植物microRNA功能瞬时验证体系的建立

目的:建立植物microRNA(miRNA)功能的瞬时活体验证体系,并检验该体系的有效性。方法:选用双元表达载体pCAMBIA1200,并插入烟草花叶病毒双35S启动子,以驱动目标miRNA超表达;选用双元表达载体pFGC5941的绿色荧光蛋白(GFP)改造载体用于潜在的靶基因与GFP融合蛋白的超表达,以转入这2种载体的农杆菌侵染烟草叶片,观察GFP融合蛋白的荧光,作为验证miRNA对其潜在靶基因调控作用的瞬时验证体系。选取拟南芥已知功能的miR393及其靶基因AFB3,分别构建pCAMBIA1200-35S-miR393和pFGC5941-GFP-AFB3载体,利用农杆菌注射烟草叶片进行2个载体共转化,并以pFGC5941-GFP-AFB3单转化作为对照,激光共聚焦显微镜下观察融合蛋白的表达。结果:只将AFB3导入烟草表皮细胞,可观察到绿色荧光;而将miR393与AFB3同时导入烟草表皮细胞后,未能观察到绿色荧光。表明miR393抑制了AFB3的表达。结论:本瞬时表达体系可作为植物miRNA功能的活体瞬时验证体系,为miRNA调控靶基因表达功能提供简单、快速、有效的证据。     

基于瞬时表达系统的水稻miRNA靶基因快速验证系统的建立

旨在建立一种准确且快速的基于瞬时表达系统的水稻mi RNA靶基因验证系统,为研究水稻miRNAs的生物学功能奠定基础。已有研究证实osa-miR169o剪切靶基因OsNF-YA4(LOC_Os03g48970.1)的mRNA,以此为参照,在烟草和水稻原生质体瞬时表达系统中将miR169o前体基因分别与LUC表达载体、LUC-48970和LUC-48970m3融合表达载体瞬时共表达,通过CCD活体成像和Luminometor分析了共表达后LUC活性的动态变化。利用茎环qRT-PCR对miR169o的表达水平进行分析,获得靶基因验证的适合体系。在水稻原生质体体系中,LUC活性和miR169o表达水平在原生质体转化后逐渐增高;24 h时LUC活性最高,相应miR169o表达水平上升10倍左右。综合分析,在原生质体转化后24 h-36 h为适宜检测时间段。在烟草瞬时表达体系中,农杆菌注射72 h后LUC活性最强,而miR169o的表达在48 h后即可上调20倍。因此,农杆菌注射后48 h-72 h为适宜检测时间段。本系统为水稻miRNA靶基因的验证提供了一种简便、快速,且更接近于体内真实情况的实验方法。     

两种瞬时表达体系研究拟南芥Profilin-1的亚细胞定位

使用两种瞬时表达方法研究Profilin-1(PRF1)的亚细胞定位,并比较了2种瞬时表达体系在亚细胞定位研究中的优缺点。利用拟南芥幼叶作为材料,提取叶片的RNA,采用特异性引物RT-PCR的方法克隆PRF1基因,连接到p CAMBIA1300-GFP的改造载体上,成功的构建p CAMBIA1300-GFP-PRF1的表达载体。然后分别利用PEG转化拟南芥原生质体、农杆菌浸染烟草叶片两种技术进行了瞬时表达,并在激光共聚焦显微镜下观察绿色荧光蛋白(GFP)融合蛋白的表达。研究结果表明,将PRF1基因导入拟南芥的原生质体和烟草表皮细胞后,融合蛋白绿色荧光均能被观察到,PRF1基因与GFP融合蛋白的产物在烟草表皮细胞中主要定位在细胞质和外周细胞器中,在拟南芥的原生质体中的细胞核和细胞质中都有定位。两种不同的瞬时表达体系中PRF1蛋白的定位出现了不同,这可能与同源或异源表达的植物的特性相关。     

用绿色荧光蛋白和洋葱表皮细胞检测拟南芥rd29A基因启动子活性的方法

将rd29A基因的启动子与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合在一起,构建成植物表达载体,并以CaMV35S启动子驱动的GFP基因的植物表达载体为对照,用基因枪介导法转化置于4种类型培养基上的洋葱表皮细胞.对其进行不同温度下的培养,16 h后观察GFP基因瞬时表达水平的结果表明,rd29A启动子对高盐和脱水逆境的响应较温度显著,特别是在含PEG6000的培养基上,细胞无破损,绿色荧光强烈,适合于GFP的瞬时表达.而高盐由于易导致细胞出现离子毒害,不宜作为GFP瞬时表达的培养基.     

烟草质体分裂蛋白NtFtsZs在大肠杆菌中的定位分析

分别构建了两个烟草(Nicotiana tabacum L.)质体分裂基因NtFtsZ1和NtFtsZ2与编码绿色荧光蛋白的gfpS65A、V68L、S72A基因相融合的原核表达载体,并导入大肠杆菌( Escherichia coli ) JM109菌株中进行表达.全长NtFtsZs∶GFP融合蛋白在菌体中有规律地定位,暗示NtFtsZs能识别大肠杆菌潜在的分裂位点,并能与大肠杆菌的内源FtsZ发生聚合作用;融合蛋白的诱导表达抑制了宿主菌的分裂,形成了明显的丝状菌体,证明真核生物的 ftsZ 基因与大肠杆菌的 ftsZ 基因有相似的作用.同时构建了NtFtsZs不同缺失的原核表达载体,对这两个基因所编码蛋白不同结构域的功能做了初步分析.实验结果表明,烟草FtsZ蛋白的C端结构域与其在大肠杆菌细胞中的正确定位有关;而N端结构域与NtFtsZs∶GFP融合蛋白的聚合有关.     

利用GFP/RFP双荧光指示载体鉴定特异性启动子功能

在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。     

鸭梨PPO与GFP融合基因的烟草转化及亚细胞定位观察

将鸭梨PPO基因与绿色萤光蛋白GFP基因相融合共同进行遗传转化的方式,对鸭梨多酚氧化酶开展细胞定位研究。通过克隆该酶基因除终止密码子TAA外长度为1 779bp的CDS序列,与绿色荧光蛋白基因重组构建了荧光表达载体pBI121-PPO-GFP,借助农杆菌转化烟草,转基因烟草叶片细胞经激光扫描共聚焦显微镜观察,绿色荧光蛋白荧光与叶绿体自发荧光相重合。结果表明鸭梨多酚氧化酶为叶绿体蛋白质。     

pFGC5941的改造及拟南芥NAC1和SIP1双基因反义表达载体的构建和遗传转化

拟南芥中的SIP1基因编码的蛋白与拟南芥盐胁迫应答中的关键蛋白SOS2存在互作关系,而NAC1为拟南芥中介导生长素信号促进其侧根发生的蛋白。本研究中我们将SIP1基因和NAC1正义基因以及SIP1基因和NAC1反义基因分别整合到一个经改造的具有2个35S启动子的可用于双基因表达的载体pFGC5941S中,构建了两个双基因表达载体pFGC5941S SIP1 NAC1 sense和pFGC5941S SIP1 NAC1 anti。并将这两个载体通过农杆菌介导的方法转化到野生型拟南芥中,共获得15株转基因植株。对这些转基因植株进行盐胁迫实验发现,在含75mmol·L-1 NaCl的MS培养基上,相比于野生型,pFGC5941S SIP1 NAC1 sense转基因植株主根增长,侧根数量明显增多,而pFGC5941S SIP1 NAC1 anti转基因植株长势与野生型苗相似。由此我们推测可能只有当SIP1和NAC1同时过表达时,才会促进盐胁迫下拟南芥侧根的发育。     

In-Fusion 技术构建Ⅰ型钠通道与绿色荧光蛋白融合表达及其突变载体

目的：构建Ⅰ型钠通道(Nav1.1)与绿色荧光蛋白（GFP）融合表达载体及其突变载体。方法：利用In-Fusion 技术将SCN1A 基 因亚克隆到绿色荧光蛋白真核细胞融合表达载体（pAcGFP1-C In-Fusion Ready Linear Vector）。PCR 扩增SCN1A 基因（与线性载 体对应两端有15 个相同碱基）,In-Fusion 技术进行融合即得到pCMV-GFP-C-SCN1A。将其转染HEK293T 细胞,Western blot 检 测Nav1.1 的表达。定点诱变试剂盒对其进行定点诱变。结果：1.成功构建Nav1.1 与GFP 融合表达载体pCMV-GFP-C-SCN1A;2. DNA 测序表明：在预期位点已经发生突变,SCN1A 基因第190 位色氨酸密码子(TGG)突变为终止密码子(TGA)。结论：Nav1.1 与 GFP 融合表达载体及其突变载体的构建成功,为进一步研究该突变位点导致Nav1.1 功能的改变奠定了基础。     

真核表达载体pcDNA3.1(-)+KG的构建及在HeLa细胞中的表达

为了将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)引入细胞核内,采用两轮PCR方法从原先克隆在pcD-NA3.1(-)+GFP载体中将GFP编码序列扩增出来并引入Kozak序列和核定位信号,使用常规酶切和连接方法将其重组至pUCm-T克隆载体中,再将目的片段重组至pcDNA3.1(-)中,对阳性克隆进行酶切、PCR和测序鉴定后,构建了带有Kozak序列和核定位信号的绿色荧光蛋白(GFP)真核表达载体pcDNA3.1(-)+KG。真核表达载体pcDNA3.1(-)+KG被转染试剂Su-perfect转染至HeLa细胞中,绿色荧光蛋白基因在HeLa细胞中得到表达而且在细胞核中观察到绿色荧光。该研究以绿色荧光蛋白为标记初步建立了活体观察真核细胞核动态变化的研究体系。     

pFGC5941的改造及拟南芥NAC1和SIP1双基因反义表达载体的构建和遗传转化

拟南芥中的SIP1基因编码的蛋白与拟南芥盐胁迫应答中的关键蛋白SOS2存在互作关系,而NACl为拟南芥中介导生长素信号促进其侧根发生的蛋白。本研究中我们将SIPl基因和NAC1正义基因以及SIP1基因和NAC1反义基因分别整合到一个经改造的具有2个35S启动子的可用于双基因表达的载体pF—GC5941S中,构建了两个双基因表达载体pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense和pFGC5941S-SIP1-NACl-anti。并将这两个载体通过农杆菌介导的方法转化到野生型拟南芥中,共获得15株转基因植株。对这些转基因植株进行盐胁迫实验发现,在含75mnlol·L-1 NaCl的MS培养基上,相比于野生型,pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense转基因植株主根增长,侧根数量明显增多,而pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti转基因植株长势与野生型苗相似。由此我们推测可能只有当SIP1和NAC1同时过表达时,才会促进盐胁迫下拟南芥侧根的发育。     

Modification of pFGC5941 Construct and Transfer of Double Antisense Genes of NAC1 and SIP1 into Arabidopsis thaliana

SIP1 encodes the protein which show interact with SOS2, the protein involving in plant responding to saline stress while NAC1 encodes the protein which involves in auxin signal and promoting the development of lateral root of Arabidopsis thaliana. In present study SIP1 and NAC1-sense and NAC1-anti were inserted into pFGC5941S constructs, making the expression vectors pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense and pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti, respectively. Fifteen transgenic A.thaliana harboring these two constructs (pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense and pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti) were then generated via Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. The phenotypes of homozygous transformants which were grown on MS medium with 75mmol·L-1 NaCl showed that compared with wild-type A.thaliana, pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense transgenic plants exhibited longer main root and increasing amounts of lateral roots, while no obvious differences were observed in pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti transgenic plants. These results indicated that the development of A.thaliana lateral roots under salt stress was specifically promoted by both overexpression of SIP1 gene and NAC1 gene.     

Snai1 miRNA干扰质粒构建及胃癌细胞系稳定株筛选

目的：设计并构建针对Snai1的微小干扰核糖核酸（miRNA）,最终鉴定出有效干扰质粒并筛选稳定转染的胃癌细胞株SGC-7901。方法：设计并构建4对Snai1的pcDNATM6.2-GW/EmGFPmiR microRNA及1对无效对照microRNA干扰质粒。将干扰质粒用罗氏BD转染试剂转染胃癌细胞株SGC-7901,通过倒置荧光显微镜观察绿色荧光确定转染效率。分别用不同浓度l的杀稻瘟菌素作用于SGC-7901细胞,得到杀稻瘟菌素对SGC-7901细胞的筛选浓度。Westernblot检测4对干扰质粒、阴性对照质粒对snai1蛋白水平表达的影响。结果：测序表明,Snai1干扰序列及读码框完全正确,干扰质粒瞬时转染的SGC-7901细胞系在倒置荧光显微镜下观察绿色荧光达85%以上。杀稻瘟菌素对于SGC-7901细胞的筛选浓度为5μg/ml。Westernblot结果显示,干扰序列Mi-1对Snai1有较强的干扰效果。结论：成功构建了Snai1干扰真核表达载体,同时筛选出有效干扰质粒及稳定转染株,为进一步研究Snai1在胃癌中的作用奠定了基础。     

利用转基因烟草确定AtELHYPRP2蛋白对赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征

采用遗传转化技术获得了整合有拟南芥AtELHYPRP2(EARLI1-LIKE HYBRID PROLINE-RICH PROTEIN 2,AT4G12500)基因的转基因烟草株系,研究了该基因编码蛋白对真菌病原体赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征。以拟南芥Col-0生态型基因组DNA为模板,通过聚合酶链反应扩增AtELHYPRP2基因编码序列,经限制性酶切后连接至pCAMBIA1302载体,构建产生pCAMBIA1302-AtELHYPRP2-GFP融合表达载体。进一步采用农杆菌LBA4404转化烟草叶片外植体,筛选得到转基因烟草植株。RT-PCR、Western blotting印迹分析结果显示,AtELHYPRP2基因在转化体中可以有效表达。激光共聚焦显微观察发现AtELHYPRP2-GFP融合蛋白产生的绿色荧光与碘化丙啶染色后产生的红色荧光能够重合,说明AtELHYPRP2蛋白定位于细胞表面。真菌侵染实验结果显示,组成性表达AtELHYPRP2基因能够增强烟草对赤霉菌的抗性,被侵染部位有明显的H2O2积累。转基因烟草植株中PR1基因的本底表达水平比野生型高,PR1和PR5基因的系统表达水平比野生型高,说明AtELHYPRP2基因可能在SAR反应中具有一定的作用。     

Distinctive expression patterns and roles of the miRNA393/TIR1 homolog module in regulating flag leaf inclination and primary and crown root growth in rice (Oryza sativa)

? MicroRNA (miRNA)-mediated regulation of auxin signaling components plays a critical role in plant development. miRNA expression and functional diversity contribute to the complexity of regulatory networks of miRNA/target modules. ? This study functionally characterizes two members of the rice (Oryza sativa) miR393 family and their target genes, OsTIR1 and OsAFB2 (AUXIN SIGNALING F-BOX), the two closest homologs of Arabidopsis TRANSPORT INHIBITOR RESPONSE 1 (TIR1). ? We found that the miR393 family members possess distinctive expression patterns, with miR393a expressed mainly in the crown and lateral root primordia, as well as the coleoptile tip, and miR393b expressed in the shoot apical meristem. Transgenic plants overexpressing miR393a/b displayed a severe phenotype with hallmarks of altered auxin signaling, mainly including enlarged flag leaf inclination and altered primary and crown root growth. Furthermore, OsAFB2- and OsTIR1-suppressed lines exhibited increased inclination of flag leaves at the booting stage, resembling miR393-overexpressing plants. Moreover, yeast two-hybrid and bimolecular fluorescence complementation assays showed that OsTIR1 and OsAFB2 interact with OsIAA1. ? Expression diversification of miRNA393 implies the potential role of miRNA regulation during species evolution. The conserved mechanisms of the miR393/target module indicate the fundamental importance of the miR393-mediated regulation of auxin signal transduction in rice.     

Imaging fluorescence resonance energy transfer between two green fluorescent proteins in living yeast

We show that fluorescence resonance energy transfer between two mutants of the green fluorescent protein (GFP) can be monitored by imaging microscopy in living yeast. This work is based on the constitutive expression of a GFP-containing fusion protein and the inducible expression of the tobacco etch virus (TEV) protease. In the fusion protein, the P4.3 GFP mutant is linked to the YS65T GFP mutant by a spacer bearing the TEV protease-specific cleavage site.     

A toolkit for graded expression of green fluorescent protein fusion proteins in mammalian cells

Green fluorescent protein (GFP) and GFP-like proteins of different colors are important tools in cell biology. In many studies, the intracellular targeting of proteins has been determined by transiently expressing GFP fusion proteins and analyzing their intracellular localization by fluorescence microscopy. In most vectors, expression of GFP is driven by the enhancer/promoter cassette of the immediate early gene of human cytomegalovirus (hCMV). This cassette generates high levels of protein expression in most mammalian cell lines. Unfortunately, these nonphysiologically high protein levels have been repeatedly reported to artificially alter the intracellular targeting of proteins fused to GFP. To cope with this problem, we generated a multitude of attenuated GFP expression vectors by modifying the hCMV enhancer/promoter cassette. These modified vectors were transiently expressed, and the expression levels of enhanced green fluorescent protein (EGFP) alone and enhanced yellow fluorescent protein (EYFP) fused to another protein were determined by fluorescence microscopy and/or Western blotting. As shown in this study, we were able to (i) clearly reduce the expression of EGFP alone and (ii) reduce expression of an EYFP fusion protein down to the level of the endogenous protein, both in a graded manner.     

水稻OsNCED3基因的RNAi载体构建

水稻OsNCED3基因是水稻抗逆过程中重要的基因之一.以水稻中花10号幼苗为材料,提取基因组DNA.设计引物扩增区段cDNA并引入相应的酶切位点,以基因组DNA作为模板,进行RNAi-OsNCED3顺式和反式目的片段的PCR扩增.将PCR产物连接到pMD19-T载体上,经酶切和PCR检测后进行测序.测序结果表明:RNAi-OsNCED3顺式和反式目的片段均已正确的连接到pMD19-T载体上.然后将RNAi-OsNCED3顺式和反式目的片段通过酶切和连接,连接到含有发夹结构的质粒pFGC5941上.PCR及双酶切结果显示,构建的pFGC5941-OsNCED3即RNAi-OsNCED3载体结构完整.     

含分泌型萤光素酶和绿色荧光蛋白双报告基因的慢病毒载体的制备与表达分析

目的:制备含分泌型萤光素酶和绿色荧光蛋白双报告基因的慢病毒载体,为慢病毒载体的进一步广泛应用奠定基础。方法:克隆构建含分泌型萤光素酶和绿色荧光蛋白双报告基因的转基因载体pCS-gluc-2A-eGFP,酶切与序列分析鉴定其正确后,与包装质粒pCMVHR’Δ8.2、包膜质粒pVSV-G共转染293FT细胞,获得含分泌型萤光素酶和绿色荧光蛋白双报告基因的重组慢病毒载体;重组慢病毒载体感染A549、Huh7细胞后,用荧光显微镜直接观察报告基因GFP的表达,或取细胞上清实时检测分泌型萤光素酶的表达。结果:制备了含双报告基因的重组慢病毒载体,感染细胞后可以活体观察绿色荧光蛋白的表达,也可以快速灵敏地检测到分泌型萤光素酶的表达。结论:所获含分泌型萤光素酶和绿色荧光蛋白双报告基因的重组慢病毒载体感染效率高,表达易于活体实时检测,灵敏度高。本研究为慢病毒载体的广泛应用奠定了基础。