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1.
玉米PEPC基因和PPDK基因在籼稻明恢63中的整合及与光合作用相关的特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）是C4植物光合作用途径中,二氧化碳固定的关键酶。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）是在C4和景天酸（CAM）植物光合作用的初级碳同化中的一个关键酶,该酶介导不可逆的β羧化反应,将磷酸烯醇式丙酮酸转化成草酰乙酸和磷酸。本研究将编码玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因的质粒和编码玉米丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）基因的质粒通过基因枪轰击转化的方法同时导入籼稻明恢63中,PCR-Southern印迹杂交的结果表明,玉米丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）基因已经整合到明恢63中。在温室条件下,分析了转基因明恢63植株的剑叶全氮含量,结果表明,不同的转基因明恢63植株,其剑叶的全氮含量是不同的,大部分转基因明恢63植株剑叶的全氮含量高于非转基因明恢63对照的全氮含量,转基因明恢63植株ZHM3-50剑叶全氮含量为3．82％,比非转基因明恢63对照高0．45％。对转基因明恢63植株的产量构成因素的分析结果表明,在温室条件下,不同的转基因明恢63植株之间,产量构成因素差异比较大,比如植株干重、收获指数等。这些有助于育种家们选择不同的育种材料。 相似文献
2.
转玉米C4光合酶基因水稻株系中的光合C4微循环 总被引：9，自引：0，他引：9
用转PEPC、PPDK、NADP-ME、PEPC PPDK等酶基因的水稻株系及原种野生型(WT)为材料, 研究了不同基因型水稻叶片中的C4光合微循环及其功能.用外源OAA或MA饲喂叶切片或离体叶绿体后,光合放氧速率在野生型水稻中增加了50%,在NADP-ME-和PPDK-转基因水稻中增加了50%～54%,在PEPC-和 PEPC PPDK-转基因水稻中增加了100%～150%.证明原种水稻Kitaake叶片中具有一个原初的和有限的C4光合微循环,除PPDK基因、NADP-ME基因外,外源PEPC基因或PEPC PPDK双基因导入原种水稻Kitaake后,可大幅度提高C4光合微循环的运行.水稻中C4光合微循环的增强有降低光呼吸速率(Pr)、增加净光合速率(Pn)的作用,在光能利用上,可增加PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qp)、降低非光化学猝灭(qN)的作用;这些结果为转C4光合酶基因水稻中建立C4微循环系统来提高光合作用效率的可能性提供了依据. 相似文献
3.
为探究干旱胁迫对转玉米高光效基因ZmPEPC与ZmPPDK拟南芥的影响,本研究选用2个转PEPC基因株系(PC90,PC73),2个转PPDK基因株系(PK17,PK26),1个转PEPC+PPDK基因株系(PCK110)和对照株系(GLC)为试验材料。在幼苗期分别用150mmol/L和250mmol/L甘露醇(Mannitol)模拟干旱胁迫处理,测定幼苗根长,结果显示,在胁迫处理下,转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥幼苗的平均相对根长分别较对照增加了43.8%,48.4%和50.6%。在成株期进行干旱胁迫处理,测定莲座叶片的叶绿素荧光参数,叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量和成株死亡率,结果显示,在胁迫处理下,供试材料F0增加,Fv/Fm减小,对照F0增幅最大,为20.4%,Fv/Fm最小,为0.78;转PEPC、PPDK和PEPC+PPDK基因拟南芥株系平均相对叶绿素含量分别较对照增加12.6%,15.4%和23.1%;可溶性糖含量分别较对照增加3.0%,16.3%和24.4%;可溶性蛋白含量分别较对照增加0.6%,10.8%和15.4%;丙二醛含量较对照降低,分别为对照的93.5%,90.3%和84.10%;死亡率分别为12.3%,13.3%和6.7%,极显著低于对照(87.7%)(P<0.01)。上述结果表明,玉米高光效基因ZmPEPC和ZmPPDK可增强拟南芥抵抗干旱胁迫的能力,且这两个基因的共表达可能存在协同作用。 相似文献
4.
PEPC过表达可以减轻干旱胁迫对水稻光合的抑制作用 总被引：5，自引：0，他引：5
为了明确磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)过量表达能否提高水稻的光合速率,测定了42个表达不同PEPC水平的转玉米PEPC基因水稻株系及对照(受体亲本中花8号)开花期和灌浆期的光合速率。结果表明,在水田条件下,转基因株系光合速率与未转基因对照相比没有明显差异;而在旱地条件下,转基因水稻的光合速率显著高于对照(27%和24%)。随机选取2个PEPC相对活性分别为10倍和25倍的转基因株系进行网室精确控水盆栽实验得到相似的结果。说明单纯导入PEPC并不能提高水稻的光合速率,而干旱胁迫下转基因水稻的光合优势可能是由于PEPC参与水稻的抗旱反应而减轻了干旱胁迫对光合作用的抑制作用。 相似文献
5.
丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）在C4植物光合作用途径中,是CO2固定的关键酶。将编码玉米丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）基因的质粒通过基因枪和农杆菌介导转化导入籼稻IR64中,PCR-Southern的结果表明,玉米丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）基因已经整合到IR64中。在温室条件下,分析了转基因IR64植株的剑叶全氮含量,结果表明,大部分的转基因IR64植株剑叶的全氮含量高于非转基因IR64对照,在转基因IR64植株中,最高的剑叶全氮含氮量为3．61％,比非转基因的IR64对照高1．07个百分点,剑叶全氮含量提高了42．1％。对转基因IR64植株的产量构成因素的分析结果表明,不同的转基因IR64植株之间,产量构成因素差异比较大,比如植株干重、收获指数等,有助于育种家们选择不同的育种材料用于水稻育种。 相似文献
6.
随着全球的经济发展和人口膨胀,水资源短缺现象日趋严重,干旱已成为粮食生产的主要限制因素之一。C_4植物(如玉米)具有较高的光合速率以及较高的水分利用效率,利用转基因技术将C_4植物高光合及耐旱特征引入C_3作物(如水稻),被认为是解决水资源短缺与全球粮食需求不断增长矛盾的重要手段。本研究以转PEPC+PPDK双基因水稻及其非转基因对照为材料,通过PEG6000模拟干旱条件,研究干旱胁迫下叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数、C_4光合酶活性、叶片抗氧化酶活性等光合生理相关参数变化。结果表明:干旱胁迫下转PEPC+PPDK基因水稻叶绿素含量、C_4光合酶活性、抗氧化能力等均有提升;干旱胁迫对转PEPC+PPDK基因水稻PSⅡ的光化学活性抑制较小,对细胞的损伤相对更低,表明转基因水稻对光合机构的保护能力明显增强。 相似文献
7.
《分子植物育种》2017,(3)
为了明确玉米C_4型pepc(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)、ppdk(丙酮酸磷酸双激酶基因)、nadp-me(NADP-苹果酸酶基因)基因对拟南芥光合特性的影响效应,以PC(转Zm pepc基因)、PK(转Zm ppdk基因)、ME(转Zm nadp-me基因)、PCK(转Zm pepc+ppdk基因)、PKM(转Zm ppdk+nadp-me基因)5种转基因拟南芥和野生型WT为材料,鉴定了5种转基因拟南芥株系的外源基因表达量,测定了250μmol·m~(-2)·s~(-1)、800μmol·m~(-2)·s~(-1)、1 400μmol·m~(-2)·s~(-1)3种光照强度处理下转基因拟南芥株系相应的光合酶活性、光合速率。结果表明,5种转基因拟南芥在转录、翻译水平上均高表达了导入的外源基因。250μmol·m~(-2)·s~(-1)光强下,转基因拟南芥材料PC、PK、ME、PCK、PKM的PEPC酶活性较WT分别提高14.4%、9.1%、4.4%、21.6%、3.5%;PPDK酶活性较WT分别提高5.2%、33.2%、14.8%、24.9%、8.1%;NADP-ME酶活性较WT分别提高12.8%、42.0%、126.4%、31.9%、64.6%;净光合速率较WT分别提高26.6%、26.4%、5.4%、43.1%、14.1%,其中PC、PCK的C_4光合酶活性和净光合速率表现最为突出。随着光强胁迫的增加,转基因拟南芥上述测定指标较WT高出的幅度增加,较250μmol·m~(-2)·s~(-1)光强下降低的幅度小于WT,说明转基因拟南芥耐强光胁迫能力更强。转基因拟南芥酶活特性、光合速率存在基因型差异,单基因材料PCPKME,双基因材料PCKPKM,且PCK为本研究所有基因型中最优的材料。 相似文献
8.
以美洲黑杨杂种优良无性系南林895杨(Populus×euramericanac‘v.Nanlin895’)为转基因受体材料,以嫩芽或腋芽为外植体材料组织培养再生植株,利用农杆菌介导法转化Bt基因和CpTI基因。结果显示较合适的组培再生与遗传转化系统为:叶分化培养基为MS+6-BA0.5mg/L+TDZ0.002mg/L,芽伸长培养基为MS+6-BA0.2mg/L+TDZ0.001mg/L+Km10mg/L+Carb500mg/L,生根培养基为1/2MS;预培养3d,菌液浓度OD6001.0～1.3左右,侵染时间20min,共培养4d,叶盘转化频率可达28.7%。对Kmr植株经PCR分析,筛选获得了18株整合有Bt基因和1株整合有CpTI基因的转基因植株。部分转基因植株的初步饲虫实验表明,饲喂转基因杨树叶片可明显抑制杨小舟蛾的生长发育。 相似文献
9.
《分子植物育种》2020,(14)
本研究以转Bt基因‘南林895’杨12个株系扦插苗为试验材料,分析其对美国白蛾和杨小舟蛾的虫害抗性。利用PCR、ELISA等技术对转抗虫基因杨树进行分子检测,同时在室内控制条件下对美国白蛾和杨小舟蛾进行抗虫性分析。PCR分析结果显示在12个转基因株系中均检测到了Bt目的基因片段。ELISA分析结果显示Bt毒蛋白浓度范围为371.9～10 698.2 ng/g,且不同株系间存在一定差异。转Bt基因杨树饲虫分析结果表明,12个转基因株系对美国白蛾和杨小舟蛾均有一定的杀虫活性,其中转基因株系A-4-6、A-5-0、A-3-4、A-5-23、Z-1-3的抗虫性较显著。株系A-5-0对杨小舟蛾1龄幼虫12 d校正死亡率达87.2%,对美国白蛾的18 d校正死亡率为65.6%。且转Bt基因‘南林895’杨对美国白蛾和杨小舟蛾幼虫的取食和生长有明显的抑制作用。在对12个转Bt基因株系的分子检测和饲虫试验中,Bt毒蛋白的表达水平存在差异且抗虫效果与Bt毒蛋白浓度的高低有关。 相似文献
10.
玉米ppc基因过表达对转基因水稻光合速率的影响 总被引：6，自引：1，他引：6
通过转基因技术将外源ppc基因导入水稻以期增加产量是国内外的重要研究领域。然而,关于ppc基因过表达能否提高转基因水稻的光合速率至今尚无定论。本研究将玉米ppc基因导入水稻中花8号,获得大量转基因水稻植株。经PCR筛选、PEPC活性测定、Southern和Western杂交分析,表明玉米ppc基因已经整合到受体水稻基因组中,并得到了正确和高效的表达。测定了温室内种植的T1代6个PEPC活性不同的转基因水稻植株的光合速率,只有活性最高的株系的光合速率显著增加,增加的幅度为27.3%。在旱作栽培条件下测定了T3代33个转基因株系的光合速率,结果表明在高温、高光强下,绝大多数转基因水稻的光合速率增加,最大提高了68.8%。比较6个转基因株系的T1和T3代看到,逆境胁迫条件下转基因水稻光合速率明显提高。以上结果表明水稻中导入ppc基因可以提高其光合速率,特别是逆境条件下的光合速率。 相似文献
11.
美洲黑杨杂种优良无性系转抗虫基因(Bt和CpTI)的研究 总被引：3，自引：1，他引：2
以美洲黑杨杂种优良无性系南林895杨(Populus×euramericaha cv.'Nanlin895')为转基因受体材料,以嫩芽或腋芽为外植体材料组织培养再生植株,利用农杆菌介导法转化Bt基因和CpTI基因.结果显示较合适的组培再生与遗传转化系统为叶分化培养基为MS+6-BA 0.5mg/L+TDZ 0.002mg/L,芽伸长培养基为MS+6-BA 0.2mg/L+TDZ 0.00lmg/L+Km 10mg/L+Carb 500mg/L,生根培养基为1/2MS;预培养3d,菌液浓度OD600 1.0～1.3左右,侵染时间20min,共培养4d,叶盘转化频率可达28.7%.对Kmr植株经PCR分析,筛选获得了18株整合有Bt基因和1株整合有CpTI基因的转基因植株.部分转基因植株的初步饲虫实验表明,饲喂转基因杨树叶片可明显抑制杨小舟蛾的生长发育. 相似文献
12.
类受体激酶基因Os SIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因Os SIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转Os SIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转Os SIK1基因玉米株系,并证明导入水稻Os SIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。 相似文献
13.
转AhCMO基因玉米后代的获得及耐盐性鉴定 总被引：3，自引：0，他引：3
试验采用超声波辅助花粉介导法将山菠菜胆碱单加氧酶(AhCMO)基因转入玉米自交系‘郑58’中,经抗生素筛选、PCR检测及自花授粉获得转CMO基因的T2代玉米种子。选取5份T2代玉米种子盆栽进行耐盐性鉴定试验。首先针对其非转基因受体材料筛选出耐盐性鉴定浓度,其后通过生理生化指标对转基因T3代株系进行耐盐性鉴定,同时筛选耐盐性强的株系。结果表明:耐盐性筛选及鉴定的适宜浓度为250mmol/L;依据对苗期生理生化指标的测定分析,在250mmol/LNaCl胁迫下,转基因玉米植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及叶绿素含量高于非转基因玉米,丙二醛(MDA)含量低于非转基因玉米。SOD活性提高了2%~208%;POD活性提高了22%~65%;叶绿素含量增加了8%~61%;MDA含量减少了3%~93%。试验表明,耐盐基因CMO的转化提高了玉米的耐盐性。依据生理生化指标变化情况建立的耐盐性级别评价方法显示,5份参试株系中耐盐性比对照提高3级的有2份。 相似文献
14.
转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究 总被引：7，自引：3，他引：4
通过C4转基因技术改善C3作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T4代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。 相似文献
15.
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稗草(Echinochloa crusgalli)根型ppc基因对水稻的遗传转化及其对光合速率的调节效应 总被引：1，自引：0，他引：1
稗草(Echinochloa crusgalli)是稻田中的C4光合型杂草,为了探索稗草ppc基因(Eppc)对水稻遗传转化的可行性及其对光合速率的调节效应,首次将含有稗草根型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)基因ppc c DNA的2个植物表达载体p Ubi-Eppc、p Rbc S-Eppc通过农杆菌介导法对水稻进行了遗传转化。对分化植株进行的PCR、RT-PCR、克隆测序和Western杂交等结果均表明稗草ppc基因已经整合到了水稻基因组中,并且在转录和翻译水平都得到了表达。转基因水稻PEPC活性和气体交换参数测定结果表明T0代多数植株的PEPC活性高于对照,最高达到了对照的5.85倍;T0代大多数转基因植株叶片的净光合速率(Pn)比对照提高了20.00%,最大地提高了47.16%,同时叶片水分利用效率(WUE)也得到增强;T6代大部分转化植株的PEPC活性及Pn仍保持高于对照,本研究表明C3根型ppc基因过量表达也可以提高水稻的Pn,且证明稗草PEPC对光合作用具有较强的调节作用。 相似文献
17.
转betA基因增强小麦的干热风抗性 总被引：2，自引：0，他引：2
甜菜碱是细胞内重要的渗透调节物质,其积累能有效提高植物对非生物逆境的抗性。以转betA基因小麦和未转基因的野生型为材料,在灌浆期模拟干热风胁迫处理植株3 d,研究干热风对植株生长和籽粒产量的影响。胁迫处理后,转基因植株保持较好长势,叶片青枯失水较少,旗叶持绿面积显著大于野生型。各株系植株的光合作用能力和蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖合成酶(SS)活性在胁迫处理后都下降,转基因植株的净光合速率下降到2.3~3.7 μmol CO2 m-2 s-1,而野生型下降到1.2 μmol CO2 m-2 s-1;野生型植株的SPS和SS活性的下降幅度分别为处理前56.8%和53.9%, 而转基因株系的下降幅度分别为62.3%~69.8%和56.5%~64.5%。干热风胁迫使得各株系植株的旗叶甜菜碱含量升高,但转基因株系的叶片甜菜碱含量比野生型的高18%~87%。在甜菜碱保护作用下,转基因植株在胁迫条件下能够维持较高的光合速率,合成较多的碳水化合物,使得百粒重和单株产量均高于野生型。因此,通过转betA基因可显著提高小麦在干热风处理条件下的甜菜碱含量从而增强其抗干热风能力。 相似文献
18.
叔胺类活物质对玉米叶片光合特性与叶绿素荧光特性的调控效应 总被引：9，自引：2，他引：7
以玉米农大108为试验材料,在温室和盆栽条件下,研究叶面喷施叔胺类活物质DCPTA和DTA-6对玉米苗期叶片光合特性、光合关键酶以及叶绿素荧光特性的调控机制。结果表明,DCPTA和DTA-6处理显著提高了玉米株高和生物量;显著提高了玉米叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量,降低了细胞间隙CO2浓度,但不改变叶绿素a/b值;显著提高了PEPC羧化酶和RuBP羧化酶活性;显著提高了玉米叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效电子产量(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP),降低了非光化学淬灭系数qN;DCPTA和DTA-6处理的适宜浓度分别为50和20 mg/L。 相似文献
19.
磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvatecarboxylase,PEPC)是控制油料作物种子中蛋白质/油脂含量比率的一个关键酶。本研究检测了花生AhPEPC1基因抑制表达的转基因株系种子含油量,与非转基因花生相比,转基因花生种子含油量提高了5.7%～10.3%。利用转录组测序(RNA-Seq)技术分析花生中AhPEPC1基因的抑制表达是否影响其他基因的功能。结果表明,转录组分析筛选到110个基因差异表达,其中25个基因上调表达,85个基因表达下调。对110个差异表达基因进行了KEGG富集分析,其中有34个基因成功获得了KEGG注释,发现氨基酸的生物合成途径中有2个基因(Aradu.M0JX8,Aradu.FE0Z7)下调表达。利用荧光定量PCR分析了15个DEG(differential expressed gene)在非转基因对照和转基因花生种子中的表达情况,发现其趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果可在一定程度上解析AhPEPC1基因调控花生种子含油量的分子机制。 相似文献
20.
渗透胁迫下转BADH基因苜蓿组培苗的 抗性响应 总被引：2，自引：0，他引：2
用4种不同浓度的聚乙二醇(PEG6000)溶液处理转BADH基因苜蓿SLM01,SLM05株系及其未转基因的受体亲本,14天后测定相关生理指标的变化。结果表明：随着PEG6000浓度的提高,苜蓿叶片中丙二醛（MDA）含量升高,质膜透性增大,但转基因植株的都低于对照;PEG6000处理后渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸大量积累,叶绿素含量降低,与受体亲本相比,转基因株系可溶性糖含量的增加幅度较大,脯氨酸积累较少,叶绿素含量下降较慢。以上结果说明转BADH基因苜蓿对PEG造成的渗透胁迫具有较强的抗性。 相似文献