠1,张建周3(1.河南省作物分子育种研究院,河南郑州450002;2.《河南农业大学学报》编辑部,河南郑州450002;3.河南省农业科学院小麦研究所,河南郑州450002)摘要:植物在生长发育过程中经常遭遇低温胁迫,影响其生长发育、地理分布,降低产量、品质。
bHLH (Basic helix⁃loop⁃helix )是植物中第二大转录因子家族,在植物抵御低温胁迫反应中具有重要的调控作用。
阐述了植物bHLH 转录因子的基本结构,综述了类似MYC (Avian myelocytoma virus )的bHLH 转录因子ICE [Inducer of CBF (C⁃repeat binding factor )expression ]和其他bHLH 转录因子在植物耐冷基因工程中的应用进展,以期为bHLH 转录因子在植物耐冷遗传改良、育种中的应用提供参考。
关键词:植物;bHLH 转录因子;耐冷;基因工程中图分类号:Q943.2文献标志码:A文章编号:1004-3268(2023)11-0001-09收稿日期:2023-09-28基金项目:国家小麦产业技术体系项目(CARS-3-7)作者简介:齐学礼(1982-),男,河北晋州人,副研究员,博士,主要从事小麦遗传育种工作。
E-mail :******************。
李莹为同等贡献作者通信作者:张建周(1974-),男,河南长葛人,副研究员,主要从事小麦育种与示范推广工作。
E-mail :***********************Progress on Application of bHLH Transcription Factors in Cold Tolerance Genetic Engineering of PlantsQI Xueli 1,LI Ying 2,LI Chunying 3,HAN Liupeng 1,ZHAO Mingzhong 1,ZHANG Jianzhou 3(1.Crops Molecular Breeding Academy of Henan ,Zhengzhou 450002,China ;2.Editorial Department of Journal of HenanAgricultural University ,Zhengzhou 450002,China ;3.Wheat Research Institute ,Henan Academy of AgriculturalSciences ,Zhengzhou 450002,China )Abstract :Plants often encounter cold stress ,which influences the growth and geographical distribution ,and decreases yield and quality of plants.bHLH (basic helix⁃loop⁃helix )family is the second largest transcription factor family in plant ,which plays an important role in regulation of tolerance to cold stress.This paper elaborated the structure and the application of MYC (avian myelocytoma virus )⁃like bHLH transcription factor ICE [inducer of CBF (C⁃repeat binding factor )expression ]and other bHLH transcription factors in plant cold tolerance genetic engineering ,so as to provide some references for the utilization of bHLH transcription factors in cold tolerance genetic improvement and breeding.Key words :Plant ;bHLH transcription factor ;Cold tolerance ;Genetic engineering 低温是植物生长过程中经常遭遇的主要非生物胁迫因子之一,影响植物的地理分布和生长发育,降低产量和品质[1⁃2]。
仁用杏抗寒性研究进展田介云;魏安智;刘玉林;王胜淇;刘永红【摘要】仁用杏是以杏仁为主要产品的杏属果树的统称,在北方普遍栽植,耐干旱、抗性强且易于管理,对于改善生态环境、防止水土流失和荒漠化均有良好效果,是理想的经济型树种.但在实际生产中,仁用杏常遭受冬季严寒和早春晚霜的危害,产量受到影响,造成仁用杏的产业化发展受到制约.仁用杏的抗寒研究主要集中于新品种选育和生理生化机制方面:‘围选1号’等抗寒新品种已应用于抗逆研究及生产中;通过抗逆相关.物质的分析也使抗寒机制研究趋于深入.综合论述了仁用杏在分子生物方面的研究及其同科植物的抗寒性等,为仁用杏的进一步抗寒研究做参考和理论依据.%Kernel apricot is a general designation of apricot producing almond.It has the advantages of being tolerant to drought,strong resistance and easy to manage,which are generally suitable to be planted in northern China.Kernel apricot has good effects on improving ecological environment,preventing soil erosion and desertification,making it an ideal non-timber tree species.However,in the actual production,kernel apricot often suffers from coldness in winter and frost in early spring,resulting in the reduction of the yield and limited development of industrialization.In this paper,the general situations and progress of cold resistance on kernel apricot study were summarized from three aspects:new variety breeding,physiological and biochemical mechanism and molecular biology.It would provide a reference and theoretical basis for further study on cold resistance of kernel apricot.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2018(033)001【总页数】5页(P174-178)【关键词】仁用杏;品种选育;生理研究;抗寒基因【作者】田介云;魏安智;刘玉林;王胜淇;刘永红【作者单位】西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学林学院,陕西杨陵712100【正文语种】中文【中图分类】S662.2仁用杏是以杏仁为主要食用、药用产品的杏属果树的统称,具有很高的开发利用价值和潜力,同时兼备适应性广、抗逆性强且栽培技术较简单等优点,可用于改善生态环境、防止水土流失和荒漠化,从而成为重要的经济林树种[1-2]。
过表达ICE1基因在转基因水稻中表达提高抗寒性
摘要:ICE1,一种拟南芥的转录因子,通过RT-PCR方法克隆并通过农杆菌介导的转化方法成功转化到稻品种垦鉴稻10。
经过PCR扩增和Southern blot分析表明,ICE1已整合到水稻基因组中。
与非转基因植物相比,转基因植物表现出高抗潮霉素B,和转基因ICE1的单拷贝基因的孟德尔遗传一致。
在低温胁迫下,转基因植物表现出较低的死亡率,且脯氨酸含量增加。
这些结果表明,拟南芥的ICE1在水稻中起到功能,而且,过表达的ICE1可以提高水稻的冷胁迫的耐受性。
拟南芥的转录激活因子在低温下激活ICE1并刺激CBF / DREB基因表达。
随后,将活化的中CBFs/ DREBs结合CRT/ DRE顺势作用元件(GAC)在启动子区域,连同其它蛋白质(RNA聚合酶等)相互作用,最后诱导下游冷反应基因(COR)以及其他低温驯化基因表达。
这一过程通过改变可溶性糖和脯氨酸的含量,并最终提高了植物耐寒性。
ICE1的组成型表达提高了拟南芥抗寒能力。
克隆拟南芥CBFs/DREBs同源基因,在水稻中命名为DREB1A,OsDREB1B,OsDREB1C,OsDREB1D和DREB2A。
Chen等克隆OsDREBL大米,和Tian等[8]克隆水稻3转录因子(OsDR EB1-1,OsDR EB4-1和OsDR EB4-2)。
验证了,大部分的克隆的基因的可以在CRT/ DRE顺势作用元件下结合在COR启动子区域。
直到现在,大多数水稻抗寒基因已被分离和鉴定,但未见拟南芥ICE1基因在水稻中的相关报道。
此外,CBF基因的转录水平不受冷胁迫调控,这里一个潜在的分子生物学基础。
我们通过转化拟南芥ICE1提高水稻耐冷性提供。
在这项研究中,我们成功地将拟南芥转录因子基因ICE1转化到水稻品种垦鉴稻10,并研究了ICE1转化对水稻品种垦鉴稻10耐冷低温的影响。
植物材料
质粒和菌株
植物表达载体命名pCAMBIA1300-35S-ICE1-polyA的构建(图1),其中载有ICE1 cDNA片段和选择标记基因的HPT,抗对潮霉素B的CaMV 35S启动子。
培养基
愈伤MS +2 mg/L 2, 4-D +0.5 mg/L KT+0.5 mg/L NAA
再生MS+2 mg/L 6-BA
生根1/2 MS+0.5 mg/L NAA
基因克隆和植物表达载体的构建
通过酶切和序列分析检查后,ICE1的PCR产物用EcoR I和Xba I酶切,然
后在pRT104载体的CaMV35S启动和聚A之间插入,用PstⅠ酶切后,将CaMV35S 启动-ICE1-polyA的片段插入到pBluescript中质粒比用BamH I和Sal I消化CaMV35S启动-ICE1-polyA的片段插入到pCAMBIA1300载体
农杆菌介导的愈伤组织转化
从垦鉴稻10成熟胚诱导水稻愈伤组织由Hiei等报道了农杆菌介导的方法转化。
第二选择后,将潮霉素抗性愈伤组织转移至再生培养基并15小时光照的光周期下培养。
约2厘米高度将再生植物转移到生根培养基。
当植物达到了10厘米的高度,管盖被拔出。
两天后培养,将植物转移到盆中的土壤。
转基因植物进行试验以筛选阳性的。
转基因稻植物的检测
提取水稻的DNA进行PCR检测,并提取了全基因组DNA进行Southern blot.。
将DNA用EcoR I酶切,进行电泳,转印到膜上,并固定。
同时,野生型水稻DNA 和表达载体(ICE1和polyA多聚腺苷酸之间没有任何的EcoRI酶切位点,,图1之间的限制性位点)被分别用作阴性和阳性对照。
ICE1基因的探针根据DIG DNA 标记和检测试剂盒的说明合成和检测。
与固定单链DNA的膜浸渍在预杂交缓冲液。
预杂交后,将膜转移到含有标记探针的杂交溶液。
T1代和非转基因植物的种子表面灭菌,接种在100毫克/升潮霉素的MS培养基上。
潮霉素抗性T1代转基因后代的分离根据以下公式计算:χ2= (|A−3a|−2)2/3(A+a)
(A是潮霉素抗性的种子数量,a是数潮霉素敏感的种子,DF=1,α=0.05,χ2(0.05,1)=3.84)。
然后将潮霉素抗性的种子在土壤中播种。
当幼苗约10厘米的高度,它们在4℃经受冷处理在冰箱中3天,然后返回到23℃的恒定环境。
观察植物的生长,并计算低温处理后的枯萎速率。
水稻脯氨酸含量叶T1代和非转基因植物中的13天(冷处理前)和第16天(冷处理之后)的苗龄通过该方法,。
四个复制测量每个样品进行。
转基因水稻植株PCR检测
总共在研究43个体转基因稻植物的通过PCR检查。
约1500碱基的ICE1基因在12个单独的转基因植物(图5)被提出,但是否定的CK和其他个体植物不存在,这表明ICE1基因已整合到水稻基因组中为28%的转化率。
3,阳性控制对照组; 7,非转基因植物,阴性对照。
其余的是转基因植物转基因
水稻的Southern blot分析
一些转基因水稻的Southern blot分析表明,1800左右bp的碱基条带表明阳性的植物,没有条带可以从阴性对照来检测。
水稻基因组DNA用EcoRI酶切,并用ICE1基因的探针杂交。
第1泳道,阳性控制对照组;3,非转基因水稻植株,阴性控制对照组;泳道2,4至7,转基因植物
对T1转基因水稻产生对潮霉素抗性分析
图。
图7示出未转化的对照种子的萌发被抑制用100微克/ mL潮霉素的培养基上,而T0代的一些种子表现出高的耐潮霉素和发芽良好。
χ2检验(表1)表明,ICE1在T1代继承。
用于潮霉素抗性的分离比分别为3:1的大部分T0转基因品系,证明ICE1基因已整合到水稻基因组中的单拷贝。
一种转基因水稻品系(T0-24)没有显示出的分离比3:1,表明ICE1基因已整合到多拷贝或多站点的水稻基因组中。
(水稻为二倍体)
冷处理表明,非转基因植物死亡率约80%。
而转基因水稻品系T0-11-1和T0-39-1,以及约50%的其它三个转基因株系。
与未转化的对照植物相比,转基因植物表现出更强的耐冷性。
转基因株系T0-11-1和T0-39-1呈现弱萎蔫,低温萎凋和住宿。
这些结果表明,ICE1基因的过表达改善了转基因肯间岛10到一定程度的耐冷性。
在T1转基因水稻产生的脯氨酸含量
脯氨酸是更强的亲水性氨基酸。
较高的脯氨酸含量可以帮助细胞维持水与生物大分子结构,增强植物抗环境胁迫。
低温处理后,与非转基因的水稻相比,在转基因稻植物的脯氨酸含量有较高的增加幅度。
如示于图9,在转基因品系
T0-11-1和T0-39-1脯氨酸含量分别为1.1倍和0.8倍,那些在低温处理,分别与非转基因的水稻相比,提高到2.16倍及2.23倍。
这表明,在水稻的ICE1基因的过表达促进了脯氨酸的合成。
植物的抗寒性,复杂属性由多重因素的控制,主要是由基因决定的,同时受环境影响的。
有许多功能基因(如COR),调控基因(例如转录因子)调节到冷胁迫的植物反应,然而,它们的表达水平是正常的条件下的非常低的,因此,基
因表达调控系统在耐寒性至关重要的作用。
相比单功能基因的转化,转录激活物的转化是改善植物抗寒性的更有效的方法。
ilmour等人[4]获得的转基因拟南芥与CBF3/ DREB1A的过表达,并观察到CBF3的过表达调节下游靶基因的表达和增加的脯氨酸和糖的积累。
因此,他们推测,CBF3/ DREB1A基因调控不仅COR 基因,但可能还有其他抗逆基因赋予植物耐寒性提高。
Chinnusamy等[5,16-17]中分离出拟南芥的基因ICE1和报道,ICE1基因通过CBF3调控COR。
静等[9-10]得到了拟南芥CBF1转基因水稻植株,并证明,CBF1的过表达提高水稻植株抗寒能力和脯氨酸含量。
在这项研究中,我们也发现,ICE1的过表达增强水稻抗寒性及脯氨酸含量。
据推测,在ICE1基因活化稻OsDREBs,同源中CBFs/ DREBs 转录因子在拟南芥中,然后将活化的OsDREBs调节COR和水稻其他相关基因。
当然,需要通过更多的实验,来进行研究在低温胁迫下的转基因水稻的OsDREB 和COR基因的表达模式。