转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因棉花的获得及其耐盐性鉴定

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通过农杆菌介导法获得耐盐转甜菜碱醛脱氢酶基因白三叶草

通过农杆菌介导法获得耐盐转甜菜碱醛脱氢酶基因白三叶草
陈传芳，李义文，陈豫，白建荣，李辉，朱银锋，陈受宜，贾旭!
（中国科学院遗传与发育生物学研究所，北京 +((+(+）
摘
要：通过农杆菌介导法将耐盐植物山菠菜甜菜碱醛脱氢酶（ J<?"6#< K7T<9&T< U<9&T%>;<#"C<，基因成功地 5!0; ）
双元质粒载体 #$%&’() 的构建
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白三叶草的转化程序取白三叶草的种子，先用 9=J 的酒精浸泡消毒
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;<= 的提取
［<@］质粒 4I2 的提取和纯化均按照 B-KG5$$F 等
然后用 ;J 的次氯酸钠溶液消毒 L= K&’，再用 < K&’，无菌双蒸水清洗大约 L # 至水无色为止，最后置室温弱光下浸泡 <! # 使种子充分吸涨。将子叶从胚轴上剥离下来并收集于 M0 液体培养基中，然后置于浓度为 AE= N <=; 个细菌 O K% 的农杆菌 2PM< 中侵染 A= K&’，并放置于 L:Q 、 <!= 5 O K&’ 震荡的恒温摇床，后用滤纸吸掉多余的菌液， A= K&’ 再将子叶放置于不含抗生素的生芽固体培养基（含有 < K, O M I22 和 =E! K, O M 8602 的 0! 固体培养基）上， L:Q 培养 A 3。A 3 后用无菌双蒸水洗掉子叶上的农杆菌，并置于含有 A! K, O M 的卡那霉素和 !== K, O M的头胞菌素的生芽固体培养基上， LAQ 、 <8 O : # 光 O 暗培养， A R 转接 < 次。两个月后将再生芽转移至含有 <! K, O M 的卡那霉素和 L== K, O M 头胞菌素的生根培养基 ST0 上，生根后去净琼脂转移 LAQ 、 <8 O :# 光 O 暗培养生根，［<L， <A］万方数据至试验地繁殖。

果树耐盐性研究进展

果树耐盐性研究进展摘要：果树在长期的进化过程中，形成了丰富的遗传多样性，存在大量特异的资源，蕴藏着珍贵的特有基因。

加强对这些资源遗传多样性研究，挖掘有价值基因，阐明果树耐盐蛋白的功能及调控机制在科学研究上具有重要的意义。

植物耐盐性是一个受多基因控制的数量性状，克隆耐盐相关基因，通过遗传工程手段提高果树的抗盐性，培育耐盐碱果树品种还有待进一步的努力。

关键词：果树；耐盐性；研究；进展1 果树耐盐机制1.1 渗透调节盐胁迫下，果树的渗透调节主要通过积累无机离子和小分子有机物质实现的，特别是轻度和中度盐胁迫条件下主要由渗透调节作出响应，从而降低根际区土壤水势。

对积累无机离子获得渗透调节的果树来讲，排盐越有效，其主动渗透调节的能力越差。

参与果树渗透调节的无机离子主要有Na+、K+和Cl-，但这几种离子在不同的果树中是不同的。

有些果树选择K+而排除Na+，有些果树选择Na+而排除K+。

虽然盐胁迫可引起Cl-含量的增加，但有人认为Cl-是作为平衡Na+或K+电荷的物质被动进入细胞内，对植物的渗透调节作用不大。

果树体内积累更多的无机离子将影响果实的品质，有机物质的积累显得更为重要。

在果树中发现有多种相溶性有机物质，如含N化合物（脯氨酸、甜菜碱、氨基酸、多胺）和糖类及其衍生化合物等。

这些相溶性物质可以维持细胞膨压，而且能稳定细胞中酶分子的活性构象，保护酶免受盐离子的直接伤害，以及能量和N的利用库。

1.2 离子的选择吸收盐土植物和淡土植物根系细胞质都不能忍受高浓度的盐，因此在盐条件下这些植物或者是限制过多的盐进入（即拒盐），或者是把Na+离子分配到各个不同组织中从而便利代谢功能（即分配原理）。

限制过多的Na+进入到根系细胞或者木质部的一种途径是维持一个最佳的细胞质K+/Na+比值。

一般地，在轻度或中度盐害条件下，拒盐是十分有效的，但是高盐条件下盐土植物通过分配原理抵抗盐胁迫。

拒盐是相对的，无论是耐盐还是盐敏感的果树，细胞内都含有一定浓度的Na+。

植物耐盐性的信号转导途径及相关基因研究进展

ＷＵＪｎ，ＯＧＢｏａ，ｅｕＡＧＳｎ（ｔｅｅＬｂｒｔｙＢｅｉａｅｏｒｎＰｓｃｅｉ ‘ ＳＮａ —ｒＨＵＤ — ，ＹＮｏｇＳａｙａｏｏｒｄｎＢｓｆＧｅｅｉｄａｔｙｔＫａｒｅｇｅｔｉ
山地农业生物学报
关的信号转导途径及其相关基因进行综述，对其发展前景作进一步展望。并
２１正０１
１盐超敏感（ａｖｒｅｓｉ，Ｏ）号转导途径及相关基因ｓｔｅｙｓｎｉｖＳＳ信ｌｏｌｔｅ
在ＳＳＯ信号途径及相关基因的研究中，ｈＺｕ等一以模式植物拟南芥为研究对象，用快中子轰击采（ａｅｔｎｂｍａｍｎ）Ｔ—ＤＡ诱变及化学突变（ＥＳｆｔｕｏｏｂｒｅｔ、ｓｎｒｄＮ如Ｍ诱导）等遗传突变的分析手段，获得５组ＳＳ突变体，Ｏ并从中鉴定出了５个相关的耐盐基因（Ｏ１ＳＳ、Ｏ３ＳＳＳＳ、Ｏ２ＳＳ、Ｏ４和ＳＳ）Ｏ５。其中，Ｏ１是ＳＳＳＳＯ
液泡的过程Ｊｕ等人的报道称，。Ｒｓ在拟南芥中，ＳＳ一Ｏ３和ＨＫＴ双突变体植株与ＳＳ突变体相比，Ｏ３单其
ｏｄｃｔｎＣｎｅｆｒｅａｃｎｅｌｒｍＦｎｈｍｃｌ，ｕｈｕＵｉｒｔ，ＧｉｎｕｈｕｆＥｕａ，ｅｔｏＲｓｒａＤｖｏｎｏｉＣｅｉｓＧｉｏｎｅｉｏｉｒｅｈｄｅｐｅｆｅａｚｖｓｙｕａｇＧ￣ｏｙ

水稻香味基因Badh2_的功能和效应分析

1--生物技术•遗传育种　引用格式：刘之熙，闵　军，刘三雄，等. 水稻香味基因Badh2的功能和效应分析[J]. 湖南农业科学，2023（10）：1-6.　DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.010.001水稻（Oryza sativa L ．）是世界上最重要的粮食作物之一，全世界有近 30 亿人口以水稻为主食[1]。

香米不仅在蒸煮后清香可口，更具有很高的营养价值。

同时香米在国际市场上广受欢迎，价格比非香大米高2倍以上，这也为香稻研究提供了广阔的市场前景。

香稻含有多种挥发性化合物，有学者发现直接与水稻香味相关的挥发性物质为2-乙酰1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline ，2-A'P ）[2-3]。

由于甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2功能的缺失，翻译提前终止而产生无功能的BADH2蛋白，中断了2-AP 合成底物γ-氨基丁醛的代谢，使其转而生成了香味物质2-AP [4]。

Badh2基因位于8号染色体上[5]，由 15 个外显子和 14 个内含子组成，常见的突变类型为第7外显子8 bp 缺失和3个SNP 差异导致的移码突变，以及第2外显子上7 bp 缺失造成的翻译提前终止[6-7]。

随着香味基因的克隆和香稻资源的收集，共发现有20余种badh2的等位基因[8-11]。

除了编码区 SNPs 或 InDels 引起非同义突变或移码框突变而导致无功能的BADH2蛋白产生的变异类型外，还有一些Badh2基因的变异发生在内含子区、启动子区及5'UTR 区，携带这些变异类型的水稻品种大多散发独特的香气。

笔者前期利用二代测序技术对3个香稻品种XW13、YZX 及XW17进行全基因组测序，发现3个香稻品种的Badh2基因序列一致，在编码区无明显变异的情况下，启动子区距离ATG -1487 bp 处有一个8 bp 的插入突变，这种变异类型在已测序并公开发表的76份香稻资源的Badh2基因序列中也有发现，命名为 badh2-p [12]。

农业转基因只是100问

第一章根底知识1. 什么是基因？答：“基因〞为英语“gene〞的音译，是DNA〔脱氧核糖核酸〕分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段,是控制生物性状的根本遗传单位,是生命的密码,记录和传递着遗传信息。

所有的基因都由4种碱基组成。

地球生物包括动物、植物、微生物，数量巨大，种类繁多，形态各异，生存环境和生活习性各不一样，这都是由基因控制的。

“种瓜得瓜、种豆得豆〞是人们对这种现象的高度概括，即物种的生物学特征和特性是由基因决定的，是可以遗传的。

一个基因编码一个蛋白质，蛋白质的功能决定生物体所表现出来的特征特性。

2. 什么是转基因技术？答：转基因技术是利用现代生物技术，将人们期望的目标基因，经过人工别离、重组后，导入并整合到生物体的基因组中，从而改善生物原有的性状或赋予其新的优良性状。

除了转入新的外源基因外，还可以通过转基因技术对生物体基因的加工、敲除、屏蔽等方法改变生物体的遗传特性，获得人们希望得到的性状。

这一技术的主要过程包括外源基因的克隆、表达载体构建、遗传转化体系的建立、遗传转化体的筛选、遗传稳定性分析和回交转育等。

3. 什么是转基因生物？答：转基因生物是指通过转基因技术改变基因组构成的生物。

转基因生物又称为“基因修饰生物〞，英文是genetically modified organism，通常用英文缩写GMO来表示。

转基因生物还被称为基因工程生物、现代生物技术生物、遗传改良生物体、遗传工程生物体、具有新性状的生物体、改性活生物体等。

4. 什么是转基因食品？答：转基因食品是指以转基因生物为原料制作加工而成或鲜食的食品，按原料的来源可分为植物源转基因食品、动物源转基因食品和微生物源转基因食品。

例如用转基因大豆制成的大豆油、豆腐、酱油等豆制品，鲜食的转基因番木瓜，与利用转基因微生物所生产的奶酪等都是转基因食品。

5. 自然界中存在基因转移现象吗？答：基因转移现象在自然界中广泛存在，包括物种内和物种间的基因转移现象。

我国水稻抗逆性研究进展

我国水稻抗逆性研究进展黄志谋;沈其文;蔡克桐;周慧梅【摘要】Progress of rice resistance research in China was concluded in the study based on exploitation of wild rice, breeding of hybrid rice,rnnew resistant rice variety, rice resistance gene, relation between hormone and rice resistance, effects of Si and Ca on yield increase, providingrnreferences for research of rice yield improvement.%从野生稻抗性的挖掘利用、杂交稻的选育及水稻新抗逆性品种、水稻抗逆功能基因研究、激素与水稻的抗逆性、矿质元素硅和钙对水稻抗逆性增产作用5个方面对我国水稻抗逆性研究进展进行了综述,为提高水稻产量的研究提供了参考.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)001【总页数】4页(P129-132)【关键词】水稻;抗逆性;育种;抗性基因;激素【作者】黄志谋;沈其文;蔡克桐;周慧梅【作者单位】湖北省咸宁市农业科学院,湖北咸宁437100;湖北省咸宁市农业科学院,湖北咸宁437100;湖北省咸宁市农业科学院,湖北咸宁437100;华中农业大学,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】S511水稻对各种胁迫（或称逆境）因子如抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗御能力称为水稻抗逆性［1］。

近年来，全球自然灾害发生次数多、影响大。

同时人口增加、社会经济发展变化、水资源短缺、土壤盐碱荒漠化的趋势和农业劳动力短缺等日益加剧，由此带来的各种胁迫直接影响到水稻的生产、水稻面积和单产［2］。

植物耐寒机理与耐寒植物新品种培育

植物耐寒机理与耐寒植物新品种培育王达;马纪【摘要】低温灾害是普遍存在的对植物造成严重伤害的自然灾害,研究植物耐寒的分子机理并积极培育耐寒植物新品种对农业等生产活动具有重要意义.主要介绍植物抵御低温时的生理生化变化和关键基因,以及抗冻蛋白在耐寒植物新品种培育中的应用,并探讨植物耐寒育种的发展趋势.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】7页(P7-13)【关键词】耐寒植物;育种;转基因;低温伤害;抗冻蛋白【作者】王达;马纪【作者单位】新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源与基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046;新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源与基因工程重点实验室,乌鲁木齐830046【正文语种】中文在自然环境中，温度是影响植物生长、发育的关键因素，低温会导致植物受到严重损伤或使植株死亡。

低温灾害是农业、园林生产中一种严重且普遍存在的自然灾害。

据统计，1996年新疆北疆地区因夏季持续低温造成全疆棉花单产减产达7%左右；2001年北疆大部分棉区7月底出现的障碍型低温冷害致使北疆沿天山一带大部分棉区棉花单产减产幅度达30%-50%[1]。

低温灾害导致农林植物受伤害而造成巨大的经济损失，因此，研究植物抗寒性的生理机制并积极培育抗冻耐寒植物新品种，具有重要的理论意义和解决实际生产问题的应用价值。

研究表明，冷害引起的植物损伤首先发生在细胞膜系统[2]。

冷冻造成的脱水现象导致膜系统损伤[2，3]。

低温引起植物胞外或胞内结冰，由于胞外空间冰点较高且有一些杂质作为冰核，所以胞外先于胞内形成冰晶。

冰晶溶液比液态溶液的水势低得多，并且温度越低水势差值越大，因而胞内的水分通过质膜流出，导致细胞严重脱水[4]。

脱水会对细胞造成严重伤害，包括膜结构的改变和功能的丧失。

脱水后升温，原生质迅速膨胀而裂解；脂分子双层被破坏，部分膜脂疏水头部聚在一起形成直径2 nm的六角锥形结构（lamellar-hexagonal- phasertransitions,HexII）；在经低温驯化的原生质体中，可以观察到膜片跳跃（fracture-jump lesion, Fjl）现象，可能是由于质膜与其他细胞膜，尤其叶绿体被膜融合而引起。

转BADH基因水稻幼苗抗盐的若干生理生化反应

１ｏ期，６２月０
ＪｕｎｌｆｅｅＮｒｌｎｖｒｔ０Ｓｉｎｅ＆ＴｃｎｌｙＶ１２ｏ４Ｄｃｍｅ０ｏｒａｏｂｉｏｍａＵｉｓｙｆｃｃＨｅｉｅｅｈｏｇｏ．０Ｎ．ｅｅｂｒ０６ｏ２
转ＢＤＡＨ基因水稻幼苗抗盐的若干生理生化反应
杨晓玲，东方阳，孙耀中，刘永军，郭学民，王莉
（河北科技师范学院生命科学系，河北豢皇岛，６０）０６０６摘要：试验以受体亲本水稻中花８号为对照，用含０５７ｇ・ＮＣ的水稻专用营养液培养水稻幼苗，，，ＬａＩ研究了转甜菜碱醛脱氢酶（ＡＨ）ＢＤ基因水稻品系５ — ２７的抗盐性。结果表明：在盐胁迫条件下。水稻幼苗的生长减慢，根冠比值减小；膜透性增强；Ｄ、ＭＡ脯氨酸、游离氨基酸、可溶性糖含量升高；叶绿素、蛋白质含量下降；ＰＤＳＤ活性增强；Ｏ，Ｏ随着盐浓度的升高变化幅度增加。与对照品种比较，７５２— 在盐胁迫下的生长量和根冠比较大；电解质相对渗出率较低；ＤＭＡ和蛋白质、氨基酸含量变化幅度较低；叶绿素、脯氨酸含量较高；ＯＰＤ，
基因工程技术，ＢＤ将ＡＨ结构基因转到受体亲本中花８（号简称中８水稻中，到了转ＢＤ）得ＡＨ基因水稻，并证明该基因在转基因水稻中表达－。经田间试验筛选出了生物学性状和产量性状较好的转４】
ＢＤＡＨ基因水稻品系５７２— 。本试验以受体亲本中８为对照，对转ＢＤＡＨ基因水稻品系５ — ２７的抗盐性进行了初步的研究。

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Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，ｓｈｊｚｈｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ：１０．１３２７１￣．ｍｐｂ．０１３．０００１２５
ＡｂｓｔｒａｃｔＢｅｔａｉｎｅａｌｄｅｈｙｄｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ（ＢＡＤＨ），ｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｔｕｄｉｅｓｏｎｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｅｎｅａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇＴｈｅｉｒＳａｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ
ＪｉａｎｇＹｕｒｏｎｇＹｕａｎＪｕｎｊｉｅＣｈｅｎＧｕｏｌｉｎ
ｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，３１００５８
ＺｈｕＳｈｕｉｊｉｎ
１ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＺｈｅｊｉｎｇａＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎ ’ ｎ，ａ３１１３００；２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈ￣ｉａｎｇＵｎｉｖｅｒ－
分子植物育种，２０１５年，第１３卷，第１期，第１２５ — １３１页
ＭｏｌｅｃｕｌａｒＰｌａｎｔＢｒｅｅｄｉｎｇ，２０１５，Ｖｏ１．１３，Ｎｏ．１，１２５—１３１
研究报告
ＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｐｏｒｔ
转甜菜碱醛脱氢酶（ＢＡＤＨ）基因棉花的获得及其耐盐性鉴定
蒋玉蓉１袁俊杰・陈国林祝水金
１浙江农林大学农业与食品科学学院，临安，３１１３００；２浙江大学农业与生物技术学院，杭州，３１００５８
通讯作者，ｓｈｊｚｈｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃａ
ｉｓａｋｅｙｅｎｚｙｍｅｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｂｅｔａｉｎｅ．ＴｈｅＢＡＤＨｇｅｎｅｃｌｏｎｅｄｆｒｏｍＭｏｕｎｔａｉｎＳｐｉｎａｃｈｗａｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｉｎｔｏ
的种质材料。关键词棉花，甜菜碱醛脱氢酶基因，花粉管通道法，耐盐性
ＡｃｑｕｉｒｉｎｇＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＣｏｔｔｏｎＨａｒｂｏｒｉｎｇＢｅｔａｉｎｅＡｌｄｅｈｙｄｅＤｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ
摘要
甜菜碱醛脱氢酶（ｂｅｔａｉｎｅａｌｄｅｈｙｄｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ，ＢＡＤＨ）是合成甜菜碱的关键酶，广泛用于植物的
耐盐转基因研究。为获得耐盐性提高的棉花植株，本研究通过花粉管通道法将山菠菜甜菜碱醛（ＢＡＤＨ）基因转化到陆地棉品种 —— 中棉所３５。经卡那霉素田间抗性鉴定、标记基因 Ⅳ Ｐ Ⅱ和目标基因ＢＡＤＨ的ＰＣＲ检测，以及Ｓｏｕｔｈｅｍ杂交检测，结果表明ＢＡＤＨ已整合到棉花的基因组中，并获得转标记基因 Ⅳ Ｐ Ⅱ和目标基因ＢＡＤＨ棉株５株。通过对Ｔ种子在０．６％ＮａＣ１盐池发芽实验结果表明，转化植株的出苗率高达６３．４％，对照材料出苗率２．４％，转化植株耐盐性较对照有明显提高。本研究获得转基因植株可作为抗逆育种
ｕｐｌａｎｄｃｏｔｔｏｎ－ｖａｒｉｅｔｙＺＭＳ３５ｂｙｐｏｌｌｅｎ－・ｕｂｅｔｐａｔｈｗａｙｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａ・－ｓｅｄｓａｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｋａｎａｍｙｃｉｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｄｅｎｔｉｉｃｆａｔｉｏｎｏｆｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄｌｉｎｇｓｉｎｔｈｅｉｅｆｌｄ，