基因编辑助大豆在南方丰产

<正>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GmFT2a和GmFT5a基因在大豆花期调控中的遗传效应,为大豆品种的     

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     

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。     

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》。     

烟草转录因子MYB12基因克隆及表达模式分析

R2R3-MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育和代谢活动中发挥着重要的调节作用。为明确MYB12转录因子在烟草中的生物学功能和调控机制,同源克隆了普通烟草MYB12基因(NtMYB12a和NtMYB12b),利用实时荧光定量PCR表征基因表达模式,结合生物信息学分析对基因功能和调控机制进行了初步预测。结果表明,NtMYB12a和NtMYB12b核苷酸序列一致性为92.91%,氨基酸序列一致性为87.91%。烟草MYB12基因结构高度保守,均由4个外显子和3个内含子组成。进化分析表明,普通烟草中NtMYB12a系由绒毛状烟草MYB12基因进化而来,而NtMYB12b则来源于林烟草。NtMYB12基因表达具有时空特异性,烟草在打顶以及盐、干旱、黑暗和磷饥饿等胁迫处理后,NtMYB12a和NtMYB12b基因表达差异明显,NtMYB12a基因表达水平在打顶处理下呈现上调趋势,在盐、黑暗和磷饥饿胁迫处理下显著下调,而在干旱胁迫下无明显变化;各种胁迫处理均可诱导NtMYB12b基因表达水平的提高,预示着NtMYB12基因在烟草响应各种非生物胁迫中发挥着重要的调控作用。     

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。     

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。     

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。     

多重微滴式数字PCR定量检测市售核桃乳中核桃、大豆源性成分

目的:为市售核桃乳中核桃源及主要掺杂物种大豆两种源性成分建立准确、快速定量检测方法。方法:从植物组织(核桃、大豆)或是植物蛋白饮料(核桃乳饮料)提取核酸后,主要采用多重微滴式数字聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术,测算单位质量核桃和大豆的目的基因拷贝数比值,建立基因拷贝数与质量之间的关系,进而利用该比例关系换算出植物蛋白饮料中核桃和大豆的投料量,以实现对植物蛋白饮料中植物源性成分的定量检测。结果:基于多重微滴式数字PCR定量检测市售产品中大豆和核桃源性组分的方法,引物探针特异性好,目标物种间无交叉反应;灵敏度高,核桃中掺杂大豆的质量检测限为0.5%,相对误差为5.6%。将单一源性5种不同质量下靶基因拷贝数之比与5种不同比例混合源性靶基因拷贝数之比通过重复3次检测,综合比较并拟合后得到单位质量下拷贝数(C_(大豆)/C_(核桃)=1.771 1)的换算比例值。在从商品超市中抽取的11份不同品牌的核桃乳中(仅含核桃一种植物源成分),多重微滴式数字PCR方法检测显示:11份样品均检出核桃源性成分,6份样品检出大豆源性成分,其中4份样品中大豆与核桃质量之比高于10%,判断存在掺杂使假;2份样品大豆与核桃质量之比低于0.2%,极低的检出量推断为工艺沾染。结论:采用多重微滴式数字PCR准确、快速的定量方法可作为鉴别核桃乳中掺杂使假问题的有效手段。     

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。     

植物基因克隆技术的研究进展

随着科学技术的不断发展,人类基因组计划的不断实施,世界生命科技工作者对于植物基因克隆技术的研究不断进步,近年来,我国在基因克隆技术领域也有了长足的进步,在玉米,小麦,大豆,水稻,拟南芥等植物中,已经克隆了许许多多与植物的产量、品质、抗性及农艺性状等相关的基因。文章主要从基因芯片技术,功能克隆、定位克隆、同源序列克隆、PCR扩增技术分别介绍基因克隆技术的现状以及研究进展。     

转基因大豆Roundup Ready调控元件在食品加工过程中降解变化的研究

35S启动子可能会通过基因的水平转移插入到某一致癌基因上游，活化并导致癌症的发生。为了解转基因植物中调控元件的安全性问题，以转基因大豆Roundup Ready为实验材料，针对Roundup reaqdy转基因大豆中CaMV35S启动子及NOS终止子的序列，设计了不同长度片段的引物，通过对CaMV35S启动子和NOS终止子的PCR扩增，研究了豆腐、豆奶、豆粉3种大豆加工食品中磨浆、煮浆、调配、均质、杀菌、喷雾干燥等关键工艺对Roundup Reaqly大豆中调控元件的影响。结果表明调控原件在食品加工过程中的降解变化与其所处位置有较大关系。扩增长度相近的2个片段，包含大豆基因组。DNA序列的片段受加工过程的影响较小，在3种豆制品的所有加工过程中均能检测到。而只包含CaMV35S启动子序列的片段仅能在原料中检测到，原料经过磨浆后。片段大小降至200bp以下。NOS终止子受食品加工工艺的破坏和影响较小，在被检测食品的每一个加工过程中都能够检测到NOS终止子片段。     

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。     

hrpZpsta和RIPs双价抗病基因转化大豆的研究

构建了含有hrpZpsta和RIPs的双价抗病基因植物表达载体,采用农杆菌介导法,以大豆子叶节为外植体,将双价抗病基因hrpZpsta和剧风转人大豆品种吉农28中,以耐盐基因BADH作为筛选标记基因、筛选得到T1阳性植株18株;T1。转基因植株PCR、Southern杂交及RT—PCR检测表明外源基因已成功整合到了大豆基因组中并可遗传给后代。     

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。     

农杆菌介导microRNA398靶基因转化大豆

拟南芥miR398对低磷胁迫有响应。通过生物信息学方法预测找到大豆miR398a的靶基因铜/锌超氧化物歧化酶GmSODC（Copper/zinc superoxide dismutase）,通过RT-PCR扩增得到该酶的全长cDNA,采用LIC（Ligation-Independent cloning）法将GmSODC连接到双元植物表达载体pJG045上,构建成植物表达载体pSDC6。通过农杆菌介导的子叶节法将GmSODC基因导入大豆品种东农50中,获得了转化GmSODC的T1植株。采用Real-time PCR方法,对转基因植株进行GmSODC基因转录水平的相对定量分析,其中1株较非转基因植株表达量明显提高。     

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。     

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。     

果实表面蜡质合成及乙烯和APETALA2/乙烯响应因子调控作用的研究进展

蜡质在保持果实良好外观、品质和营养成分,延缓果实衰老和延长果实货架期等方面具有重要作用。乙烯作为重要的果实激素,参与胁迫信号响应并调控果实生长发育和成熟衰老进程。目前,果实蜡质合成与转运途径被逐步阐明,同时参与该途径的蜡质合成酶和转运蛋白编码基因也在逐步被鉴定并完成功能验证,这些基因的表达可能受到乙烯和乙烯信号系统的调控。因此本文重点综述了果实蜡质的合成和调控,乙烯调控园艺作物果实蜡质合成,APETALA2/乙烯响应因子（APETALA2/ethylene-responsive factors,AP2/ERFs）调控模式植物、农作物和园艺作物果实蜡质合成等的研究进展,以期为调控果实蜡质合成的结构基因和AP2/ERFs转录因子的分析提供参考。     

产细菌素乳酸菌原生质体融合

原生质体融合是一种直接有效的生物技术手段,可以快速改变微生物性状。作为一种20世纪70年代发展起来的基因重组技术,它有着其它技术无可比拟的优势,可以克服种间的不育性,使融合子同时具有双亲的优良性状。植物乳杆菌ZJ316具有良好的抑菌性,本试验中通过原生质体融合技术进一步提高其抑菌活性。群体感应系统(QS系统)在细菌素调控合成过程中起着重要的作用。本实验室对植物乳杆菌ZJ316全基因组进行测序,发现其QS系统中缺少两个重要的调控基因:plnC和plnD。然而,通过PCR验证,发现另一株具有良好抑菌活性的植物乳杆菌ZJQ基因组中含有plnC和plnD基因,说明成功获得植物乳杆菌ZJ316与植物乳杆菌ZJQ原生质体融合子,增加了细菌素产量,提高了抑菌活性。