基因编辑助大豆在南方丰产

正据中国农科院最新消息,该院作物科学研究所植物转基因技术研究中心、大豆育种技术创新与新品种选育创新团队,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定点敲除大豆开花调控关键基因GmFT2a和GmFT5a,创制出更适合低纬度地区种植的突变体材料;同时系统解析了Gm FT2a和GmFT5a基因在大豆花期调控中的遗传效应,为大豆品种的区域适应性改良提供了新技术、新材料。相关研究成果新近在线发表于《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》。     

中科院植物所发现大豆种子大小变异调控与进化机制

正中国科学院植物研究所贺超英研究组首次发现一种WRKY转录因子基因,可能参与调控大豆种子大小,这为解析大豆种子大小的遗传变异基础及大豆驯化过程和机制提供了新的思路。该成果日前在线发表于《实验植物学杂志》。研究人员发现,位于种子大小相关的位点区间内的Soy WRKY15a基因,在栽培大豆和野大豆间存在差异表达。群体分析表明,该基因在栽培大豆中的位点和野大豆中的位点编码区序     

半干旱地区品种、密度及叶面调控技术对大豆产量的影响

采用裂一裂区设计,研究了半干旱地区3个大豆品种、3种种植密度、8种叶面调控方法对大豆产量的影响,旨在为半干旱地区大豆高产调控技术提供理论依据。试验结果表明：品种和密度极显著地影响大豆产量;密度和化学调控技术的互作对大豆产量也产生了影响,但未达到显著水平;促进型调节剂与营养型叶面肥配合施用可显著提高大豆产量;叶面调控效果在不同品种、不同密度下存在差异,叶面调控技术对垦农4号或非正常密度（低密度及高密度）下大豆产量的调控效果达到显著水平。     

大豆贮藏蛋白序列分析与3-D结构同源模建

分析确定大豆贮藏蛋白的种类、序列同源性、进化关系、理化特征和空间结构。以大豆(Glycine max Wm82.a2.v1)基因组为材料,采用数据库在线工具和生物信息学软件对大豆贮藏蛋白基因的染色体定位,蛋白序列信息进行分析预测,并对其3-D结构进行同源模建。大豆贮藏蛋白基因具有多拷贝和单基因多种转录拼接方式并存的遗传模式,其蛋白序列相似度较高,系统进化树分析表明其聚为5支,对应5种类型蛋白质。除7S碱性球蛋白外,其他贮藏蛋白的理化性质接近,含有较高比例的鲜味氨基酸。大豆贮藏蛋白空间结构各异,11S球蛋白、7Sβ-伴球蛋白和碱性球蛋白分别以六聚体、三聚体和四聚体形式存在,2S清蛋白表空间结构松散,由α-螺旋和无规卷曲构成。该研究可为大豆贮藏蛋白的深入研究以及大豆加工食品、大豆酿造调味品的开发提供理论参考。     

关键基因表达可使大豆单株产量提高10%

正近日,从浙江大学获悉,该校生命科学学院寿惠霞教授团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所、福建农林大学、美国伊利诺伊大学等科研机构的研究团队,发现糖转运蛋白GmSWEET10a/b协同调控大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量,在大豆驯化改良过程中起到了关键作用,该基因的高表达可使大豆单株产量提高10%。研究论文发表于国际知名期刊《国家科学评论》。     

大豆中GmKAB1基因的克隆和信息学分析

为探讨GmKAB1在大豆处于低钾胁迫下的表达水平,以大豆钾高效品系油06-71和钾敏感型品系衡春04-11为试验材料,设置低钾胁迫试验,分别在处理后0．5h、2h、6h、12h、3d、6d、9d和12d取样提取RNA,利用Realtime—PCR检测各时间段GmKABl基因的表达量。结果显示GmKABl基因在地下部分表达比地上部持续时间更长,地下部相对表达倍数最高为3．5,较地上部相对表达倍数更高。克隆目的基因并对基因序列进行同源性及生物信息学分析,结果表明,与GmKAB1基因相似性在30％以上的同源基因有45个,GmKAB1在进化树中的位置与Gly-ma20g19000最近;GmKAB1编码蛋白为稳定的可溶性蛋白．具有2个保守结构域,多个磷酸化位点,表明在受到低钾胁迫后该基因编码的β亚基与α亚基结合调控电压门控钾离子通道,对大豆从根部获取钾离子可能起着关键作用。     

微波、超高压处理对转基因大豆外源基因降解的影响

为了考查不同微波和超高压处理条件对转基因大豆外源基因CP4-EPSPS降解的影响。试验对转基因大豆样品分别微波处理1、2、3、4、5 min或分别用100、200、300、400、500 MPa超高压处理10 min,采用PCR检测技术,分析了受处理样品和未处理样品中大豆外源基因的降解结果。结果表明:在微波处理条件下,抗草甘膦转基因大豆的基因组质量浓度随微波处理时间的增加而降低,当处理时间超过3 min和5 min后,其质量浓度降至9 ng/μL和0 ng/μL,PCR检测结果显示,外源基因已被降解到100 bp以下;超高压处理条件下,抗草甘膦转基因大豆基因组质量浓度随着压力的增加而降低,当压力为500 MPa时,基因组的质量浓度降至40 ng/μL,但仍能检测到1 512 bp长度的外源基因片段。与超高压处理相比,微波处理对大豆外源基因的降解更有效。     

PCR法定性检测大豆食用油中转基因成分

针对大豆食用油中核酸含量低且被严重破坏、DNA难以提取的问题,对CTAB法进行优化,有效从食用油中提取到可用于PCR扩增反应的DNA模板。同时定性检测出大豆内源基因lectin,外源调控序列启动子CaMV35S、终止子Nos及目的基因CP4-EPSPS序列,成功建立了基于PCR技术在大豆食用油中快速检测转基因成分的方法。     

大豆资源抗疫霉根腐病基因分析

采取下胚轴创伤接种法鉴定156份大豆资源对13个不同毒力基因型大豆疫霉菌株的抗性。结果表明,125份资源分别抗1～13个菌株,占鉴定资源总数的80.13%。125份抗性大豆资源与13个大豆疫霉菌株共产生90种反应型。通过与13个鉴别寄主的反应型比较发现,有9份大豆资源产生的5种反应型与含有已知抗病基因的大豆资源的反应型相同;12份大豆资源产生的5种反应型与已知2个抗病基因组合的反应型一致,另外,还有至少抗1个菌株的104份大豆资源产生的80种反应型,既不同于已知单个抗病基因的反应型,也不同于2个已知抗病基因组合的反应型,推测可能含有新的抗病基因或基因组合。     

氨基化二氧化硅颗粒应用于大豆油DNA提取研究

建立了以氨基化二氧化硅为载体提取大豆油DNA并进行转基因成分检测的方法。结果表明：利用氨基化二氧化硅法富集提取大豆毛油中的DNA质量浓度高于国标法;以氨基化二氧化硅法提取的大豆毛油DNA为模板成功扩增出了大豆内源基因、外源基因片段和转基因调控元件,而精炼油DNA未扩增出。氨基化二氧化硅法只适用于大豆毛油DNA的提取,而不适用于精炼油。     

粉碎和膨化工艺对大豆转基因成分及调控元件的影响

以转基因大豆为试验材料,运用定性PCR的方法研究了粉碎、膨化两种加工工艺对转基因大豆内源基因Lectin、外源基因Cp4 epsps以及启动子和终止子的影响。结果表明,粉碎和膨化加工工艺对大豆转基因成分及调控元件的降解有不同程度的影响。     

干热加工工艺对大豆转基因成分及调控元件的影响

以转基因大豆为材料,运用定性PCR方法研究干热加工工艺对转基因大豆内源基因Lectin、外源基因Cp4epsps以及启动子CaMV35s和终止子Nos的影响。结果发现:大豆经过130℃干热加工3min后,内源基因Lectin降解到407bp以下;经过120℃加热9min后,外源基因Cp4 epsps降解到408bp以下;干热加工对启动子的片段长度并没有影响,而当加工条件达到130℃加热9min时,终止子125bp的片段会产生降解。结果表明,不同温度和时间的干热加工工艺对大豆转基因成分及调控元件的降解均有不同程度的影响。     

干热和湿热工艺对大豆转基因成分及调控元件影响的比较研究

以转基因大豆为试验材料,运用定性PCR的方法研究了干热和湿热两种制粒加工工艺对转基因大豆内源基因Lectin、外源基因Cp4 epsps以及启动子和终止子的影响。结果发现大豆经过130℃干热处理3 min或100℃湿热处理15 min后,内源基因降解到407 bp以下;经过120℃加热9 min或100℃湿热处理15 min后,外源基因降解到408 bp以下;干热处理对启动子的片段长度并没有影响,而当加工条件达到130℃干热9 min时,终止子125 bp的片段开始会产生降解;当100℃、3 min湿热处理后启动子和终止子都会产生降解。结果表明,不同干热和湿热制粒工艺对大豆转基因成分及调控元件的降解均有不同程度的影响。     

烟草E3泛素连接酶NtHOS1a和NtHOS1b基因的克隆与表达分析

为明确与烟草低温早花有关的调控基因,利用生物信息学方法结合RT-PCR和SMART RACE技术,从烟草中克隆了2个E3泛素蛋白连接酶HOS1基因cDNA全长序列,分别命名为NtHOS1a(Gen Bank登录号:KU558689)和NtHOS1b(Gen Bank登录号:KU558690)。NtHOS1a基因全长为3 599 bp,编码963个氨基酸;NtHOS1b基因全长为3 578 bp,编码954个氨基酸;两基因氨基酸序列的一致性为95%,与拟南芥HOS1蛋白(NP_181511)的序列一致性分别为51%和50%。两基因编码蛋白的N末端均含有一个E3泛素连接酶特征的环指结构域。荧光定量PCR分析表明:在正常生长条件下,NtHOS1a和NtHOS1b在烟草根、茎、叶中表达强烈,12℃低温处理10 d后两基因在烟草根、茎、叶中的表达量均有不同程度的降低,说明在烟草根、茎、叶组织中NtHOS1a和NtHOS1b的表达量受低温胁迫的负向调控。     

大豆加工食品中转基因成分多重PCR检测体系的建立

以大豆内源基因 (Lectin)、筛选基因 3 5S启动子 (Cauliflowermosaicvirus 3 5S ,CaMV3 5S)、Nos终止子 (Nopalinesynthase,Nos)和外源基因 (5 enolpyruvylshikimate 3 phosphatesynthase ,Ep sps)为检测对象 ,通过对PCR扩增体系中各引物终浓度及PCR扩增过程中退火温度的探讨 ,研究了不同引物终浓度配比及退火温度对转基因大豆多重PCR检测的影响 ,建立了大豆加工食品中转基因成分多重PCR检测体系。结果表明 ,当各组引物的终浓度分别为 1 0、2 0、2 0、3 0 μmol/L即引物终浓度配比为 1∶2∶2∶3 ,退火温度为 5 5 4℃时 ,所建立的多重PCR检测方法能够有效地检测出大豆中的转基因成分 ,具有特异性好 ,简便 ,快速 ,准确等优点。     

SODM、DTA-6和Cc对大豆生育中后期功能叶片生理特性的影响

在大田栽培条件下,以垦农4号为材料,通过叶面喷施植物生长调节剂SOD模拟物（SODM）、2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6）、氯化胆碱（Cc）,研究其对大豆生育中后期功能叶片某些生理特性的影响。结果表明,喷施后5～20d,SODM、DTA-6、Cc处理提高了叶片的Chla、Chlb及Chl（a＋b）含量,降低了Chla／Chlb比值,其中SODM调控效果最佳。SODM、DTA-6提高了叶片可溶性蛋白质和可溶性糖含量。SODM、DTA-6、Cc处理在多数测定时期内均提高了叶片SOD和POD活性,其中DTA-6对SOD活性的调控作用最强,SODM次之;SODM对POD活性调控效果最佳,DTA-6次之。同时,DTA-6和SODM提高了叶片CAT活性,减缓了MDA含量的升高,而Cc对上述多项指标的调控作用均不明显。综合分析表明,叶面喷施DTA-6和SODM,调节了大豆生育后期功能叶片的生理代谢水平,延缓了大豆植株的衰老进程,提高了大豆产量。     

大豆肽对果蝇睡眠的影响

研究大豆肽(soybean peptides,SBP)对果蝇睡眠的影响。通过大豆分离蛋白酶解,制得SBP,选择20日的雄性果蝇,分为4组,无添加的培养基作为空白组,SBP分为2、4、8 mg/mL额外添加到培养基作为3个实验模型组,通过VideoTrack动物行为分析系统监测果蝇睡眠时长,并检测SBP对果蝇脑部生物钟基因(per、tim、clk、cyc)与参与调控睡眠神经递质合成限速酶的基因(gad、tph、gdh、hdc)以及五羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)的影响。研究发现,在监测睡眠的第2日晚上,SBP对果蝇睡眠延长效果最好,并呈现剂量依赖性,又通过剥离取头,分析其生物钟基因(per、tim、clk、cyc)和神经递质合成限速酶基因(gad、tph、gdh、hdc),得到SBP是通过调节tim和tph的基因表达并提高5-HT在脑部的含量来延长果蝇的睡眠时长的结论。     

大豆异黄酮对青年雌性大鼠卵巢、子宫组织中Bcl-2 mRNA 和Bax mRNA 表达的影响

目的：通过动物实验研究,观察Bcl-2 mRNA 和Bax mRNA 在青年雌性大鼠卵巢和子宫组织中的表达情况,从细胞凋亡角度研究大豆异黄酮对青年雌性大鼠的抗衰老作用。方法：选用2 月龄青年雌性大鼠50 只,按体质量分成5 组,每组10 只,分别为对照组(基础饲料)、低剂量组(大豆异黄酮100mg/(kg bw·d))、中剂量组(大豆异黄酮200mg/(kg bw·d))、高剂量组(大豆异黄酮300mg/(kg bw·d))、雌激素组(己烯雌酚0.5mg/kg 饲料),实验周期7 周。采用原位杂交法检测各组大鼠卵巢和子宫组织中Bcl-2 mRNA 和Bax mRNA 的表达水平。结果：大豆异黄酮能够增强大鼠卵巢和子宫组织中Bcl-2 mRNA 的表达水平;而各剂量组大鼠卵巢和子宫组织中Bax mRNA水平呈下降趋势。结论：大豆异黄酮可以增强抗凋亡基因Bcl-2 mRNA,拮抗促凋亡基因Bax mRNA 的水平,推测这是大豆异黄酮对青年雌性大鼠发挥抗衰老作用的途径之一。     

大豆CONSTANS同源基因的克隆及表达

CONSTANS（CO）是调控拟南芥由营养生长向生殖生长转换的关键基因。本研究利用RACE法从晚熟（光周期敏感）大豆品种自贡冬豆中克隆得3个大豆CO同源基因,分别为Glyma04g06240、Glyma13g01290和Gly-ma06g06300。电子克隆法检索发现另外5个同源性较高的基因,这些基因均含一个内含子,其编码氨基酸序列与拟南芥AtCO的B-box和CCT功能结构域高度同源。qRT-PCR分析叶片中Glyma04g06240、Glyma06g06300和Glyma13g01290的表达发现,短日下三者表达均呈现昼夜节律模式,表现为白天降低,夜间积累,凌晨达到表达高峰;长日处理仅影响了这些基因在夜间的积累量。此外,Glyma06g06300和Glyma13g01290在大豆叶片、茎尖、花及嫩荚中有大量表达。短日处理时Glyma13g01290的表达在自贡冬豆由营养生长向生殖生长转化的过程中逐渐增加,而长日处理至13d后其表达逐渐被抑制,表明Glyma13g01290可能参与自贡冬豆开花的调控。     

转基因大豆水酶法制油过程中内、外源基因降解规律研究

以转基因大豆为原料,经过挤压膨化预处理,使用水酶法提取大豆油,探索水酶法提取转基因大豆油的过程中内、外源基因的降解规律。通过定性PCR技术检测大豆内源Lectin基因和外源EPSPS基因以及启动子和终止子的降解变化。结果表明:转基因大豆原料经过挤压膨化后,其内源Lectin基因降解至1067 bp以下,挤压膨化过的大豆经过碱性蛋白酶水解离心得到油相、水相和渣,各相中内源Lectin基因没有发生降解;外源EPSPS基因以及启动子与终止子经过挤压膨化、水酶法等工艺,基因片段没有发生降解。这说明转基因大豆的外源EPSPS基因比内源Lectin基因稳定。实验结果为水酶法提取转基因大豆油的大规模应用提供参考,为转基因大豆内、外源基因的稳定性研究提供了理论依据。