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聚合betA/TsVP基因提高棉花的耐盐性

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聚合betA/TsVP基因提高棉花的耐盐性

中国棉花学会2011年年会

作者：郭宁陈修贵吴伟樊文菊张可炜山东大学生命科学学院/植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室

betA基因来源于大肠杆菌,编码的胆碱脱氢酶可以催化胆碱到甜菜碱的合成,转入betA基因可提高转基因植物胞内甘氨酸甜菜碱含量;来自于盐芥的TsVP基因编码V-H+-PPase,过表达Ts-VP基因可提高跨液泡膜逆浓度质子梯度,从而提高离子转运效率。... 详细信息

betA基因来源于大肠杆菌,编码的胆碱脱氢酶可以催化胆碱到甜菜碱的合成,转入betA基因可提高转基因植物胞内甘氨酸甜菜碱含量;来自于盐芥的TsVP基因编码V-H+-PPase,过表达Ts-VP基因可提高跨液泡膜逆浓度质子梯度,从而提高离子转运效率。过表达betA、TsVP基因可以改善转基因植物的耐盐性。本工作以转betA基因（BL株系）和转TsVP基因棉花（TL株系）纯合株系为亲本,通过有性杂交方法获得了聚合有2个基因的棉花植株（betA×TsVP,即Bt株系）。PCR和RT-PCR的检测结果表明,betA和TsVP两个基因稳定整合于基因聚合棉花植株中并进行了活跃表达。甘氨酸甜菜碱含量及V-H+-PPase水解活性结果表明这两个基因能很好的在聚合植株中行使各自的功能。对盐胁迫下转单基因植株和基因聚合植株进行了生理生化分析测定,结果表明转基因聚合植株表现了更高的耐盐性。盐胁迫可导致棉花叶片失水,植株出现萎蔫症状。200mmolNaCl胁迫处理至14d,野生型对照植株的叶片相对含水量为71.12%,转基因植株的叶片相对含水量在76.20%～78.25%之间,其中以转基因聚合株系Bt1的叶片相对含水量（78.25%）最高。NaCl胁迫处理至14d,所有株系叶片的渗透势降低,转基因株系保持了较低的渗透势,其中以聚合株系Bt1的渗透势最低。200mmolNaCl胁迫处理至第14天时,各转基因株系植株叶片的叶绿素含量在1.66～1.75mg·g-1之间,显著高于野生型植株叶片的1.29mg·g-1的叶绿素含量,转基因聚合株系Bt1的叶绿素含量显著高于转betA株系。盐胁迫处理至第14天,转基因聚合株系Bt1的净光合速率显著高于转单基因株系。盐胁迫处理后,各株系棉花叶片光系统II的Fv/Fm值呈下降趋势,表明各株系的PSII反应中心都受到损伤。转基因株系棉花的Fv/Fm值均高于对照植株,且转基因聚合株系Bt1叶片的Fv/Fm值也显著高于转单基因株系。这些结果表明基因聚合进一步保护了盐胁迫条件下棉花的光合作用系统。植物在非生物逆境胁迫下会产生大量的活性氧和自由基,自由基的积累可破坏细胞结构和功能。植物体内具有一系列抗氧化保护机制,以清除胞内的活性氧以免达到毒害水平。盐胁迫处理后野生型对照和各转基因植株的SOD活性上升,但在盐胁迫第7天后SOD活性有所下降。盐胁迫处理第7天时各转基因株系植株叶片的SOD活性显著高于野生型对照,其中基因聚合植株Bt1的SOD活性（2905.75U·g-1）显著高于转单基因株系BL（2610.05U·g-1）和TL（2675.36U·g-1）。转基因聚合株系Bt叶片中的POD和CAT活性也显著高于转单基因株系。盐胁迫导致膜系统受到伤害,盐胁迫下不同株系植株的叶片MDA含量和离子渗漏率表现出大幅度升高趋势。在盐胁迫处理至7,14,21d时,各转基因株系的离子渗漏均低于野生型对照,基因聚合株系的离子渗漏显著低于BL株系。结果表明在相同的高盐胁迫条件下,基因聚合棉花株系的细胞膜受损程度低,细胞受伤害程度最小,保持了较好的膜稳定性。这些结果表明转基因聚合株系细胞维持了更好的抗氧化酶活性,具有更强的氧自由基清除能力,从而更好的缓解细胞在盐胁迫下受到的氧化胁迫损伤。在盐胁迫处理至21d,转基因植株的生物量均高于野生型植株,其中基因聚合植株Bt1的干物质质量上显著高于转单基因株系BL和TL,转基因聚合植株表现了较好的耐盐性。盐胁迫下与转单基因棉花株系相比,基因聚合植株维持了较低的渗透势和更强的叶片保水能力,并且具有较高的抗氧化酶活性,从而加强了超氧自由基的清除能力,减缓对光合作用系统和细胞膜的损伤,并且在盐胁迫下具有较高的生物量。因此聚合betA和TsVP基因在一定程度上进一步提高了棉花苗期的耐盐性。

关键词：聚合betA/TsVP基因棉花耐盐性

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棉花脱水素GhDHN1的克隆及其表达

中国农业科学 2016年第15期49卷 2867-2878页

作者：王俊娟穆敏王帅陆许可陈修贵王德龙樊伟丽阴祖军郭丽雪叶武威喻树迅中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室/农业部棉花遗传改良重点开放实验室

【目的】通过对棉花脱水素基因结构特征及其在低温胁迫下表达模式进行分析,探讨脱水素在棉花响应低温过程中的功能,为棉花抗冷育种提供理论基础。【方法】以棉花抗冷品种豫2067为试验材料,根据棉花陆地棉基因组序列查找已知脱水素(dehyd... 详细信息

【目的】通过对棉花脱水素基因结构特征及其在低温胁迫下表达模式进行分析,探讨脱水素在棉花响应低温过程中的功能,为棉花抗冷育种提供理论基础。【方法】以棉花抗冷品种豫2067为试验材料,根据棉花陆地棉基因组序列查找已知脱水素(dehydrin,Dhn)基因的CDS序列,利用Primer5软件设计引物,克隆该基因,并命名为GhDHN1;采用生物信息学方法分析其蛋白质性质、氨基酸含量特征、功能结构域、系统进化树;选择XbaⅠ和SmaⅠ酶切位点对植物表达载体p BI121::GFP进行双酶切,采用In-Fusion连接技术构建融合蛋白瞬时表达载体p BI121-GhDHN1::GFP;分析其在洋葱表皮细胞中的瞬时表达,进行亚细胞定位;利用抗冷材料豫2067在三叶期对低温处理(4℃,24 h)前后的叶片和根系进行转录组测序,筛选差异表达基因;在三叶期时分别对豫2067(抗冷品种)和衡棉3号(冷敏感品种)进行低温(4℃,24 h)处理,利用实时荧光定量方法分别比较根、茎、叶中GhDHN1表达量,对该基因在2个抗冷差异材料叶中的表达量进行比较;对豫2067进行不同时间低温(4℃)处理,分析GhDHN1在叶片和根中的动态表达模式。【结果】该基因全长为726 bp,开放阅读编码框为636 bp,编码211个氨基酸,预测分子量为23.79 k D,等电点为5.04,富含谷氨酸(26.10%)和赖氨酸(19.40%),不含色氨酸,半衰期为30 h,蛋白呈酸性,带负带荷,带负电荷的残基总数为60%;GhDHN1的二级结构α螺旋(Alpha helix)包含116个氨基酸残基,占54.98%,组成该蛋白的主体结构,无规则卷曲(Random coil)的氨基酸残基有87个;GhDHN1位于陆地棉D亚组第9染色体(Dthr9)上,在cDNA的259—348位置上含有一个长度为90 bp的内含子,2个外显子长度分别为258和378 bp;SMART和CDD分析表明该氨基酸序列含有2个保守的富含赖氨酸的K片段和1个保守的富含丝氨酸S片段,具有亲水素蛋白结构域pfam00257,表明该蛋白为KS型脱水素;系统进化树分析表明,陆地棉亲水素GhDHN1与可可亲缘关系最近;洋葱表皮细胞中瞬时表达分析表明,GhDHN1蛋白主要定位在细胞膜附近。转录组分析表明,该基因在棉花三叶期叶片和根中,受低温处理后上调表达;荧光定量PCR分析表明,GhDHN1在4℃低温胁迫24 h后,在叶片、茎、根中均上调表达,在叶中上调表达倍数最大,在低温处理4 h和24 h时叶片中有2个表达高峰,在低温处理6 h和12 h时在根中有2个表达高峰,在抗冷材料叶片中的表达是冷敏感材料的2.47倍,说明该基因可能参与了棉花对低温的适应性调控。【结论】陆地棉GhDHN1属于典型的SK2型脱水素,与可可亲缘关系最近。该基因响应低温胁迫,在抗冷材料和冷敏感材料中表达差异显著,其表达量与棉花的抗冷性呈正相关,可以作为筛选不同抗冷材料的标记,同时可以作为重要的候选基因来培育棉花抗冷新材料。

关键词：棉花脱水素亚细胞定位低温胁迫转录组分析实时荧光定量PCR

陆地棉线粒体耐盐基因rps12的克隆与表达分析

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分子植物育种 2015年第12期13卷 2681-2687页

作者：张天豹陆许可阴祖军陈修贵王德龙王帅王俊娟樊伟丽赵小洁王晓歌叶武威中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室安阳455000

本研究从陆地棉耐盐品种中9 409中克隆得到线粒体基因rps12(ribosomal protein S12,30S核糖体蛋白S12),并对该基因进行生物信息学、实时荧光定量PCR和原核表达分析。结果表明:陆地棉线粒体基因rps12的ORF全长为372 bp,编码123个氨基酸,... 详细信息

本研究从陆地棉耐盐品种中9 409中克隆得到线粒体基因rps12(ribosomal protein S12,30S核糖体蛋白S12),并对该基因进行生物信息学、实时荧光定量PCR和原核表达分析。结果表明:陆地棉线粒体基因rps12的ORF全长为372 bp,编码123个氨基酸,分子量约为14.102 k D,等点电为11.11。rps12基因的表达具有组织特异性,且受盐胁迫诱导。另外,在大肠杆菌BL21中,重组原核表达质粒p ET28a-rps12可经IPTG诱导表达。研究结果为今后进一步研究陆地棉线粒体基因rps12的功能和应用奠定了分子生物学基础。

关键词：陆地棉线粒体 rps12 克隆表达

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灵丹王养肝胶囊对小鼠NK细胞活性的影响

中西医结合肝病杂志 2001年第3期11卷 157-158页

作者：黄亚平茹清静陈修贵汪玉冠盛民立杭州东方中医药科研中心 310007 上海医科大学放射医学研究所

目的:研究养肝胶囊对NK细胞活性的影响。方法:^(137)Cs辐射(2.5Gy)后造成机体的免疫功能下降,NK细胞活性降低。分组:不同剂量灵丹王养肝胶囊10g/kg、58/kg给药组、黄芪组、对照组,分析治疗前后NK细胞水平。结果:不同剂量灵丹王养肝胶囊... 详细信息

目的:研究养肝胶囊对NK细胞活性的影响。方法:^(137)Cs辐射(2.5Gy)后造成机体的免疫功能下降,NK细胞活性降低。分组:不同剂量灵丹王养肝胶囊10g/kg、58/kg给药组、黄芪组、对照组,分析治疗前后NK细胞水平。结果:不同剂量灵丹王养肝胶囊给药组与黄芪组,其NK细胞水平均比对照组为高,以10g/kg组为最佳,其值接近正常小鼠NK细胞活性水平。经统计学处理与对照组相比,差别有显著意义,而5g/kg组和黄芪组与对照组比,则无统计学意义。结论:灵丹王养肝胶囊能提高^(137)Cs照射(2.5Gy)小鼠的NK细胞活性,而以剂量10g/kg为最佳。

关键词：养肝胶囊 NK细胞动物实验中成药药理

转TsVP-AtNHX1基因棉花与转TsVP基因棉花相比具有更好的耐盐能力

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转TsVP-AtNHX1基因棉花与转TsVP基因棉花相比具有更好的耐盐能力

中国棉花学会2014年年会

作者：张莹陈修贵岳丹张亚楠张可炜山东大学生命科学学院/植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室

植物的耐盐性是涉及多基因控制的复杂性状,往往涉及多个基因的协同作用。通过基因聚合法将位于同一代谢途径或者不同代谢途径上的耐盐相关基因导入同一植物体内,有望进一步提高植物的抗逆性。以转TsVP-AtNHX1基因棉花的3个株系AT5、AT11... 详细信息

植物的耐盐性是涉及多基因控制的复杂性状,往往涉及多个基因的协同作用。通过基因聚合法将位于同一代谢途径或者不同代谢途径上的耐盐相关基因导入同一植物体内,有望进一步提高植物的抗逆性。以转TsVP-AtNHX1基因棉花的3个株系AT5、AT11、AT27,转TsVP基因棉花T18-3株系和野生型对照鲁棉研21号为材料,利用沙培、水培和盐碱地种植等方法研究了转基因棉花不同株系耐盐能力的差异。盐胁迫下种子萌发实验结果表明,在150 mmol-L。NaCl条件下,转TsVP-AtNHX1基因棉花比转TsVP单基因棉花及野生型对照具有更高的发芽率和发芽势,且转TsVP-AtNHX1基因棉花50%种子萌发所用的时间最短。250 mmol·LNaCl处理下生长40 d后,与野生型对照及转TsVP单基因棉花相比,转TsVP-AtNHX1基因棉花具有更高的干物质积累。叶片耐盐性分析实验结果表明,400 mmol·L及600 mmol·LNaCl处理下,转TsVP-AtNHX1基因棉花的叶片比转TsVP单基因棉花及野生型对照具有更高的叶绿素含量。250 mmol·LNaCl处理沙培棉花幼苗的实验结果表明,转TsVP-AtNHX1基因棉花叶片比转TsVP单基因棉花及野生型对照棉花具有更高的K/Na值、离子含量(Na,Cl,Ca)、相对含水量、叶绿素含量、净光合作用速率、渗透保护物质含量及抗氧化酶活性,且转TsVP-AtNHX1基因棉花叶片的渗透势及膜损伤程度显著低于转TsVP单基因棉花及野生型对照。东营盐碱地大田试验结果也表明转TsVP-AtNHX1基因棉花比转TsVP单基因棉花及野生型棉花具有更高的子棉产量,表现出更高的耐盐性。因此,将TsVP基因和AtNHX1基因共同导入棉花中能够进一步提高棉花的耐盐性。这表明了通过基因聚合手段进一步提高植物抗逆性是可行的,本工作也为培育耐盐棉花新品种提供了优良的种质资源。

关键词：棉花耐盐性基因聚合 TsVP基因 AtNHX1基因

转ZmPLC1-betA基因棉花的耐旱性研究

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转ZmPLC1-betA基因棉花的耐旱性研究

中国棉花学会2012年年会暨第八次代表大会

作者：吴伟陈修贵樊文菊张莹陈欢张可炜山东大学生命科学学院/植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室

＜正＞非生物胁迫反应,尤其是干旱胁迫是涉及许多基因的复杂过程,许多干旱胁迫相关基因在植物应对干旱胁迫中发挥了不可或缺的作用。将多个耐旱相关基因聚合于同一植株中是获得具有较高水平

关键词：基因聚合棉花耐旱性 ZmPLC1 betA

转betA-TsVP-ZmPIS基因棉花的耐旱性研究

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转betA-TsVP-ZmPIS基因棉花的耐旱性研究

中国棉花学会2012年年会暨第八次代表大会

作者：陈修贵吴伟樊文菊张莹陈欢张可炜山东大学生命科学学院/植物细胞工程与种质创新教育部重点实验室

＜正＞作物的耐旱性状是多基因控制的复合性状,将多耐旱相关基因导入棉花可能会进一步提高棉花的抗旱性。来源于大肠杆菌的编码胆碱脱氢酶的betA基因,转入植物后可提高细胞甘氨酸甜菜碱的

关键词：棉花耐旱性 betA TsVP ZmPIS 基因聚合

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灵丹王养肝胶囊对小鼠外周血细胞的影响

浙江中医学院学报 2001年第5期25卷 56-57页

作者：黄亚平汪玉冠茹清静陈修贵盛民立浙江省杭州东方中医药科研中心临安311300 上海医科大学

目的 :观察灵丹王养肝胶囊对受辐射小鼠的外周血细胞下降的影响。方法 :实验小鼠随机分组 ,用1 3 7Cs放射源造成实验小鼠受辐射后 ,分别给以灵丹王养肝胶囊低、高剂量 ,在给药后第 1 0 d和停药后 1周进行外周血细胞计数。结果 :灵丹王... 详细信息

目的 :观察灵丹王养肝胶囊对受辐射小鼠的外周血细胞下降的影响。方法 :实验小鼠随机分组 ,用1 3 7Cs放射源造成实验小鼠受辐射后 ,分别给以灵丹王养肝胶囊低、高剂量 ,在给药后第 1 0 d和停药后 1周进行外周血细胞计数。结果 :灵丹王养肝胶囊低、高剂量组在给药后第 1 0 d及停药后 1周对受辐射小鼠血小板数均有升高作用 ,与阴性和黄芪对照组比较均有显著差别 ;高剂量组在给药后第 1 0 d对白细胞有明显提升作用 ( P<0 .0 5 )。结论 :灵丹王养肝胶囊具有较强的提高辐射损伤造成的外周血细胞下降的能力。

关键词：灵丹王养肝胶囊辐射外周血细胞实验研究小鼠

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棉花HKT基因家族生物信息学分析

分子植物育种 2022年

作者：孙亮庆聂太礼赵兰杰王俊娟王帅王德龙陆许可陈修贵陈超叶武威中国农业科学院棉花研究所棉花生物学国家重点实验室江西省棉花研究所

高亲和性钾离子转运蛋白(high affinity K;transporter， HKT)是存在植物中的离子转运体，主要负责Na;/K;协调运输，在响应植物逆境胁迫中发挥重要的作用。本研究利用生物信息学方法鉴定了陆地棉（***）、海岛棉（***）、雷蒙德氏棉（**...

高亲和性钾离子转运蛋白(high affinity K;transporter， HKT)是存在植物中的离子转运体，主要负责Na;/K;协调运输，在响应植物逆境胁迫中发挥重要的作用。本研究利用生物信息学方法鉴定了陆地棉（***）、海岛棉（***）、雷蒙德氏棉（***）、亚洲棉（***）的HKT基因家族成员，解析了HKT基因家族成员的理化性质、序列特征、亚细胞定位、跨膜结构、Motif组成，系统分析了棉花HKT基因家族的分类、系统进化树、顺式作用元件等。结果显示，棉花中共有11个HKT基因家族成员，编码的11个HKT蛋白定位到了质膜上，均具有9个跨膜螺旋区；棉花11个HKT基因家族成员可以分为2组，亲缘关系较近的HKT基因家族成员编码的HKT蛋白比较类似的Motif类型和顺式作用元件。HKT基因家族具有组织特异性表达特点。通过对HKT基因家族成员的生物学分析，为进一步探索棉花HKT基因响应盐碱胁迫的功能研究提供了参考依据。

关键词：