简介:稻米是中国最主要的粮食作物之一,多途径提高水稻单产和稻米总量,对解决我国粮食安全上具有十分重要的意义。而如何解决日益增长的水稻总产需求和干旱缺水环境之间的矛盾是中国21世纪将面临的最严重的粮食问题之一。本文从水稻抗旱种质资源及耐旱基因的功能角度出发,对抗旱育种的种质资源,耐(抗)旱基因调控机理及其分子育种应用等研究进展进行综述。综合分析认为,水稻抗旱特性调控基因主要包括功能基因和调节基因两大类:功能基因的调控作用主要表现在蛋白酶的调节、糖类物质积累、渗透调节、有毒物质降解和水稻细胞机构调节等五个方面;而调节基因则主要参与编码信号转导相关的信号因子和响应胁迫的转录因子家族。这些基因的克隆为水稻抗旱性研究和抗旱育种奠定了理论基础。此外,中国抗旱分子育种还处于起始阶段,受种植区域、生产成本、稻米品质及病虫害抗性等方面影响,旱稻推广面积偏小。在中国转基因水稻尚未全面放开背景下,目前转基因旱稻品种选育和技术研究还处于技术储备层面。在现阶段抗旱育种实践重点是提高旱稻育种效率和选育技术创新,同时兼顾高产、抗病虫害农艺特性,结合分子技术聚合或导入外源抗旱基因,选育高产、耐旱、优质旱稻品种,充分挖掘旱稻增产潜力。这将为我国缓和粮食生产与淡水资源缺乏之间的矛盾提供新思路,为确保我国粮食安全、调整优化农业结构、促进节水农业持续发展开辟一条新途径。
简介:本研究对基因枪导入了pBAC128F/R质粒(含有玉米Adh1内含子1的CaMV35S启动子驱动的bar基因作为选择标记,以来自拟南芥菜逆境诱导表达类型——亲水蛋白rd29b基因的启动子驱动脱水应答转录因子DREB1B基因的逆境诱导表达类型质粒)的T4代转基因小麦进行了稳定表达研究。PCR、PCR—Southern和Southern杂交分析表明,外源转录因子DREB1B基因已稳定整合到转基因株系的基因组中。半定量RT—PCR结果表明,部分转基因株系的DREB1B基因的相对表达量有所增强。叶片除草剂抗性检测结果显示有8个转基因株系可抗到150mg/L。叶片脯氨酸含量测定结果表明,有4个株系(编号为1,18,30和76)的脯氨酸含量提高幅度较大,同一株系,干旱与未干旱处理相比,脯氨酸含量提高了3~5倍。干旱处理后的转基因植株与非转基因植株相比,脯氨酸含量高2~3倍。在干旱条件下,T4代田间小区产量统计数据分析结果表明,有4个转基因株系(编号为30,51,70和76)的产量与非转基因植株相比有显著增加。研究表明,利用逆境诱导型rd29b基因的启动子来增强外源DREB1B基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性。
简介:水稻白叶枯病是由黄单胞菌水稻致病变种引起的一种细菌性枯萎病害,严重危害水稻产量。水稻受白叶枯侵染后,通过对相关基因表达变化进行检测,是研究水稻-白叶枯病菌分子互作机理的一种重要手段。为了筛选出稳定表达的内参基因,以确保后续基因表达分析结果的可靠性,本研究以接种了白叶枯病菌PXO61、PXO99的水稻叶片为研究材料,在侵染后不同时间点取样,对6个常用的水稻内参基因(TUB,EF1α,UBQ5,ACT,18SrRNA和GAPDH)的表达进行qRT-PCR检测并用geNorm、NormFinder和BestKeeper三种软件对6对常用内参基因的稳定性进行了分析。结果发现:6个内参基因在两种白叶枯病菌侵染后的表达量变化均有差异;综合三种软件算法,受白叶枯PXO61和PXO99侵染后水稻叶片中表达最稳定的基因为EF1α、ACT和TUB,为水稻响应白叶枯病菌基因表达及其进一步的功能研究提供了参考和借鉴。
简介:甘蔗是重要的糖料作物,也是重要的能源作物。由于复杂的遗传背景、较低的可育性和缺乏优异种质资源等因素给甘蔗品种改良带来了很大的困难,通过转基因技术为甘蔗品种改良提供了有效的途径。而转基因植物的遗传稳定性是植物转基因育种过程中一项重要的研究课题。本研究通过一次多基因遗传转化,同时将四个目的基因导入甘蔗品种新台糖22号中。通过PCR检测,对转基因甘蔗T_0、T_1和T_2代的遗传稳定性进行分析;通过外源蛋白快速试纸条检测,对转基因植株四个外源基因中的基因(bar抗除草剂基因和cry1Ab抗虫基因)蛋白表达进行检测。证明一次四基因遗传转化的甘蔗转基因株系,在T_0代出现了部分基因丢失的现象,且T_0代甘蔗的主茎和分蘖可能为不同的转基因事件。但如果是四个基因均能完整整合到基因组中的株系,则四个基因可以在T_0、T_1和T_2代中得到稳定遗传,也可以稳定的检测得到外源基因蛋白的表达。
简介:植物的耐盐性是一个复杂的数量性状,涉及诸多基因和多种耐盐机制的协调作用。本文综述了近年来国内外在植物耐盐分子方面的研究成果与最新进展。Na^+/H^+反向转运蛋白、K^+转运体HAK和K^+转运的调控基因AtHAL3α、高亲和性K^+转运体HKT等通过调控植物体内离子跨膜转运,重建体内离子平衡来抵御盐渍伤害;△′-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和△′-二氢吡咯-5-羧酸还原酶(P5CR)基因、胆碱单加氧酶(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因以及海藻糖合成酶基因等通过合成渗透保护物质维持细胞的渗透势、清除体内活性氧和稳定蛋白质的高级结构来保护植物免受盐渍胁迫伤害;植物细胞中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷光苷肽循环中的酶等在清除细胞内过多的活性氧方面起重要作用;水通道蛋白基因与晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白)基因参与多种胁迫的应答,它们与保持细胞水分平衡相关;另外,与离子或渗透胁迫信号转导相关受体蛋白、顺式作用元件、转录因子、蛋白激酶及其它调控序列可以启动或关闭某些胁迫相关基因,使这些基因在不同的时间、空间协调表达,以维持植物正常的生长和发育。本文还在小结中从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫和其应答的基本分子机理。为植物耐盐机理的进一步研究及培育耐盐植物奠定了理论基础。