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Drought Tolerance Enhancement with Co-Overexpression of dreb2a and APX in Indica Rice (<i>Oryza sativa</i>L.)

American Journal of Plant Sciences 2021年第2期12卷 234-258页

作者： Jagtap Sandhya Talakayala Ashwini Ravula Manisha Mahankali Vinodha Ankanagari Srinivas Department of Genetics & Biotechnology Osmania University Hyderabad India

Rice is a major cereal crop providing food and energy to more than half of world’s population and drought is a challenging abiotic stress limiting rice production. Engineering drought tolerance trait is a major bottle neck because of multigenic control and complex nature. Two promising candidate genes utilized in engineering drought tolerance include DREB2A transcription factor (a master regulator of downstream stress inducible genes) and APX (an important ROS scavenging enzyme). Overexpression of DREB genes has shown encouraging results but with a negative impact on plant morphology and production. Moreover, co-expression of DREB2A and APX genes’ influence on drought stress has not been studied. Hence, in the present study, overexpression of single genes DREB2A or APX and co-expression of these genes were studied for enhancement of drought tolerance in indica rice. Both genes under control of CaMV 35S promoter were transferred by Agrobacterium transformation into rice variety BPT5204 popular for slender grains in South India. Confirmation of T-DNA integration into rice genome was done with PCR analysis of transgenes. Homozygous transgenic lines of DREB2A, APX and DREB2A-APX generated in T3 generation were evaluated for

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组成型激活基因dreb2a载体的构建及其对烟草的遗传转化

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中国生物工程杂志 2012年第11期32卷 42-48页

作者：赵清王罡季静金超天津大学化工学院天津300072 天津大学农业与生物工程学院天津300072

为探索dreb2aCA基因(constitutive activate dreb2a,组成型激活dreb2a基因)在植物抗盐反应中的功能及其在植物抗逆基因工程中的运用,用SOE-PCR(overlapping extension-PCR,折叠延伸PCR)方法克隆了dreb2aCA,并将其置于盐诱导的rd29A启动子控制下,构建了植物表达载体,并通过农杆菌介导的方法将目的基因转入烟草。Southern blot证明了目的基因成功整合到烟草基因组中。RT-PCR表明,目的基因受盐胁迫诱导表达。在盐处理条件下,转基因烟草比对照具有更好的生长状态,含有较高的光和色素,具有较高的光合速率及较低的MDA含量。说明dreb2aCA的表达提高了植物抗逆能力,该基因在抗盐领域具有广阔的应用前景。

关键词： dreb2a 转基因烟草抗盐

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拟南芥dreb2a基因的克隆及植物荧光表达载体的构建

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华北农学报 2008年第3期23卷 20-22页

作者：段红英丁笑生河南师范大学生命科学学院河南新乡453007

以拟南芥幼苗总RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增到dreb2a基因,并将其克隆到植物表达载体pCAM-BIA1304中CaMV 35 S启动子与poly(A)终止子之间。酶切鉴定及测序列结果都表明,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1304-dreb2a。另外,获得了携带DRE... 详细信息

以拟南芥幼苗总RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增到dreb2a基因,并将其克隆到植物表达载体pCAM-BIA1304中CaMV 35 S启动子与poly(A)终止子之间。酶切鉴定及测序列结果都表明,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1304-dreb2a。另外,获得了携带dreb2a基因的根瘤农杆菌菌株,为以后转基因植物工作奠定了基础。

关键词：拟南芥 dreb2a RT-PCR 植物表达载体根瘤农杆菌

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拟南芥抗逆基因dreb2a转化大豆的研究

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大豆科学 2013年第5期32卷 606-608页

作者：于志晶蔡勤安刘艳芝齐广勋马瑞吉林省农业科学院农业生物技术研究所吉林长春130033

为提高大豆的耐旱耐盐碱性,将拟南芥转录因子dreb2a序列优化后,构建了植物表达载体pCAMBIA3300-dreb2a,利用农杆菌介导法将dreb2a基因导入大豆品种Willimas 82和Bert中,转化率分别为0.8%和3.2%。对抗性转基因植株进行PCR检测,2个品种分... 详细信息

为提高大豆的耐旱耐盐碱性,将拟南芥转录因子dreb2a序列优化后,构建了植物表达载体pCAMBIA3300-dreb2a,利用农杆菌介导法将dreb2a基因导入大豆品种Willimas 82和Bert中,转化率分别为0.8%和3.2%。对抗性转基因植株进行PCR检测,2个品种分别获得阳性植株28和63株,表明dreb2a已整合到大豆基因组中。

关键词：大豆 dreb2a 耐盐耐旱农杆菌介导遗传转化

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胡杨dreb2a和WRKY19基因启动子逆境响应元件及其功能分析

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分子植物育种 2019年第2期17卷 428-436页

作者：王叶利唐文思王华芳北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室北京100083

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是唯一适应沙漠环境的高大乔木树种,抗逆性极强。其抗逆机制对植物抗性育种极为重要,国内外极为关注。本研究以生物信息学和转GUS基因烟草瞬时表达等手段解析胡杨Pedreb2a和PeWRKY19基因启动子序列顺式... 详细信息

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是唯一适应沙漠环境的高大乔木树种,抗逆性极强。其抗逆机制对植物抗性育种极为重要,国内外极为关注。本研究以生物信息学和转GUS基因烟草瞬时表达等手段解析胡杨Pedreb2a和PeWRKY19基因启动子序列顺式作用元件。结果表明,两个启动子均有干旱、NaCl、4℃、ABA响应顺式作用元件,CANNTG (N=A/T/C/G)、GRWAAW (R=G/A, W=A/T)、ACGT和CACATG等,增强GUS基因表达。Pedreb2a基因启动子序列1 886 bp,分别含干旱、盐、低温、ABA响应顺式作用元件等9个、11个、9个和5个;-888～-1 271 bp为盐负调控区,-1 271～-1 738 bp为干旱正调控区和ABA负调控区,-1 738～-1 878 bp为盐正调控区和干旱负调控区。PeWRKY19基因启动子序列为1 734 bp,分别含干旱、盐、低温和ABA响应顺式作用元件16个、5个、11个和4个;-176～-417 bp为盐负调控和ABA负调控区,-417～-696 bp为干旱负调控区和低温正调控区,-696～-849 bp为盐正调控区。本研究为阐释胡杨抗逆分子机制提供基础。

关键词：胡杨(Populus euphratica) 启动子顺式作用元件 dreb2a WRKY19

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北方旱地红小豆dreb2a基因克隆及表达分析

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分子植物育种 2020年第12期18卷 3825-3831页

作者：陈红化烨王正旭王百姓马生发盖琼辉陇东学院农林科技学院庆阳745000

脱水响应元件结合蛋白(dreb)转录因子在植物干旱和热胁迫应激调控中具有重要功能。为提高红小豆在北方干旱缺水条件下的产量,本研究以拟南芥dreb2a基因序列为依据,从红小豆基因组数据库中鉴定出了1个dreb2a的同源基因(Vigna angularis,... 详细信息

脱水响应元件结合蛋白(dreb)转录因子在植物干旱和热胁迫应激调控中具有重要功能。为提高红小豆在北方干旱缺水条件下的产量,本研究以拟南芥dreb2a基因序列为依据,从红小豆基因组数据库中鉴定出了1个dreb2a的同源基因(Vigna angularis,登录号为XP_017429189.1)。经基因表达分析,结果表明:此基因为拟南芥dreb2a的直系同源基因,编码的蛋白不具有信号肽的作用,二级结构主要以无规则卷曲为主,而且含有多种逆境性转录因子。通过物种间系统进化树分析发现,该基因与红小豆dreb2a亲缘关系近的植物是沙冬青。荧光定量PCR技术分析结果表明,在红小豆非生物胁迫的调控中红小豆dreb2a也起到重要作用。本研究为阐释红小豆抗逆分子机制提供理论基础。

关键词：红小豆(Vigna umbellata) dreb2a 生物信息学分析

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农杆菌介导法将dreb2a基因转入玉米

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分子植物育种 2013年第1期11卷 48-52页

作者：王奕任贤于志晶蔡勤安林秀峰马瑞北方民族大学生物科学与工程学院银川750021 吉林省农业科学院生物技术研究中心长春130033

通过农杆菌介导法将耐盐基因dreb2a转入玉米自交系H99以及杂交种H99×A188中,同时研究了农杆菌浓度、侵染时间和AS浓度等因素对转化效率的影响。研究表明：农杆菌菌液浓度在OD值为0.5-0.6时农杆菌感染能力最强,适宜的侵染时间为20min;... 详细信息

通过农杆菌介导法将耐盐基因dreb2a转入玉米自交系H99以及杂交种H99×A188中,同时研究了农杆菌浓度、侵染时间和AS浓度等因素对转化效率的影响。研究表明：农杆菌菌液浓度在OD值为0.5-0.6时农杆菌感染能力最强,适宜的侵染时间为20min;共培养基中乙酰丁香酮（AS）的适宜浓度为150μmol/L。通过该优化体系获得的转基因植株110株,经PCR分析鉴定,其中5株表现阳性,初步证明外源基因已经整合到玉米基因组中。

关键词：玉米农杆菌介导转化 dreb2a 耐盐性

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水稻抗旱种质筛选和dreb2a同源抗旱基因的遗传多样性研究

水稻抗旱种质筛选和DREB2A同源抗旱基因的遗传多样性研究

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作者：谭景发华中农业大学

学位级别：硕士

我国是水稻主要生产国之一,但淡水资源紧缺,筛选水稻抗旱种质对于选育和推广适宜水稻节水栽培模式的抗旱品种,节约有限的水资源,缓解我国农业用水紧迫的现状具有非常重要的意义。本研究利用非洲栽培稻基因渗入系、普通栽培稻品种和非洲... 详细信息

我国是水稻主要生产国之一,但淡水资源紧缺,筛选水稻抗旱种质对于选育和推广适宜水稻节水栽培模式的抗旱品种,节约有限的水资源,缓解我国农业用水紧迫的现状具有非常重要的意义。本研究利用非洲栽培稻基因渗入系、普通栽培稻品种和非洲新稻品种,通过半期旱作栽培模式和常规水分管理模式(CK)在大田中鉴定筛选水稻抗旱种质。同时,对不同类型水稻种质中与抗旱性相关的转录因子dreb2a基因的遗传多样性进行了研究,通过单倍型分析、系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析,探究了dreb2a在不同类型水稻种质中的功能性核苷酸序列变异及其对水稻抗旱性的影响,为水稻抗旱品种的选育提供潜在优异种质和分子依据。其主要研究结果如下:1.对不同性状抗旱系数(DC值)统计分析表明,供试材料的DC值变幅在0.07～1.45之间,大多数性状DC值的变异系数达到了10%以上,其中SN、SSR和YPP的变异系数达到了30%以上,分别为31.94%、30.14%和33.59%。2.利用所有性状DC值进行系统聚类分析,可将60份供试材料分为七组,其中第I组19份材料,包括7份普通栽培稻、10份渗入系和2份非洲新稻;第II组13份材料,包括8份普通栽培稻和5份渗入系;第III组5份材料,包括1份普通栽培稻和4份渗入系材料;第IV组6份材料,包括渗入系与普通栽培稻各3份;第V组2份材料,普通栽培稻和渗入系各1份;第VI组8份材料,包括5份普通栽培稻、1份渗入系和2份非洲新稻材料;第VII组7份材料,包括3份普通栽培稻和4份渗入系。对七组材料的多重比较分析表明,各组材料之间在SSP、YPP、PH、TWG和SN等指标上均表现出显著差异。利用隶属函数值(D值)作为综合评价指标,将60份供试材料的抗旱性分为4个等级,包括6份强抗旱性材料(D≥0.7),45份中抗旱性材料(0.50≤D2份不具有抗旱性的材料(D229、0.7698、0.6967和0.6973;WDC值关联度分别为0.7396、0.7412、0.7129、0.7488、0.6943和0.7011。4.对来源于不同种质材料的85条dreb2a基因转录本的核苷酸序列变异进行发掘,共检测出55个核苷酸变异位点;共翻译获得12种氨基酸序列,从中鉴定出了10个氨基酸变异位点,来源于非洲栽培稻(Oryza glaberrima)材料的氨基酸序列发生了较大片段的变异。5.对85条dreb2a基因转录区域的核苷酸序列进行单倍型分析,共鉴定出39个单倍型,其中33个新发现的单倍型已上传至Gen Bank数据库中(登录号为MN436756～MN436788),其余6个单倍型与前人研究结果一致。利用拓扑关系可以将dreb2a基因的单倍型分为3个组。6.系统进化分析表明,dreb2a基因的39个单倍型被划分为3组,其中,第III组的组内遗传差异最大;第I组次之;第II组的遗传差异最小。不同分组间的遗传距离分析表明,第I、III组之间的遗传差异最大;第II、III组次之;第I、II组之间的遗传差异最小。对第I组和第II组的单倍型结合表型性状进行方差分析,结果表明,两组单倍型的材料在SN、SSR和YPP上表现出显著差异。7.密码子偏好性分析表明,dreb2a基因的ENC值偏大(接近61),对12个dreb2a等位基因的RSCU值进行聚类分析发现,非洲栽培稻中的dreb2a基因在密码子使用上与其他水稻有很大的差异。

关键词：水稻抗旱性鉴定半期旱作隶属函数法灰色关联度分析 dreb2a 遗传多样性密码子偏好性

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不同水稻种质中渗透胁迫抗性基因dreb2a的遗传多样性分析

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中国农学通报 2020年第35期36卷 1-13页

作者：谭景发贺文闯董西龙党腾飞谢怿席锟孙勇胜胡亚林靳德明华中农业大学植物科学技术学院农业部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室武汉430070

本研究旨在分析转录因子dreb2a基因在不同水稻种质中的遗传多样性,以期为水稻耐渗透胁迫遗传改良提供分子工具。利用单倍型分析、系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析,对85份不同类型水稻种质中dreb2a基因的功能性核苷酸序列变异及... 详细信息

本研究旨在分析转录因子dreb2a基因在不同水稻种质中的遗传多样性,以期为水稻耐渗透胁迫遗传改良提供分子工具。利用单倍型分析、系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析,对85份不同类型水稻种质中dreb2a基因的功能性核苷酸序列变异及遗传多样性进行了研究。共鉴定出55个核苷酸变异位点,其中12个位于编码区,43个位于非编码区;鉴定出12个dreb2a等位基因型,其中来自非洲栽培稻(Oryza glaberrima)的3个等位基因型表现大片段变异;根据dreb2a基因的序列变异鉴定出39个单倍型,其中33个为新单倍型;将所有单倍型分为三组(Group Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ),其中非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的10个单倍型单独分为一组(Group Ⅲ);系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析均表明Group Ⅲ与其他两组具有较大差异。对85份不同类型水稻种质中dreb2a基因的序列分析表明,非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的dreb2a等位基因在序列变异、系统进化关系和密码子偏好性方面均明显不同于其他种质材料中的等位基因。

关键词：水稻渗透胁迫转录因子 dreb2a 遗传多样性密码子偏好性

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转录因子dreb2a植物表达载体构建及烟草转基因研究

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生物技术通报 2006年第2期22卷 72-77页

作者：曾会明马挺军王华芳北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京林业大学草坪研究所北京100083 北京农学院食品科学系北京102206 北京林业大学生物学院北京100083

构建转录因子dreb2a基因表达载体,通过叶盘法进行烟草的转基因表达研究。经过抗生素卡那霉素抗性筛选-PCR鉴定-Southern杂交检测,表明目的基因已经整合到烟草基因组DNA中。转基因植株出现生长迟滞现象。

关键词： dreb2a 转基因生长迟滞

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