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通过基因工程技术将抗性基因转入植物受体中,是创新种质资源、培育抗病抗逆新品种的有效途径。植物表达载体直接关系到外源基因的转化效率、遗传稳定性和表达情况,同时也与转基因植物的安全性等问题密切相关,因此,表达载体的构建在植物基因工程研究中占据重要地位,是获得有应用价值转基因植株的基础。本研究克隆了大量不同来源和作用机理的抗病抗逆相关基因,如抗穗发芽基因、不同的赤霉病菌特异抗体与抗菌肽或脱毒蛋白构建的融合蛋白抗病脱毒基因等,分别构建到小麦和拟南芥的遗传转化载体,为进一步研究这些基因的功能和创造新的抗性种质资源奠定了基础。同时,还通过添加合适的表达元件、构建含有不同启动子的最小表达框载体等策略,对表达载体进行多方面的优化,为外源基因表达水平的提高和具有更高安全性转基因植株的获得提供了新的思路。本研究所构建的部分表达载体已在本实验室进行的相关研究中得到应用,并己筛选到了表型性状明显改善的转基因植株,在作物分子育种研究中具有重要的应用价值和发展潜力。本研究的主要成果如下：1.根据拟南芥、小麦、大麦和禾谷镰刀菌的密码子偏爱性,优化并合成牛乳铁蛋白基因BLF以及脱毒基因FUMI、FUMD和LAC从小麦和拟南芥cDNA中分别克隆受体蛋白基因FS1和FS9,以及G蛋白α亚基编码基因GPA1；通过SOE-PCR技术,扩增得到Lfcin B、MSI99、D4E1、Hvchi和UECH42等抗菌肽基因,并与赤霉病菌等真菌的特异单链抗体进行融合,得到抗菌肽-抗体融合基因(如Hvchi-G7、 Hvchi-FGMab、UECH42-G7)。2.优化合成组织特异性表达启动子amt和leml；对实验室已有CaMV35S启动子进行改造,使其B区重复四次,并添加intron和Ω序列等表达元件,为植物表达载体提供更多的启动子选择。3.将不同来源和作用机理的抗病抗逆基因、脱毒基因或抗体融合蛋白基因分别构建到含amt、cmps、leml.lem2、Q35S、ubi和vp1启动子的表达载体中,并完成农杆菌转化载体的根癌农杆菌转化鉴定工作,这些植物表达载体将用于小麦的基因枪转化或农杆菌介导转化。4.构建脱毒基因或脱毒蛋白-抗体融合基因的拟南芥表达载体,并完成农杆菌的转化。主要包括：伏马菌素脱毒基因FUMI和FUMD与伏马菌素特异抗体H2融合的双表达框农杆菌转化载体；黄曲霉脱毒基因LAC与黄曲霉特异抗体AFTB1的融合表达载体；解毒基因Epo和NHTD的表达载体。5.构建一系列抗菌肽-抗体融合蛋白相关基因的拟南芥转化载体,其中A6、B3、D2、E9、H2、G7、F11、ScFv1、20.51、AFTB1、FGMab和PIPP等抗体构建了单独的抗体表达载体,D4E1、MsrA1、AFP2和MSI99构建了单独的抗菌肽表达载体；抗菌肽与抗体组合构建的融合蛋白表达载体有D4E1-G7、D4E1-PIPP、D4E1-F11、 MsrAl-G7、MsrAl-PIPP、MsrAl-F11、AFP2-ScFv1、AFP2-20.51、AFP2-FGMab、 MSI99-ScFvl、MSI99-20.51和MSI99-FGMab,这些表达载体已完成根癌农杆菌的转化,将利用模式植物拟南芥研究这些外源基因的抗病性,探寻新的抗性种质资源。6.将克隆的受体蛋白基因FS1和FS9分别与报告基因GFP融合,构建到植物表达载体中,将用于遗传转化拟南芥研究受体基因的功能。