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作物抗草甘膦转基因研究概况 总被引：5，自引：0，他引：5
草甘膦是一种非选择性除草剂,其作用机理主要是竞争性抑制莽草酸途径中5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)的活性。该合成酶是真菌、细菌、藻类、高等植物体内芳香族氨基酸生物合成过程中一个关键酶。自从1976年美国孟山都公司的草甘膦类除草剂-农达(Roundup)研制成功并得到广泛应用以来,作物抗草甘膦转基因研究成为抗除草剂基因工程研究的热点。随着抗草甘膦基因克隆的发展,抗草甘膦转基因作物也相继问世并大面积推广应用。对草甘膦作用机理、抗草甘膦基因(EPSPS编码基因)的研究、抗草甘膦作物遗传改良的策略及抗草甘膦转基因作物的推广应用情况进行综述,并简单分析了我国作物抗草甘膦转基因存在的问题及解决途径。 相似文献
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为获得苹果砧木逆境胁迫相关转录因子,以QZ1(平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)×柱型苹果株系CO(Malus domestica Borkh.)和M26为试材,利用同源克隆法克隆得到苹果SBP基因cDNA的全长序列,命名为MdSBP20。对扩增得到的cDNA序列进行生物信息学分析,结果表明,该序列全长1 362 bp,包含完整开放阅读框1 362 bp,编码454个氨基酸,具有明显的SBP结构域,包含2个锌指结构Zn-1、Zn-2和双向核定位信号区NLS。系统进化树分析,结果表明MdSBP20与白梨(XM_009339726.1)和苹果(XM_008376435.1)亲缘关系较近。实时荧光定量分析结果表明,MdSBP20基因在低温、干旱、盐害中发挥一定功能,推测QZ1的耐寒性、耐旱性及耐盐性均强于M26。研究表明,MdSBP20基因在苹果响应非生物逆境胁迫中具有重要调控作用。 相似文献
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挖掘草甘膦抗性基因将有助于抗草甘膦遗传改良作物的培育。本研究分离了一株新型草甘膦抗性菌株肠杆菌20(Enterobacter.E20),该菌株在营养缺陷型培养基中能够耐受高达400 mmol/L草甘膦的胁迫,为充分发掘该菌株在草甘膦抗性方面的利用价值,对该菌株进行了全基因组测序(Gen Bank:CP012999.1)。分离克隆了肠杆菌20其EPSPS(5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶)编码基因aroA20(WP_039261572.1),该基因序列长度为1 284 bp,编码427个氨基酸,序列比对分析显示AroA20具有Ⅰ型EPSPS典型的保守结构特征,系统进化分析显示AroA20与大肠杆菌K12的EPSPS具有最近的亲缘关系。利用原核表达系统鉴定了重组aroA20菌株在草甘膦胁迫下的耐受性,在转基因烟草中过表达了aroA20基因并鉴定了转基因植株的草甘膦抗性。研究肠杆菌20与其草甘膦的靶标EPSPS编码基因aroA20在草甘膦抗性上存在差异的分子机制将为深入理解生物体草甘膦抗性奠定研究基础。 相似文献
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《分子植物育种》2016,(5)
组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)是一类重要的酶,催化组蛋白去乙酰化,参与组蛋白乙酰化状态的调节,对染色体结构修饰和基因表达调控发挥着重要的作用。为了研究毛果杨HDA902基因的亚细胞定位,进而为研究其功能奠定基础,采用PCR的方法克隆了毛果杨组蛋白去乙酰化酶基因HDA902的编码序列,采用生物信息学方法分析了该基因所编码的蛋白质序列,并构建了HDA902-GFP融合基因表达载体,通过其在洋葱表皮细胞的表达来确定HDA902蛋白的亚细胞定位。研究结果表明,毛果杨HDA902基因的开放阅读框为1 500 bp,编码1个由499个氨基酸残基组成的蛋白质。序列比对和结构域分析显示,毛果杨HDA902蛋白与其他植物同源蛋白具有一个保守的结构域HDAC3。系统进化树分析表明,毛果杨HDA902蛋白在进化上与桃(Prunus persica)HDAC(XP_007200978.1)和苹果(Malus domestica)HDA19-like(XP_008348955.1)的亲缘关系较近。启动子分析表明,毛果杨HDA902基因的启动子序列包含5UTR Pyrich stretch、ARE、ACE和HSE等多个与逆境和光响应相关的顺式作用元件。亚细胞定位分析表明,毛果杨HDA902蛋白主要存在于细胞质中。这些研究结果为进一步研究毛果杨组蛋白去乙酰化酶HDA902基因的功能提供了理论基础。 相似文献
5.
在被子植物中,2'-O-葡萄糖基转移酶能够影响花色色素分子的生物合成,在类黄酮上添加葡萄糖基配体,是形成黄色色素的关键酶。本研究采用RT-PCR技术首次从滇牡丹中克隆得到一个具完整开放阅读框的类黄酮-2'-O-葡萄糖基转移酶(Pd2'GT)基因,对其进行生物信息学分析和转录模式分析。研究发现该基因全长1 428 bp,可编码的蛋白氨基酸475个,该蛋白无信号肽和跨膜结构,是一种在细胞质基质中发挥功能的不稳定蛋白;核酸序列与葡萄(Vitis vinifera)糖基转移酶的核酸序列具78%的一致性,说明该基因可能编码一个新蛋白,其蛋白序列含糖基转移酶超家族结构域PSPG,其氨基酸残基序列为WAPQVAILSHRATGG FVSHCGWNSILESLWFGVPIAALPMYAEQQ,含典型的糖基转移酶识别区和UDP糖基配体绑定位点;该蛋白与苹果(Malus domestica,NP_001315903)、西洋梨(Pyrus communis,D3UAG1)、仙客来(Cyclamen persicum,BAF75895)和长春花(Catharanthus roseus,BAF75901)的2'GT聚为一类,该组的糖基受体均为查尔酮;转录模式分析表明:Pd2'GT基因在黄色花瓣中表达量最高,在花蕾期该基因的积累水平最高。本研究通过对滇牡丹转录组数据的分析,分离并克隆得到Pd2'GT基因,为通过基因工程手段培育具新性状的观赏牡丹提供研究依据。 相似文献
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EPSPS (5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶EC 2.5.1.19)是植物芳香族氨基酸和植物次生代谢产物生物合成中莽草酸途径的关键酶; 同时也是广谱性除草剂草甘膦的作用目标。本实验通过对草甘膦污染土壤宏基因组文库的建立及筛选, 成功克隆了一个新的草甘膦抗性的EPSPS基因(命名为soilEPSPS)。序列分析表明soilEPSPS基因全长1404 bp, 其编码的467个氨基酸中未涉及已公布专利中保护的氨基酸序列。原核功能验证表明该基因对草甘膦的耐受能力优于EPSPS CP4基因。将该基因与水稻Rubisco SSU引导肽相融合构建由actin启动子驱动的植物表达载体, 用农杆菌介导法实现了水稻的遗传转化。抗性再生植株的PCR和Southern杂交结果表明所获得的26株再生植株均为转基因阳性植株, 其中共有3个单拷贝转化事件。草甘膦抗性鉴定证明纯合体T2代植株能够耐受高达500 mmol L-1的草甘膦。本研究为转基因抗除草剂水稻新品种的培育奠定了基础。 相似文献
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鲜苹果质地品质的一个完善和标准化的描述将使世界范围内的苹果产业受益。本文所推存的描述是唯一的，它综合了苹果结构、感官和消费者喜好。为了证明它的优点，在2个收获季节中，从24个苹果品种[Malus xsylvestris(L．)Mill var.domestica (Borkh.)]中进行抽样，并用微结构和感官技术作分析。 相似文献
8.
为鉴定epsps-G6基因成功导入棉花基因组并分析转基因抗草甘膦棉花的拷贝数和遗传特性,以花粉管通道法获得的8个转epsps-G6基因抗草甘膦棉花株系(G6-1、G6-4、G6-5、G6-7、G6-11、G6-19、G6-20、G6-25)为材料,通过Southern点杂交、双酶切和单酶切的Southern杂交后进行分析,结果表明,外源epsps-G6基因已成功整合到棉花基因组上,且其中4个转化株系含有单拷贝插入的epsps-G6基因。选用其中3个单拷贝插入、自交纯合且草甘膦抗性强的株系G6-1、G6-5、G6-19,分别与转基因遗传背景材料(中棉所49)和陆地棉标准系(TM-1)进行正反交,遗传分析结果表明,这3个转基因株系均符合3∶1的孟德尔分离规律,不受细胞质效应的影响。 相似文献
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草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究 总被引：24，自引：0，他引：24
草甘膦(N—phosphonomethyl—glycine，glyphosate)毒性作用机理是竞争性抑制莽草酸途径中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(5-enolpyruvyl—shikimate—3—phosphate synthase，简称EPSP合成酶)的活性。EPSP合成酶是植物和微生物体内芳香族氨基酸(包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等)生物合成过程中的一个关键酶。该酶由aroA基因编码。抗草甘膦微生物或植物中EPSP合成酶基因的核苷酸序列在相同或相近位点发生了突变。将编码EPSP合成酶的突变基因导入大豆和烟草等作物中，均能获得转基因的抗草甘膦作物。草甘膦的生物降解途径主要有两条，C-N断裂生成氨甲基磷酸(AMPA)或C-P键断裂生成肌氨酸(sarcosine)，然后两种中间代谢物进一步代谢为磷酸、甘氨酸和二氧化碳等。 相似文献
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为了探讨避雨栽培对苹果叶片生长的影响,以11年生‘富士’苹果(Malus domestica Borkh. ‘Fuji’)和11年生‘金冠’苹果(Malus pumila Mill. ‘Golden Delicious’)为试材,采用避雨栽培的方法,研究避雨栽培对叶片生长发育的影响。结果表明：避雨栽培‘金冠’苹果叶片比露地栽培的叶片厚,但没有显著性差异。避雨设施降低光照强度,叶片中叶绿素含量避雨栽培高于露地栽培;叶片矿质元素锌、钾、锰、镁、磷和铜元素含量是避雨栽培比露地栽培高,铁和钙元素含量与之相反;光合相关基因psaB、psbA、psbD、RA、atpB的表达有所差别,以atpB基因最为明显,它仅在避雨栽培条件下表达,而psbA表达基本不受栽培方式的影响。试验结果为苹果避雨栽培的应用提供了重要的依据。 相似文献
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月季是园林绿化中常用的花卉,因此十分有必要对其抗性基因进行研究。5-烯醇丙酮酸莽草酸3-磷酸合酶(EPSP; 3-磷酸莽草酸1-羧基乙烯基转移酶; EC 2.5.1.19)为莽草酸途径中的关键酶,也是除草剂草甘膦的靶向酶。为了探究月季EPSPS基因的结构和功能,本研究利用月季基因组信息设计特异引物克隆得到月季的EPSPS基因,命名为RcEPSPS。经RT-PCR克隆后得到RcEPSPS基因的ORF全长为1 566 bp,共编码521个氨基酸,分子质量为55.19 kD,等电点为7.5,亲水系数为0.009。初步研究得知RcEPSPS属于EPSPS I型蛋白,与同属蔷薇科的野草莓的序列同源性极高。研究结果可为后续抗性基因的利用提供理论基础。 相似文献
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本研究以‘大五星’枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)为材料,采用RT-PCR与RACE法从枇杷中分离了EjICE1基因。该基因cDNA序列全长2 134 bp,具有一个1 623 bp长的开放阅读框,编码540个氨基酸,含MYC型bHLH结构域。同源性分析表明,枇杷ICE1蛋白与其他植物ICE1蛋白具有很高的相似性,与苹果(Malus domestica)相似性高达97%。进化树分析表明,枇杷与苹果聚在一起,与苹果进化关系最近。低温胁迫处理枇杷幼果,丙二醛含量呈上升趋势,游离脯氨酸含量呈先上升后下降趋势,表明枇杷幼果膜脂过氧化程度加剧,其抵御能力存在最大阈值。qRT-PCR分析发现,低温胁迫下EjICE1基因表达量明显增加,表明低温胁迫影响枇杷EjICE1基因表达,本研究为培育抗逆性强的优质品种提供了理论依据。 相似文献
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《分子植物育种》2020,(14)
本研究以富士苹果(Malus domestica cv. Fuji)为材料,提取总RNA并反转获得的cDNA为模板,利用PCR技术获得苹果短链脱氢酶/还原酶家族基因MdSDR序列,并结合生物信息学方法对MdSDR蛋白序列进行分析。结果显示,苹果MdSDR序列全长804 bp,编码267个氨基酸,分子质量约27.83 kD,等电点为7.69,是一种稳定的疏水蛋白。比对分析发现其编码蛋白氨基酸序列与已选序列中的碧桃、樱花相似性最高,分别达77.78%和77.69%,进化分析结果也表明MdSDR蛋白与碧桃和樱花亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示该蛋白主要位于细胞质中。多序列比对分析显示该蛋白含有SDR家族特有的两个保守结构域:GxxxGxG与YxxxK。二级结构中β片层、α螺旋、无规则卷曲结构分别占比12.73%、39.70%、47.57%,并含有典型的βαβ单元。三级结构预测结果表明该蛋白具有典型的Rossman折叠结构域。本研究结果为了解苹果中SDRs蛋白的功能、探讨其在苹果抗逆中的作用、培育苹果抗逆种质资源提供了思路。 相似文献
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转基因抗草甘膦棉花及其对草甘膦抗性的时空表达 总被引：6，自引：0，他引：6
草甘膦是一种非选择性除草剂,它通过竞争性抑制莽草酸途径中的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶（EPSP合酶）干扰芳香族氨基酸的生物合成而发挥毒性作用。虽然获得抗草甘膦棉花的途径有多种,但当前用于生产的抗草甘膦棉花主要是以CP4- EPSPS基因转化棉花获得的。草甘膦对转CP4- EPSPS棉花的营养生长没有不利影响,但4叶期后喷施草甘膦会显著降低花粉粒的活性,抑制散粉、授粉和结实,导致转CP4- EPSPS棉花对草甘膦抗性呈现出一定程度的时空变化。草甘膦对抗草甘膦棉花（雄性）生殖器官的抑制效应一方面源于草甘膦在生殖器官内的大量积累,另一方面在于CP4- EPSPS基因在（雄性）生殖器官的低效表达。促进CP4- EPSPS基因在全株高效表达是提高棉花对草甘膦抗性的重要途径。 相似文献
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黄瓜是世界上重要的蔬菜植物之一,对其抗性基因的研究十分必要。5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)是莽草酸合成通路中关键的合成酶,也是除草剂草甘膦的靶向酶。为了研究黄瓜EPSPS基因的结构及功能,基于黄瓜基因组数据库信息,利用RT-PCR的方法克隆得到黄瓜的EPSPS基因,命名为CumEPSPS。克隆得到CumEPSPS基因的ORF全长1 581 bp,编码526个氨基酸,分子质量为56.28 kD,等电点为6.23。CumEPSPS蛋白属于Ⅰ型的EPSPS,与葫芦科的甜瓜和冬瓜的EPSPS蛋白序列高度同源。CumEPSPS基因在黄瓜的不同组织中均有表达,其中叶片中的表达量最高。黄瓜CumEPSPS基因的克隆及其生物信息学分析将为黄瓜抗草甘膦的研究提供理论依据。 相似文献
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第一代抗草甘膦转CP4-EPSPs基因大豆GTS40-3-2是国际上应用时间最长、种植面积最大的转基因作物。本文以6份GTS40-3-2衍生的抗草甘膦转基因大豆新品系为亲本,配制4个杂交组合,利用抗性分级法和相对株高法鉴定杂交亲本及其F_(2:3)子代对草甘膦的耐受性差异,分析其抗性水平与遗传背景的相关性。结果表明,以1230 g a.i.hm~(–2)草甘膦喷施处理时,转基因亲本及其F_(2:3)子代的苗期生长受草甘膦抑制不显著,而当喷施浓度提高至3690 g a.i.hm~(–2)和4920 g a.i.hm~(–2)时则抑制作用显著。供试的6个杂交亲本中以ZLHJ06-1568、ZLHJ10-713和ZLHJ06-698对草甘膦的耐受性相对较强,而4个F_(2:3)组合中以ZLHJ10-713×ZLHJ06-698后代在草甘膦喷施后株高受抑制最小,对草甘膦耐受性最强。不同组合后代对草甘膦的耐受性普遍优于其双亲,呈现出杂种优势。各组合后代与亲本之间对草甘膦的耐受性均呈正相关,但由于亲本间互作效应的不同,导致后代抗性水平产生差异。本研究表明草甘膦抗性基因CP4-EPSPs在大豆中的表达水平与其遗传背景相关联,为利用转基因大豆新种质培育转基因大豆新品种过程中目标基因的定向选择提供了参考依据。 相似文献
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为了探讨苹果自交亲和的发生机理,根据保守氨基酸序列"FTQQYQ"和"anti-1/WⅠPNV"设计了苹果花柱S基因的通用引物:P1:5＇-TTTACGCAGCAATATCAG-3＇;P2:5＇-ACGTTCGGCCAAATA/CATT-3＇,根据 GeneBank登陆的花粉SLF1(DQ422810)、SLF9(AB270792)基因设计了花粉S基因的引物分别为:P SLF1(上游5＇-3＇:CTGGTGGTGTTCTTTCCTGTGTAT;下游5＇-3＇:ACTTAACTCTTCCCTCAACTCA)和P SLF9(上游5＇-3＇CAGGTGCGTGAAAGTGAAA;下游5＇-3＇:TGAGCCAAGCATAAGAACCT),以自交亲和的苹果品种早红香为试验材料,利用PCR-RFLP、克隆、测序等方法研究早红香苹果发生自交亲和的分子性状.结果表明:自交亲和的早红香苹果2条花柱S基因没有发生变异.经BLAST比较,由花粉S基因引物P SLF1 和P SLF9扩增得到的花粉S基因的DNA序列,与MdSLF2 和MdSLF9 基因DNA序列的相似性分别为94%和96%,推导氨基酸序列相似性分别为94%和97%.由P SLF1扩增得到的花粉S基因SLF1?与MdSLF1的DNA序列相似性仅为83%,且二者不一致的碱基分布于整个DNA序列中,自交亲和苹果品种早红香花粉SLF1?基因可能变异为了MdSLF2. 相似文献
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<正>由浙江大学承担的省重大科技专项"抗草甘膦三系杂交棉新组合选育与高效制种技术研究"近日通过验收。项目通过体细胞抗草甘膦除草剂定向筛选技术,以非转基因高抗草甘膦棉花种质系-R1098为材料,将其转育到三 相似文献
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转EPSPS基因抗草甘膦棉花的遗传分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为分析转基因抗草甘膦棉花早代遗传情况,以花粉管通道法获得的26个转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因(EPSPS)抗草甘膦棉花转化事件为材料,以其背景亲本中棉所49为对照,喷施草甘膦后对转基因棉T1、T2分离比例进行考察。T1田间抗性鉴定结果表明,经卡方检测20个转化事件T1分离符合3∶1的分离规律,即外源基因插入1个位点;6个转化事件不符合1对基因的分离规律,出现了偏分离。T2田间抗性鉴定结果表明,通过花粉通管法共获得152个纯合株系,分别来源于25个转化事件;对T2不纯合株系继续进行分离比例的考察,发现来源于15个转化事件的57个株系符合3∶1的分离规律;此外卡方检测结果表明,每个转化事件都有不符合3∶1分离规律的株系,且其中10个转化事件没有符合3∶1分离规律的株系。表明通过花粉管通道法获得的转基因植株中外源基因的整合和遗传均较复杂。 相似文献
20.
F3′5′H基因与蓝色花的形成 总被引：2，自引：0，他引：2
类黄酮-3’,5’-羟基化酶(F3'5'H)是合成蓝色花色素的关键酶,近十多年一直都是蓝色花分子育种领域的研究热点之一。目前已从13种植物中分离到了F3'5'H基因。本文通过对F3'5'H基因已知氨基酸序列进行分析,列出了F3'5'H的功能基序;构建的系统进化树系图体现了各科属间的亲缘关系与进化差异;研究结果表明:不同物种F3'5'H基因的时空表达特性不同,与表达部位的发育进程和着色模式有关;作者还从底物特异性和遗传转化两个方面分析了该基因功能研究的进展。 相似文献