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1.
[目的]为研究肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)基因表达对竹子木质素生物合成的影响,对毛竹(Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz.)中PeCCR基因的表达情况进行分析,并对PeCCR基因功能进行研究,以期为利用CCR基因在竹子中开展基因工程育种提供参考依据。[方法]采用实时定量PCR(qRT-PCR)方法对PeCCR基因在毛竹不同组织以及不同高度笋中的表达进行了分析,采用RT-PCR方法克隆了PeCCR基因的编码区,构建了基因过量表达载体,采用蘸花法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),采用溴乙酰法测定转基因植株茎木质素的含量。[结果]qRT-PCR结果表明:在毛竹实生苗根中PeCCR的表达量最高,其次是笋中,而未展开叶中最低;在野外随着笋高度的增加,木质化程度加强,PeCCR基因的表达量呈上升趋势,在6.7 m笋中达到最高。克隆获得PeCCR编码区长度为1 026 bp,编码一个341 aa的蛋白,具有家族蛋白特有的保守结构域"NWYCYGK"。与野生型拟南芥相比,转PeCCR基因植株叶片明显增大,且抽苔时间提前3~4 d。茎横切的组织化学染色观察发现:转基因植株茎的木质部和束间纤维组织染色面积均大于野生型;木质素含量测定表明,2个过表达PeCCR1转基因株系中的木质素含量均明显高于野生型,分别为野生型对照的123.1%和116.7%。[结论]PeCCR基因在毛竹不同组织的表达存在差异,在笋中随高度增加其表达量上调。过量表达PeCCR促进了转基因拟南芥植株的生长发育,提高了木质素含量。 相似文献
2.
对转豇豆胰蛋白酶抑制剂基因的三倍体毛白杨杂种 [(毛新杨×毛白杨 )×毛白杨 ]的可溶性总蛋白和胰蛋白酶抑制剂蛋白的含量进行测定 .结果发现 ,与未转基因植株相比 ,所有供试转基因株系叶片中的总可溶性蛋白含量明显增加 ,但老叶的含量高于嫩叶 ,这表明转基因株系可溶性总蛋白含量增加可能是CpTI基因表达的结果或由于外源基因导入后引起杨树基因组中某些自身基因的表达所致 .转基因株系叶片中有较高含量CpTI,而对照叶片则检测不到CpTI,这进一步证实了CpTI基因已在转基因株系中得到稳定表达 .进一步比较发现 ,在供试的 5个无性系中 ,TG0 7、TG0 4和TG71在总蛋白含量和CpTI含量增加较为明显 .另外 ,聚丙烯酰胺凝胶电泳胶分析发现 ,与未转基因植株相比 ,在所有供试转基因株系叶片中均出现一条分子量为 11.3kD的清晰蛋白带 相似文献
3.
转ugb基因银腺杂种杨的耐涝性 总被引：1，自引：1，他引：0
对导人透明颤菌血红蛋白(vitreoscilla hemoglobin,VHb)基因vgb银腺杂种杨进行Southern印记杂交和RTPCR检测,证实vgb基因已整合到杨树基因组中,并在转录水平上得到表达.在温室对4个转基因株系及对照盆栽扦插苗进行模拟持续淹水胁迫试验,研究淹水条件下植株的生长及生理性状.结果表明,随着淹水时间的延长苗木逐渐死亡.对照植株在淹水17天后死亡率达66.67%,而4个转基因株系死亡率均低于50.00%,其中T81最低,只有25.00%;同时4个转基因株系在淹水胁迫时能够保持较高的叶绿素含量,并且膜质过氧化物MDA含量均低于对照植株;涝渍胁迫下转基因株系生长受抑制程度低于对照植株.说明在淹水胁迫下vgb基因的表达增强了银腺杂种杨叶绿素含量的积累,进而促进了转基因植株的生长,提高了转基因株系对淹水的忍受能力. 相似文献
4.
《林业科学》2017,(4)
【目的】核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)是参与植物光合作用的第1步碳同化的关键酶,而Rubisco活化酶(RCA)能够使Rubisco处于稳定的催化活性状态,从而提高光合效率。本研究从毛果杨中克隆RCA基因并通过遗传转化南林895杨,获得PtRCA高表达的转基因株系,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树新型高光效抗逆品种提供依据。【方法】基于毛果杨基因组数据库信息克隆PtRCA基因序列,利用生物信息学对PtRCA基因进行功能和结构分析。采用Gateway技术将PtRCA构建到植物表达载体pGWB406中,以南林895杨为受体材料,通过农杆菌介导法进行遗传转化。以转PtRCA基因南林895杨和对照(南林895杨)为材料,测定分析在高温胁迫下转基因植株的基因表达、光合参数和叶绿素荧光参数的差异。【结果】从毛果杨中克隆获得PtRCA的CDS序列长1 323 bp,编码440个氨基酸残基,其蛋白相对分子质量为48 315.9 Da,等电点pI为5.57,为疏水性蛋白,无信号肽以及跨膜结构;通过序列对比,发现PtRCA属AAA+超级家族一员,且与大豆、拟南芥RCA蛋白同源性较高。转PtRCA基因南林895杨RCA表达量均高于对照,且能够利用强光充分进行光合作用,其光饱和点也均高于对照,增加约12.5%~37.5%;光补偿点除3号株系外,其他转基因株系均略低于对照;转基因植株在光饱和点的光合速率比对照增高24.6%~55.7%。转基因株系对CO_2的利用能力和羧化效率均强于对照组,CO_2饱和点除1号和4号株系外,其他株系均比对照低12.5%~25.0%;CO_2补偿点比对照降低53.1%~80.4%;光呼吸比对照低37.7%~79.3%,并且转基因杨树在CO_2饱和点的光合速率比对照增高4.4%~26.4%。另外,转基因杨树表现出耐光氧化的能力,光氧化处理后,对照PSⅡ原初光化学效率下降61.7%,而转基因杨树下降45.0%~53.1%;对照PSⅡ实际光化学效率下降54.1%,而转基因杨树下降38.7%~52.0%;光化学猝灭系数对照下降68.3%,而转基因杨树下降51.0%~65.8%;非光化学猝灭系数对照仅增加3.0%,而转基因杨树增加6.0%~26.5%。【结论】杨树Rubisco活化酶(PtRCA)蛋白与大豆、拟南芥RCA蛋白同源性较高。通过实时定量及相关生理分析表明,转PtRCA基因南林895杨具耐高温特性,利用CO_2和强光进行光合作用的能力较强,催化Ru BP进行羧化反应的效率较高。转PtRCA基因杨树能够充分利用吸收的光子,PSⅡ反应中心效率较高,过剩光能量得到较好的耗散,表现出耐光氧化的能力。研究结果表明,PtRCA基因的高效表达提高了转基因植株的光合效率,并对高温高光强具有调节能力。 相似文献
5.
利用农杆菌介导法,将植物转化载体p209-BtCry1Ac-BADH转化烟草,获得了Kan筛选的完整再生植株。经PCR检测证明,4个株系中检测到BtCry1Ac和BADH基因。荧光定量PCR检测表明,检测到目的基因的株系中有3个株系的2个目的基因均在转录水平得到表达,且存在表达差异;有1个株系未检测到BADH基因的表达。ELISA毒蛋白检测表明,经荧光定量PCR筛选的3个株系均检测到毒蛋白的表达,含量最高为414.63ng/g。室内饲虫试验表明,3个转基因株系中只有2个株系对斜纹夜蛾幼虫表现出抗虫性,校正死亡率最高为38.2%,其余均未表现出明显抗虫性。选取2个株系进行组培苗耐盐试验,表明在不同NaCl浓度下,转基因株系与对照之间没有明显差异。研究中,有些系号经PCR检测说明BtCry1Ac和BADH基因已整合到植物基因组中,但荧光定量PCR和ELISA检测表明虽然基因整合到植物基因组中却未表达,有可能发生了基因沉默。 相似文献
6.
RNA干涉培育低木质素杨树 总被引：2，自引：0，他引：2
采用改良的CTAB法提取南林95杨的基因组DNA,经PCR扩增得到肉桂酰辅酶A还原酶CCR基因的第4个外显子部分序列,通过中间载体pUCCRNAi,构建含正反向干涉片段的pBI121表达载体,导入农杆菌LBA4404。利用叶盘法侵染南林95杨,获得3株转基因植株,经分子鉴定证实干涉片段已导入南林95杨。测定Klason木质素及综纤维素含量的结果显示:转基因植株Klason木质素含量与对照相比平均降低了9.86%,综纤维素含量与对照相比平均增加了3.17%,纤维长宽比明显增加,均表明转基因植株更有利于造纸。 相似文献
7.
以柠条平茬废弃物为原料,分别采用0.1%~5%的Na OH、0.025%~1%的硫酸和黄孢原毛平革菌处理柠条平茬废弃物,研究不同预处理方法对柠条质量损失情况、酶解转化率、总还原糖得率和木质纤维素含量的影响。结果表明,酸、碱和微生物预处理均可不同程度地提高柠条平茬废弃物的酶解转化效率和总还原糖得率,木质素的移除与改性可能是酶解效率提高的主要因素。其中,0.5%硫酸处理是从柠条平茬废弃物获取糖的最佳预处理方式,处理后总还原糖得率从5.5%提升到17.9%,提高了约2.3倍;5%Na OH处理是提高柠条平茬废弃物转化效率的最佳预处理方式,酶解转化率从5.5%提升到13.6%,提高了约1.5倍。本项研究分别从酶解转化率与总还原糖得率两个角度来评价促进柠条酶解糖化的预处理方法,其研究结果对柠条多元化的高效利用提供参考依据。 相似文献
8.
【目的】MYB转录因子是调控植物木质素合成和次生壁形成的重要转录因子之一。本文分离克隆到一个与拟南芥AtMYB20高度同源的橡胶树MYB转录因子基因HbMYB20,并在拟南芥中对其功能进行研究,以期了解其在橡胶树木质素合成和次生壁发育的分子调控中的作用,为橡胶树木材形成的分子调控机制研究及其遗传改良奠定基础。【方法】采用 blast分析从树皮转录组中筛选出与拟南芥 AtMYB20序列同一性较高的橡胶树 MYB 基因HbMYB20;设计 ORF区特异性引物,以树皮 cDNA 为模板进行扩增得到该目的基因 cDNA 序列。实时荧光定量PCR检测该基因在橡胶树叶片、胶乳、茎干以及木质部与韧皮部的相对表达量。构建 HbMYB20过表达植物载体,使用农杆菌蘸花法转化拟南芥,获得该基因过表达转基因株系。采用乙酰溴法和间苯三酚染色法,分析转基因、野生型拟南芥茎的木质素含量以及木质素在拟南芥茎基部横截面中的分布。对转基因、野生型拟南芥茎基部横截面切片进行甲苯胺蓝染色,并测量分析导管、木质纤维和维管束间纤维细胞的细胞壁厚度。最后,采用实时荧光定量PCR分析转基因及野生型拟南芥木质素和纤维素合成相关酶基因的表达。【结果】克隆得到1个橡胶树 MYB 转录因子基因 HbMYB20,该基因开放阅读框( ORF)为927 bp,编码309aa 的蛋白,氨基酸序列分析显示,HbMYB20与AtMYB20/43和 AtMYB85/42同源性较高,属 R2R3MYB转录因子 G8亚组成员。表达分析显示 HbMYB20在橡胶树茎干和木质部中高表达,胶乳中表达最低。对 HbMYB20过表达拟南芥分析显示,该基因在3个转基因株系中均表达;相对野生型拟南芥,转 HbMYB20拟南芥植株生长抑制,木质部和维管束间纤维的木质素染色面积较少、染色程度变浅,茎的木质素含量和木质纤维、导管及维管束间纤维的细胞壁厚度均显著低于野生型;同时转基因株系中木质素合成关键酶基因4CL1和 CCoAOMT的表达量以及纤维素合成关键酶基因 CesA8的表达显著下调。【结论】橡胶树 MYB转录因子 G8亚组成员 HbMYB20,在茎和木质细胞中高表达。拟南芥中过表达 HbMYB20导致转基因植株的矮小,细胞壁变薄,阻碍木质部中木质素的合成和积累,同时木质素和纤维素合成相关酶基因的表达显著下降。由此推测 HbMYB20对拟南芥的木质素和纤维素合成都具有负调控作用,可能是1个橡胶树次生壁发育的负调控因子。 相似文献
9.
【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和磷酸丙酮酸二激酶(PPDK)是保证C4植物高效光合作用的关键酶。杨树作为光合效率较低的C3植物,其光能利用率低,本研究以玉米PEPC基因和PPDK基因分别作为目的基因进行杨树遗传转化,分别获得转基因的高效表达植株,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树高光效新品种提供依据。【方法】通过生物信息学筛选玉米PEPC和PPDK基因。利用Gateway系统,将PEPC和PPDK基因分别构建到植物表达载体pGWB406,通过农杆菌介导法转化南林895杨。比较分析转基因植株与对照(南林895杨)的光合生理特性。【结果】筛选克隆的PEPC及PPDK基因均编码典型的C4光合作用关键酶。南林895杨转PEPC基因获得5个株系,不同株系间基因表达量具有差异,最大达1.79倍,但编码蛋白在不同株系叶片中的表达量无显著差异;转PPDK基因获得3个株系,各株系间基因及蛋白表达量无显著差异。PEPC和PPDK在叶片中的表达量均高于茎中,且随着植株生长发育而提高; PEPC和PPDK基因的表达均受光照条件的影响,在高光照下表达量上升2～3倍。转基因株系净光合速率在11:00—14:00出现双峰状态,且显著高于对照组,最高达16.2%(PEPC-5株系);气孔导度在12:00—16:00高于对照组;除PPDK-2株系外,转基因株系都检测到比对照组更高的胞间CO2浓度,除PEPC-1和PEPC-4株系外,转基因株系CO2饱和点均低于对照组;全部转基因株系CO2补偿点均低于对照组,且光饱和点以及在光饱和点的光合速率均高于对照组。生长参数方面,PEPC-3和PEPC-4株系多个指标显著优于对照组(P0.05),平均株高分别高于对照组5.6%和2.9%,叶面积分别高于对照组13.8%和8.9%,叶片质量分别高于对照组23.6%和19.8%,地径分别高于对照组13.5%和5.4%;转基因株系的茎生物量均高于对照组,叶生物量优势最为明显的依次是PEPC-3、PEPC-5和PEPC-4株系,分别高于对照组34.8%、15.4%和6.3%。【结论】玉米PEPC和PPDK基因导入南林895杨获得的转基因植株在强光利用方面具有明显的优势,植株的光合能力显著提高,生长指标优于对照组。利用C4植物的光合作用关键酶编码基因对杨树进行遗传转化,对于提高杨树甚至木本植物的光合效率具有重要意义。 相似文献
10.
采用改良的CTAB法提取南林95杨的基因组DNA，经PCR扩增得到肉桂酰辅酶A还原酶CCR基因的第4个外显子部分序列，通过中间载体pUCCRNAi，构建含正反向干涉片段的pBll21表达载体，导入农杆菌LBA4404。利用叶盘法侵染南林95杨，获得3株转基因植株，经分子鉴定证实干涉片段已导入南林95杨。测定Klason木质素及综纤维素含量的结果显示：转基因植株Klason木质素含量与对照相比平均降低了9．86％，综纤维素含量与对照相比平均增加了3．17％，纤维长宽比明显增加，均表明转基因植株更有利于造纸。 相似文献
11.
12.
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This study focused on poplar (Populus tomentosa) catkin fiber as a new resource for bioethanol production via enzymatic hydrolysis. The poplar catkin fiber was found to have advantages of relatively high α-cellulose content (44.5%), and low lignin content (2.9%), which indicated the potential for facile enzymatic hydrolysis. The results indicated that the pretreatment improved the cellulose-to-glucose conversion yield (CGCY), the high concentration alkaline pretreatment resulted in highest CGCY (83.3%), followed by dewaxing (31.5%), dilute alkaline (29.8%), and dilute acid pretreatment (24.4%) after enzymatic hydrolysis with cellulase of 15 filter paper units per gram glucan, while the poplar catkin fiber only achieved 18.7% of CGCY by enzymatic hydrolysis after 48 h at 50 °C without any pretreatment. 相似文献
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Akihiro Hideno Ayato Kawashima Masayoshi Fukuoka Takashi Endo Katsuhisa Honda Masatoshi Morita 《Wood Science and Technology》2013,47(2):381-393
Japanese cypress (Chamaecyparis obtusa) is a recalcitrance softwood widely used as building material in Japan. A combined technique of alcohol-based organosolv treatment and ball milling (BM) of this softwood for the production of fermentable sugars from lignocellulose was investigated. Ethanol, ethylene glycol, water, and their mixtures were used as solvents, and acetic acid was used as a proton donor. After solvolysis, a residual sample was subjected to short-time BM, and the entire residue was evaluated by saccharification with Acremonium cellulase. Short-time BM after alcohol-based organosolv treatment greatly improved the enzymatic digestibility and decreased the required severity of organosolv treatment. Moreover, alcohol-based organosolv treatment increased the efficiency and reduced the time required for BM despite small quantity of removed lignin. It was found that the combination of alcohol-based organosolv treatment in mild condition and short-time BM had a synergistic effect on the enzymatic digestibility of Japanese cypress. 相似文献
15.
Kasim Bajrovic Kemal Kazan Zeliha İpekçi Nermin Gözükırmızı 《Journal of Forest Research》1999,4(2):161-166
Poplar (Populus tremula) was transformed with a construct carrying an antisense caffeic acidO-methyltransferase (COMT) cDNA (pOMT8) from a tropical pasture legume,Stylosanthes humilis. pOMT8 shows 83% overall homology to the corresponding COMT gene (pPCLA) of poplar. Of the 200 putatively-transformed plants regenerated on selective media after co-cultivation of poplar stem explants
withAgrobacterium tumefaciens harbouring a CaMV 35S-antisensepOMT8 construct, a subset of 20 plants were randomly chosen for further analysis. PCR and Southern blot analysis demonstrated the
stable integration of T-DNA into the genome of these plants. Antisense expression ofpOMT8 resulted in reductions in total COMT activity in the majority of the transgenic plants with the lowest total COMT activities
(61–70% of untransformed control plants) being observed in four transgenic plants. The composition of lignin in transgenic
plants was also changed, as detected by reductions in the content of syringyl units using infrared spectroscopy. However,
no changes were found in the amount of insoluble lignin in transgenic plants as compared to untransformed control plants.
These results indicate the potential of thepOMT8 gene to partially suppress COMT activity and modify the composition of lignin in transgenic poplar.
This work was partly supported by General Management of Turkish Pulp and Paper Mills. 相似文献
16.
增加林木的纤维素生产和转基因树的生长(英文) 总被引：6，自引：0，他引：6
纤维素是植物组成中的重要多聚物。纤维素也是重要的工业原料和可再生的能源物质。利用转基因技术可以降低林木中木质素含量并增加纤维素含量。木质素合成酶基因4-CL是一个重要的和木材再生有关的基因。在我们的研究中,将利用反义表达方法降低木质素含量,增加纤维素含量。研究包括:D4-CL基因的分离;转基因植物的生产;纤维素和木质素含量分析;中试。参69。 相似文献
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In a poplar clonal plantation with different species and hybrids, established at 13,333 cuttings ha?1, biomass production was assessed at the end of the first rotation (3 years) and the potential of the different clones for sugar production was evaluated. The highest biomass production was observed for clones ‘AF2’ and ‘Viriato’ (46.5 and 42 t dm ha?1, respectively). After a mild acid pretreatment and an enzymatic saccharification, the highest sugar digestibility was found for ‘Viriato’ and ‘Unal’. A clear relation between sugar digestibility and xylan removal during pretreatment was observed, while no relation with lignin content was found. Taking into account the results, the highest production of sugars per hectare was estimated for the poplar clone ‘Viriato’, being 18–48% higher than that achieved with the other clones. Therefore, this clone is a promising candidate to be used as feedstock for sugar production in a forest biorefinery. 相似文献
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经乙二胺预处理后大豆秸秆先溶解于8%LiCl/DMSO木质纤维全溶体系,然后于乙醇中凝胶化制备多孔吸液木质纤维凝胶。研究发现:木质纤维原料脱木质素程度会影响凝胶的多孔结构、热稳定性及溶胀性能。随着脱木质素程度加强,木质纤维原料中纤维素、半纤维素和木质素之间解离程度加强,凝胶热稳定性提高,残炭量减少,可形成小孔径、高比表面积的致密多孔网络结构并影响其溶胀性能。当大豆秸秆经2 h脱木质素处理时,该秸秆原料所制备的凝胶热分解温度、残炭量、比表面积和平均孔径分别为230℃、15%、64.29 m~2/g和17.813 nm,在15℃下平衡溶胀率为2 126.79%,与未脱木质素的大豆秸秆制备的凝胶相比,热分解温度提高了30℃,残炭量降低了47.7%,比表面积增加11.02 m~2/g,平均孔径减小了2.468 nm,而平衡溶胀率降低了16.6%。 相似文献