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哈茨木霉菌hyd1基因系统诱导玉米抗弯孢叶斑病研究

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哈茨木霉菌hyd1基因系统诱导玉米抗弯孢叶斑病研究

蓖麻种子萌发和幼苗生长对重金属Cu^(2+)的胁迫响应

中国植物保护学会2016年学术年会

作者：余传金高金欣窦恺王猛孙佳楠陆志翔李雅乾陈捷上海交通大学农业与生物学院农业部都市农业(南方)重点实验室上海交通大学国家微生物重点实验室

玉米弯孢叶斑病是我国玉米产区的主要病害之一,通过生物防治技术系统诱导玉米免疫反应,抵抗叶斑病菌侵染,是实现玉米病害绿色防控的重要途径。木霉菌分布广泛,已普遍用于植物病害的生物防治,但关于木霉菌处理种子或根系系统诱导寄主对... 详细信息

玉米弯孢叶斑病是我国玉米产区的主要病害之一,通过生物防治技术系统诱导玉米免疫反应,抵抗叶斑病菌侵染,是实现玉米病害绿色防控的重要途径。木霉菌分布广泛,已普遍用于植物病害的生物防治,但关于木霉菌处理种子或根系系统诱导寄主对地上部病害的抗性分子机理国内外未见报道,尤其关于木霉菌产生的MAMPs（microbialassociated molecular patterns）分子及其与玉米根系受体互作分子模式尚属空白。本研究从哈茨木霉菌克隆获得一个Ⅱ类疏水蛋白hyd1基因,发现其定位在木霉菌的细胞膜上,具有分泌到胞外的功能、并促进了木霉菌对玉米根系定殖,同时证明了该蛋白能在根系细胞膜上表达,说明hyd1与调控木霉菌定殖玉米根系有密切关系,为Hyd1作为MAMPs分子与玉米根系互作诱导玉米对叶斑病的抗性提供前提条件。hyd1基因不同的转化子处理玉米自交系B73种子,四叶期离体和活体叶片挑战接种弯孢叶斑病菌（***）,结果表明:hyd1具有系统诱导抗性的作用。通过酵母双杂交的方法筛选到与Hyd1互作的玉米根系类泛醌蛋白（Ubiquilin1-like protein）,并采用多种方法证明了两者发生了直接互作。在酵母内确定了类Ubiquilin1与Hyd1互作的区域,Hyd1的信号肽序列是其与类Ubiquilin1-N互作所必需的,并发现Hyd1中8个半胱氨酸也参与了上述互作过程。通过转基因方法,明确了hyd1与类ubiquilin1在拟南芥中共表达后能明显促进拟南芥对灰霉病的抗性,转基因植株叶片病斑面积仅为野生型的50%。而且通过烟草细胞系证明了hyd1与类ubiquilin1基因定位在细胞膜上,并且Hyd1能提高类Ubiquilin1蛋白的稳定性。通过RNA-seq全局分析了叶片挑战接种24h后木霉菌hyd1调控寄主防御反应的变化,结果表明,主要通过油菜素内酯（brassinosteroids,BR）通路进行信号传导产生抗病性,此通路很多基因差异接近3倍,并用qPCR对24h和72h进行了验证。hyd1很可能是通过BAK1进行信号转导产生抗病性,并初步用BANK1-4突变体得到验证。同时JA、钙调蛋白（CaM）及WRKY的一些基因也产生了变化。根据上述研究,推测哈茨木霉菌系统诱导玉米抗弯孢叶斑病的MAMPs模式:哈茨木霉菌在玉米根系分泌的Hyd1与根系类受体蛋白Ubiquilin1互作,而Ubiquilin1可能与油菜素内酯受体BAK1互作一起形成复合物导致BR信号的转导,同时也激发了JA、钙调蛋白（CaM）及WRKY基因的表达从而产生相关的抗病反应。这为进一步揭示木霉菌疏水蛋白MAMPs分子与植物内类PRRs蛋白互作的分子机理提供重要线索。

关键词：哈茨木霉 hyd1 MAMPs 蛋白互作诱导抗性

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特种经济动植物 2021年第4期24卷 11-18,24页

作者：梁啸天罗蕊赵志强包春光贾崇宁霍玉淼任文静袁朴芳高昶黄凤兰内蒙古民族大学生命科学与食品学院内蒙古通辽028000 内蒙古民族大学农学院内蒙古通辽028000 通辽市农畜产品质量安全中心内蒙古通辽028000 蓖麻育种国家民委重点实验室内蒙古通辽028000 内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心内蒙古通辽028000 内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室内蒙古通辽028000 内蒙古自治区蓖麻产业协同创新中心内蒙古通辽028000 蓖麻产业技术创新内蒙古自治区工程研究中心内蒙古通辽028000

蓖麻是世界上重要的非食用油料植物,其吸收积累铜离子的能力较强,本实验以2129品系蓖麻种子为研究材料,研究蓖麻种子和幼苗对Cu^(2+)的胁迫响应。结果表明,在种子萌发阶段,各组间萌发率虽有显著性差异但并未表现出明显规律;根长随Cu^(2+... 详细信息

蓖麻是世界上重要的非食用油料植物,其吸收积累铜离子的能力较强,本实验以2129品系蓖麻种子为研究材料,研究蓖麻种子和幼苗对Cu^(2+)的胁迫响应。结果表明,在种子萌发阶段,各组间萌发率虽有显著性差异但并未表现出明显规律;根长随Cu^(2+)浓度的增加整体呈现先增加后下降的趋势;根粗随浓度的增加无显著变化;Cu^(2+)浓度为840mg/L时,种子MDA含量和CAT活性均高于对照组,而POD活性和GR活性均低于对照组。在幼苗生长阶段,用浓度为840mg/L的CuSO4溶液处理后,植株高度随处理时间的增加逐渐矮于对照组;叶片与对照组相比叶脉褪绿较为严重;生理指标方面,处理组和对照组MDA含量和POD活性的变化趋势相同,CAT活性和GR活性变化趋势相反。蓖麻种子在Cu^(2+)浓度为1320mg/L环境下仍可生存,表明蓖麻种子对Cu^(2+)具有很强的耐受性;蓖麻幼苗在Cu^(2+)浓度为840mg/L环境下21d仍未死亡,证明蓖麻幼苗对Cu^(2+)也有很强的耐受性。

关键词：蓖麻种子萌发幼苗生长重金属Cu^(2+) 胁迫响应

滇南小耳猪骨髓间质干细胞诱导移植免疫耐受的研究

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滇南小耳猪骨髓间质干细胞诱导移植免疫耐受的研究

作者：张雅永昆明医学院

学位级别：硕士

【背景】同种异体原位心肺移植已经成为治疗终末期心肺疾病的有效方法,为医学科学开辟了一个新的领域。目前,供体心肺保存、外科手术技术、术后感染已不再是阻碍心肺移植成功的最主要因素。但是,移植术后的免疫排斥反应严重威胁着移植... 详细信息

【背景】同种异体原位心肺移植已经成为治疗终末期心肺疾病的有效方法,为医学科学开辟了一个新的领域。目前,供体心肺保存、外科手术技术、术后感染已不再是阻碍心肺移植成功的最主要因素。但是,移植术后的免疫排斥反应严重威胁着移植患者的长期生存,供体短缺也困扰着外科医生。诱导对供体器官特异性免疫耐受(donor-specific graft tolerance)能有效的解决这一难题,而且某些耐受方案已经在小动物模型中取得了较好的效果,但是尚缺乏大动物模型的验证。实验动物小型猪在器官移植免疫耐受的研究中具有显著的优势。骨髓间质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cells,BMSCs)是存在于骨髓中的一种成体干细胞,具有支持造血、组织修复、多向分化潜能以及潜在的免疫学特性。随着对小型猪的研究不断深入,滇南小耳猪已经成为研究人类疾病模型最具潜力的实验动物,尤其是在心肺移植方面的研究,其更具有优势。最近研究表明人类和啮齿类动物BMSCs在体外可抑制T淋巴细胞的增殖,治疗移植物抗宿主病;在狒狒体内可延长移植皮肤的存活时间。但是其在体内的迁移变化,免疫调节的分子机制尚不清楚,而且尚未见到关于滇南小耳猪骨髓间质干细胞(porcine bonemarrow-derived mesenchymal stem cells,pBMSCs)免疫学特性的研究报到。因此,本实验拟通过建立pBMSCs体外分离、培养扩增体系研究pBMSCs的生物学特性;通过体外混合培养体系及将pBMSCs输入实验猪体内研究pBMSCs的免疫学特性及其机制。【方法】(1)采用全骨髓贴壁法,进行pBMSCs的分离培养。采用倒置显微镜观察pBMSCs的生长情况和透射电镜观察pBMSCs的超微结构对pBMSCs进行形态学鉴定;采用流式细胞术对pBMSCs的分子表型进行鉴定;在体外,对pBMSCs向成骨细胞和脂肪细胞诱导分化鉴定pBMSCs的多向分化潜能。(2)建立混合淋巴细胞培养体系。通过体外混合淋巴细胞培养(Mixed Lymphocyte Culture Test,MLC)检测pBMSCs对外周血淋巴细胞(peripheral blood lymphocytes,PBLs)增殖的抑制效应,通过实时定量聚合酶链反应(Real Time-Polymerase Chain Reaction,RealTime -PCR)检测混合培养后的淋巴细胞Foxp3基因及细胞因子干扰素γ(interferon-gamma,IFN-γ)、转化生长因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)的变化,探讨pBMSCs体外免疫抑制效应及其机制。(3)将同种异体pBMSCs经外周静脉输入滇南小耳猪体内,流式细胞术检测不同时间内实验猪外周血T淋巴细胞亚群的变化,Real Time-PCR检测外周血淋巴细胞Foxp3基因及细胞因子IFN-γ、TGF-β随输入时间的变化,探讨pBMSCs的低免疫原性。【结果】(1)通过全骨髓贴壁法,获得了高纯度、高活性的原代pBMSCs。对所得到的pBMSCs体外培养扩增20代次,其生物学性状稳定。形态学鉴定pBMSCs为成纤维样细胞;分子表型鉴定pBMSCs稳定表达CD29、CD44、CD105,不表达CD45、SLA-DR;多向分化潜能鉴定pBMSCs能够分化为成骨细胞及脂肪细胞。本研究建立了滇南小耳猪BMSCs体外分离纯化、培养扩增的方法体系,获得了滇南小耳猪BMSCs细胞系并大量超低温冷冻保存,为下一步滇南小耳猪BMSCs免疫学特性的研究与诱导滇南小耳猪心肺移植免疫耐受的研究提供了种子细胞。(2)建立滇南小耳猪BMSCs和淋巴细胞共培养体系。pBMSCs对外周血淋巴细胞及PHA刺激的外周血淋巴细胞的增殖有显著的抑制作用,且呈剂量依赖性。然而pBMSCs培养上清对外周血淋巴细胞的增殖无抑制作用,甚至是刺激外周血淋巴细胞的增殖。混合培养后的PBLs高表达Foxp3、TGF-β及IFN-γ;IFN-γ表达水平明显低于Foxp3和TGF-β。(3)将pBMSCs输入滇南小耳猪体内后,外周血淋巴细胞Foxp3、TGF-β及IFN-γ在输注pBMSCs 24h后表达均显著增高,且随时间的延长而升高,到72h达高峰,96h时开始下降(P＜0.05);外周血T淋巴细胞亚群的变化无统计学差异。【结论】(1)采用全骨髓贴壁法,可获得高纯度、高活性的原代pBMSCs。通过体外传代培养扩增获得了pBMSCs细胞系。对获得的pBMScs体外培养扩增20代次,并进行形态学,分子表型及多向分化潜能鉴定,其生物学性状稳定。为下一步滇南小耳猪pBMSCs免疫调节特性及机制的研究与pBMSCs诱导心肺移植免疫耐受的研究提供了种

关键词：间质干细胞间质干细胞移植猪免疫调节免疫耐受混合淋巴细胞培养 Foxp3 干扰素转化生长因子

7Li和12C重离子束辐射玉米(Zea mays L.)种子的生物效应研究

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7Li和12C重离子束辐射玉米(Zea mays L.)种子的生物效应研究

全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会

作者：罗红兵赵葵屠乃美湖南农业大学农学院中国原子能科学研究院核物理所

离子注入技术最初应用于金属材料表面改性。自从1986年余增亮首先将其应用于农作物品种的改良,开辟了诱变育种的新途径。由于条件所限,国内使用的离子注入的能量非常低,通常少于200keV,在加速器上开展重离子生物效应的工作报道很少。本...

离子注入技术最初应用于金属材料表面改性。自从1986年余增亮首先将其应用于农作物品种的改良,开辟了诱变育种的新途径。由于条件所限,国内使用的离子注入的能量非常低,通常少于200keV,在加速器上开展重离子生物效应的工作报道很少。本研究利用中国原子能科学研究院串列加速器核物理国家实验室的HI-13串列加速器产生的Li和C重离子束对玉米自交系478和杂交种农大108等干种子进行辐照,研究其植物学、细胞学、遗传学和分子生物学诱变效应,主要结果如下:

关键词：

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水稻目标株系的鉴定和转基因的删除

水稻目标株系的鉴定和转基因的删除

作者：梁海菲仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

水稻是重要的粮食作物,对人口众多的中国显得尤为重要,如何利用现有的技术尽快培育出拥有众多优良性状并可以稳定遗传的品系显得至关重要。此外,水稻除了作为重要的粮食作物外,还可以用于观赏。随着乡村旅游和农业旅游的发展,水稻因其... 详细信息

水稻是重要的粮食作物,对人口众多的中国显得尤为重要,如何利用现有的技术尽快培育出拥有众多优良性状并可以稳定遗传的品系显得至关重要。此外,水稻除了作为重要的粮食作物外,还可以用于观赏。随着乡村旅游和农业旅游的发展,水稻因其适应性广﹑色彩﹑形态多样而被逐步开发出来,成为众多观赏植物的一员。利用现有的技术培育出符合各种观赏要求的水稻对于开发水稻的附加经济价值﹑促进农业旅游以及农村经济的发展具有重要意义。为了更快更好地获得各种性状的优良品种,科学家们一直尝试开发新的育种方法。传统的育种方法包括诱变育种﹑杂交育种,这些育种方法周期长,耗时费力,成本也高。为了缩短育种的进程,更好更快地获得新品种,人们开发出了许多区别于传统育种的育种策略,转基因技术是其中的一种。转基因技术的发展和应用大大加快了育种的进程,但转基因技术的使用不可避免地需要携带标记基因,而标记基因的使用影响了公众对转基因食品的接受度。因此,科学家一直致力于开发出获得集多种优良性状于一身又不含标记基因的优良水稻品种的育种策略,其中包括了寡核苷酸﹑巨核酶﹑锌指核酸酶﹑TALEN﹑CRISPR/Cas9和位点特异性重组酶等介导的基因编辑技术。其中,位点特异性重组酶介导的基因叠加和删除技术可以实现水稻外源基因的精确定向整合与删除,利用这套系统可以高效获得集多种优良性状于一身又不含标记基因的高品质水稻。这项技术可以使外源基因稳定表达的同时不影响水稻自身基因功能,转基因位点数也有效减少,不仅可以删除标记基因,同时也可以在可食用部分将转基因删除,为水稻品种的开发提供了很好的策略。本研究将位点特异性重组酶系统Bxb1-att、Cre-lox、CinH-RS2在体外整合到一个载体上,进而通过农杆菌转化法将其整合到植物基因组,从中筛选出起始目标系以用于后续的叠加和删除。起始目标系需满足重组酶识别位点完整,单拷贝插入且插入位置合适,转基因表达良好,同时又不影响水稻自身基因表达等特点。本研究目标之一是筛选两个籼稻栽培品种黄华占(HHZ)和R900的起始目标系。本研究鉴定出34个报告基因表达良好的独立转基因水稻株系共272个植株,通过PCR检测和Southern blot分析,获得了3个单拷贝株系,分别为来自HHZ的G29﹑G30﹑2348。通过Inverse PCR对这三个单拷贝株系T-DNA插入位点进行定位分析结果显示G29插入位点位于基因内部,G30右边界RS2和lox重组酶识别位点存在丢失,2348插入位点距离最近的一个基因ATG启动子320bp,没有获得符合条件的起始目标系。另外,本研究也测试了该重组系统用于删除标记基因的可行性。我们选取已获得的起始目标系做母本,Cre阳性的植株做父本,通过杂交的方式将Cre基因引入目标系中,获得种子80粒,通过对F代植株PCR筛选,获得发生部分删除的F代植株3棵,分别为131F﹑281F、284F。通过本研究再次验证并优化了获得起始目标株系的方法,同时也证明了利用Cre-lox系统介导水稻中的转基因删除是可行的。

关键词：转基因位点特异性重组酶起始目标系基因删除

建立不同羊草品系适应性模型的研究--以宁夏引进中科羊草品系为例

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宁夏农林科技 2016年第1期57卷 32-35页

作者：肖庆红宁夏农业综合开发办公室宁夏银川750001

[目的]为宁夏大面积发展种植中科系列羊草提供技术支撑。[方法]以中国科学院植物研究所培育的中科系列羊草Y1、Y3、B、BG、BG-2品系为试验材料,对其在宁夏3个不同土壤典型区中的生态适应性进行评价。[结果]结果显示,宁夏各地区中科系列... 详细信息

[目的]为宁夏大面积发展种植中科系列羊草提供技术支撑。[方法]以中国科学院植物研究所培育的中科系列羊草Y1、Y3、B、BG、BG-2品系为试验材料,对其在宁夏3个不同土壤典型区中的生态适应性进行评价。[结果]结果显示,宁夏各地区中科系列羊草均能够顺利完成生命周期;黄河灌溉区域适宜发展羊草种子田,可选择中科系列羊草Y1、Y3品系,盐碱地可选择种植中科系列羊草BG-2品系。[结论]由于羊草生长发育状况受到多因素的影响,与土壤类型、土壤水分条件紧密相关,在土壤、水分较多地区,羊草能发挥出较大的生产能力,但是人为采取的农艺措施也是不容忽视的因素。

关键词：羊草中科系列多因素适应性评价

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盐碱地盐角草的人工种植技术

特种经济动植物 2007年第5期10卷 32-32页

作者：王玉珍山东东营职业学院农业工程系山东东营257091

盐角草（Sdicornia europaea L）生长在含盐量达0．5％-6．5％的高浓度潮湿盐沼中，在3％-5％盐水中生长最陕，可以用海水灌溉。在黄河三角洲渤海湾地区分布较多。近几年，中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室首席研究员许亦... 详细信息

盐角草（Sdicornia europaea L）生长在含盐量达0．5％-6．5％的高浓度潮湿盐沼中，在3％-5％盐水中生长最陕，可以用海水灌溉。在黄河三角洲渤海湾地区分布较多。近几年，中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室首席研究员许亦农、助理研究员贾虎森对我国野生盐角草和国外引进盐角草在不同盐度下的光合作用、生长以及种子产量、产油量等方面进行比较研究。研究结果表明，我国野生盐角草的单株产籽量和产油量均显著高于国外进口的盐角草。

关键词：盐角草人工种植技术盐碱地光合作用渤海湾地区黄河三角洲重点实验室中国科学院

酸性蛋白酶pepB基因植物表达载体的构建及在玉米中的转化

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玉米科学 2009年第4期17卷 39-42页

作者：王巍王丕武王俊玲付永平兰磊杨金慧吉林农业大学农学院长春130118

以黑曲霉基因组DNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增了酸性蛋白酶pepB基因序列,并将其克隆到pMD18-TVector上,对重组子进行了PCR检测和限制性内切酶分析并测序。DNA序列分析表明:克隆片段长为1340bp,与已发表的pepB基因序列同源... 详细信息

以黑曲霉基因组DNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)技术扩增了酸性蛋白酶pepB基因序列,并将其克隆到pMD18-TVector上,对重组子进行了PCR检测和限制性内切酶分析并测序。DNA序列分析表明:克隆片段长为1340bp,与已发表的pepB基因序列同源性达99.85%。将pepB基因片段插入到带有耐盐基因的表达载体pCAMBIA1301-BADH上,构建了无抗生素选择标记的重组质粒pB-pepB-35S,从而得到了植物表达载体,该载体利用耐盐基因BADH替代抗生素基因作为筛选标记。通过花粉管通道法将其导入玉米自交系,获得了转基因植株,并得到了转化植株的种子。

关键词：玉米酸性蛋白酶pepB基因选择标记基因转化

热纤梭菌嗜热阿魏酸酯酶在拟南芥中的异源表达

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农业生物技术学报 2019年第10期27卷 1742-1750页

作者：倪幸楠王永丽武艳芳李霞高璐蒋建雄江苏大学环境与安全工程学院生物质能源研究所

在植物细胞壁中,阿魏酸可与半纤维素和木质素共价交联形成木质素-阿魏酸-阿拉伯木聚糖复合物,是木质纤维素形成坚固抗降解屏障的重要分子基础。阿魏酸酯酶(ferulic acid esterase, FAE)可以打破半纤维素之间及半纤维素与木质素之间的阿... 详细信息

在植物细胞壁中,阿魏酸可与半纤维素和木质素共价交联形成木质素-阿魏酸-阿拉伯木聚糖复合物,是木质纤维素形成坚固抗降解屏障的重要分子基础。阿魏酸酯酶(ferulic acid esterase, FAE)可以打破半纤维素之间及半纤维素与木质素之间的阿魏酸酯键。本研究将来源于热纤梭菌(Clostridium thermocellum)的阿魏酸酯酶基因的密码子进行优化后,构建了该嗜热FAE基因在胞质、质外体、内质网、叶绿体和线粒体等不同亚细胞空间特异表达的植物表达载体,并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)。结果表明,在获得的不同类型转基因系中均可检测到有该嗜热FAE的表达,其中在胞质中表达的酶活性最高,且在高温预处理(70℃)条件下的酶活性都显著高于常温下的酶活性(P系的株高、鲜重、种子百粒重差异不显著,但在叶绿体和线粒体中表达的转基因株系出现了花期提前的现象。本研究可为能源植物、牧草和农作物秸秆的高效资源化利用提供新的思路与方法。

关键词：嗜热阿魏酸酯酶拟南芥转基因亚细胞定位表达酶活性