大肠杆菌海藻糖的代谢调控

海藻糖是一种重要的抗逆物质。大肠杆菌中otsBA操纵子编码的两种酶负责海藻糖合成。otsBA基因的表达受渗透压诱导和σs因子的调节。细胞的周质海藻糖酶(treA)将外源海藻糖分解成两个葡萄糖分子。尽管大肠杆菌中渗透压诱导合成的海藻糖并不能保护细胞抗干燥,我们将otsA单个基因通过农杆菌转入烟草时,转基因株提高了耐盐和抗干燥特性,同时在转基因烟草提取物中检测到海藻糖,证明otsA基因在烟草中表达并合成海藻糖。我们认为若将otsA基因转入其它植物,可望改善这些植物的抗干旱、耐盐碱特性和延长采摘后的保鲜期 。     

大肠杆菌海藻糖合成酶基因的克隆和表达

利用Ｍｕ转座子细胞内克隆了大肠杆菌海藻糖合成酶 ｏｔｓＢＡ基因,克隆频率为１．４５ ｘ １０(－３)／ Ｋａｎ(ｒ)转导子。经遗传互补、酶切和部分序列分析表明ｏｔｓＢＡ基因位于克隆质粒。亚克隆 ２．８７ｋｂ ＤＮＡ片段至不同拷贝数表达质粒并分别转化大肠杆菌ｏｔｓＢＡ基因缺失株,转化株恢复 在０．５ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ培养基上生长的功能,高渗透压诱导实验表明,转化株能够合成克隆基因 产物海藻糖,但合成量不受克隆质粒拷贝数影响。海藻糖良好的抗高渗能力可能在农作物育 种方面发挥重要作用。为构建含有海藻糖合成酶基因的植物表达载体,并在农杆菌的介导下 转入植物,赋予其抗高渗、耐干旱能力奠定了重要的研究基础。     

大肠杆菌\%otsA\%基因的克隆和表达

用ＰＣＲ方法扩增了１．５ｋｂ的ｏｔｓＡ基因片段,将该片段连接到多拷贝克隆载体后转化ｏｔｓＢＡ缺失和ｏｔｓＡ缺陷的大肠杆菌菌株,使转化株重新获得ｏｔｓＡ基因功能。生长曲线表明转化株在高渗培养基中生长良好,薄层层析法（ＴＬＣ）检测海藻糖实验说明转化株细胞诱导后合成海藻糖,ｏｔｓＡ基因的克隆和表达为赋予转基因植物抗高渗、耐干旱能力提供了实验依据和材料。     

大肠杆菌海藻糖合成酶基因对提高烟草抗逆性能的研究

编码大肠杆菌海藻糖合成酶的otsA基因由农杆菌介导引入野生型烟草植株并在花椰菜花叶病毒启动子序列 (CaMV35S)控制下获得表达。蒸发光散射高效液相层析法测定海藻糖实验表明 ,转基因烟草能够合成海藻糖 ,合成量达 1 4μg g叶片湿重 ;转基因烟草表现为耐盐性生长、干燥失重缓慢等抗逆表型。说明海藻糖合成酶otsA基因的引入 ,改变了烟草的糖代谢途径 ,同时也提高了植物的耐盐碱、耐干旱特性。     

金属硫蛋白突变体的植物高效表达载体的构建及其在烟草中的表达

金属硫蛋白有α、β两个结构域（ｄｏｍ ａｉｎ）,其中α结构域优先结合Ｃｄ２＋ 和Ｈｇ２＋ ．小鼠αα突变体在大肠杆菌中已经构建并得到表达,其转基因植株已得到,可在Ｃｄ３００（３００ μｍ ｏｌ／Ｌ）中生长．为了进一步提高外源基因在烟草中的表达量,首先用ＰＣＲ 的方法设计引物,在基因翻译起始密码子ＡＴＧ 附近加入植物偏爱的碱基组合ＡＡＣＡＡＴＧ．另外,将该突变体基因插入具有双３５ Ｓ（ＣａＭＶ３５Ｓ）强启动子的植物双元表达载体ｐＧＰＴＶｄ３５Ｓ－ＢＡＲ中,获得了带有αα突变体的植物双元表达载体．通过农杆菌介导的叶盘转化法转化烟草ＮＣ８９,获得了抗除草剂的转基因植株．经ＰＣＲ－Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 和蛋白Ｄｏｔ－ｂｌｏｔｔｉｎｇ 检测,证明了αα突变体在烟草中的嵌合与表达．抗重金属实验证明转基因烟草可以在Ｃｄ４００（４００ μｍ ｏｌ／Ｌ）中生长．     

马铃薯Y病毒NIb复制酶基因在转录水平介导的相对广谱抗病性

在大肠杆菌中表达了马铃薯Ｙ病毒中国分离物（ＰＶＹ－Ｃ）复制酶ＮＩｂ基因,并制备了其抗血清。利用ＰＣＲ定点突变方法使ＮＩｂ基因移码－１位,构建了移码－１位ＮＩｂ基因（ＵＮ）的植物表达载体。通过土壤农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ ＬＢＡ４４０４）介导转化烟草ＮＣ８９,获得５１株再生植株。对再生植株的分子检测结果表明,转基因烟草中检测到ＵＮ基因相应的ＲＮＡ转录产物,３推测该基     

海藻糖合酶基因的克隆及其植物表达载体的构建

以担子菌灰树花的菌丝体中提取总ＲＮＡ,并纯化出ｍＲＮＡ,ｍＲＮＡ经反转录合成ｃＤＮＡ第一链,以ｃＤＮＡ第一链为模板经ＰＣＲ扩增海藻糖合酶（Ｔｓａｓｅ）基因,获得一长约２．２ｋｂ的片段,把该片段连接一ｐＧＥＭ－Ｔ－ｅａｓｙ ｖｅｃｔｏｒ上进行测序,其全长共２１９９ｂｐ。随后将此片段以正向插入植物表达载体ｐＢＩ１２１的ＨｉｎｄⅢ＋Ｘｂａｌ位点构建ｐＵＢ,再把海藻糖合酶基因以正向插入载体ｐＵＢ的ＢａｍＨ     

phbB,phbC基因在大肠杆菌中的表达及对马铃薯植株的转化和检测

利用从真养产碱杆菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）Ｈ１６染色体ＤＮＡ中克隆到的催化聚β羟基丁酸酯（ｐｏｌｙβｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ,ＰＨＢ）生物合成的两个关键酶基因：依赖ＮＡＤＰＨ的乙酰乙酰ＣｏＡ还原酶基因（ｐｈｂＢ）以及ＰＨＢ合酶基因（ｐｈｂＣ）,同时利用大肠杆菌高效表达载体ｐＫＫ２２３３,构建了嵌合有ｐｈｂＢ和ｐｈｂＣ基因的表达载体ｐＫＣＢ,转入大肠杆菌ＪＭ１０９,通过显微镜观察及气相色谱分析检测ＰＨＢ的合成。在确证克隆基因正确的基础上构建了马铃薯块茎特异性表达载体ｐＰＳＡＧＢ（含ｐｈｂＢ基因）、ｐＢＩＢＧＣ（含ｐｈｂＣ基因）和ｐＰＳＡＧＣＢ（含ｐｈｂＢ和ｐｈｂＣ双基因）,转化５个马铃薯品种,经检测获得２０个转基因阳性株系。     

大肠杆菌\%otsA\%基因的克隆和表达

用PCR方法扩增了15kb的otsA基因片段,将该片段连接到多拷贝克隆载体后转化otsBA缺失和otsA缺陷的大肠杆菌菌株,使转化株重新获得otsA基因功能。生长曲线表明转化株在高渗培养基中生长良好,薄层层析法(TLC)检测海藻糖实验说明转化株细胞经诱导后合成海藻糖,otsA基因的克隆和表达为赋予转基因植物抗高渗、耐干旱能力提供了实验依据和材料。     

生长素结合蛋白cDNA的克隆及其在烟草中的表达

基于拟南芥内质网生长素结合蛋白基因的ｃＤＮＡ序列,设计合成了Ａｐ５和Ａｐ３两个引物,应用ＲＴ－ＰＣＲ技术扩增了拟南芥的ＡＢＰ基因。将该基因克隆在植物表达载体ｐ３５ＳＳＩＮ的３５Ｓ启动子必Ｎｏｓ３‘端之间,得到植物表达载体ｐ３５ＳＥ。通过农杆菌介导的方法对烟草ＳＲ１进行了转化,由分子杂交等检测证明,生长素结合蛋白基因已在烟草中表达,同时转基因烟草后代对生长素的敏感性明显增加。     

二次转化获得整合phbA、phbＢ、phbＣ基因的转基因烟草

将携有导肽序列的phbB(编码乙酰乙酰CoA原酶）和phbＣ（编码ＰＨＢ合酶）连入pBIB-HYG得到组成型表达载体pZCB。用冻融法转入根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens(Smith et Townsend)Conn）并由其介导转化已整合且表达phbＡ（编码３－酮硫裂解酶）基因并具有卡那霉素抗性的转基因烟草（Nicotiana tabacum L.)。通过二次转化可避开传统杂交育种,在５个月内获得整合ＰＨＢ合成所需３个基因的转基因烟草。所获转基因植株表型正常,经ＰＣＲ、ＰＣＲ－Ｓouthern、RT-PCR-DNA交交检测确定有５０株烟草稳定整合phbＢ、phbＣ基因,其中６．６７％的植株可在转录水平表达双基因。     

高度耐盐双价转基因烟草的研究

随着全球性人口的增长和土地退化的加剧,开发利用广阔盐碱地和干旱土地的需要日益迫切。植物生物技术的日臻完善,为培育高效耐盐植物迎来了一丝曙光。在高渗条件下,耐盐的微生物或植物细胞通过增加胞内一些相溶性溶质的浓度来维持渗透压的平衡。这些可溶性溶质包括无机离子、糖类、多元醇、氨基酸和生物碱等。通过基因工程手段,使细胞内积累脯氮酸⑴、甜菜碱⑵、甘露醇⑶、海藻糖⑷,能够不同程度地提高转基因烟草的耐盐性。多元醇含有多个羟基,亲水性能强,能有效维持细胞内水活度。山梨醇、甘露醇等己糖分子结构、理化性质和生理功能相近。故此．我们认为：不同糖醇在转基因烟草中的积累．可能具有协同(或累加)效应,有希望更大地提高植物耐盐性。我们在获得大肠杆菌mtlD基因(编码l-磷酸甘露醇脱氢酶)和gutD基因(编码6-磷酸山梨醇脱氢酶)克隆⑸的基础上,获得了分别表达mtlD和gutD基因的单价转基因烟草,并首次证实了gucD基因的表达,能显著地提高转基因烟草的耐盐性⑹。本文工作进一步报道同时表达大肠杆菌mtlD和gutD基因双价转基因烟草的高效高度耐盐性。     

转基因烟草表达霍乱毒素B亚单位的研究

将霍乱毒素Ｂ亚单位（ＣＴＢ）基因克隆到质粒ｐＢｉｎ４３８中,分别构建植物表达载体ｐＢＩ－ＣＴＢ、ｐＢＩ－ＳＰＣＴＢ和ｐＢＩ－ＣＴＢＥＲ。采用叶盘法分别转化烟草Ｋ３２６,各表达载体得到了一批较基因植株。转基因烟草的ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分析表明ＣＴＢ基因整合到了烟草基因组中。转基因植株的ＥＬＩＳＡ和Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ分析表明ｐＢＩ－ＳＰＣＴＢ和ｐＢＩ－ＣＴＢＥＲ的转基因植株能有效表     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA, 通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后, 将其构建到原核高效表达载体pET30a(+)上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达, 继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究。实验结果表明, 植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达, 纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性, 其活性最适温度为45℃。通过GC-MS分离检测, 可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系, 这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能。     

拟南芥海藻糖酶基因克隆及其在大肠杆菌中高效表达与功能研究

从拟南芥幼苗中提取RNA,通过RT-PCR克隆得到海藻糖酶基因后,将其构建到原核高效表达载体pET30a( )上并在大肠杆菌BL21菌株中进行高效诱导表达,继而对纯化得到的海藻糖酶蛋白进行活性检测和酶学特性研究.实验结果表明,植物源的海藻糖酶基因在异体大肠杆菌中能够高效表达,纯化获得的海藻糖酶蛋白在试管条件下具有较高的海藻糖水解活性,其活性最适温度为45℃.通过GC-MS分离检测,可以明显地看到酶反应过程中底物海藻糖和产物葡萄糖的含量随反应时间变化的消长关系,这充分证明克隆基因在大肠杆菌中的表达产物具有海藻糖酶的功能.     

疟疾多抗原表位基因表达载体的构建及其在烟草中的表达

本文首次报道疟疾多表位抗原基因在转基因烟草中表达成功。疟疾是当今最需要研究有效疫苗的主要传染病之一。过去的研究表明,ＡＷＴＥ基因编码的疟疾多种抗原表位是有效的抗疟表位,ＣＴＢ基因编码的霍乱毒素Ｂ亚基,是一种既能引起细胞免疫又能引起体液免疫的免疫载体和佐剂。本研究把ＡＷＴＥ－ＣＴＢ融合基因构建到植物表达载体ｐＢＶＧ－ｎｙ１上,采用共转化的方法,通过基因枪导入转化烟草。经ＰＣＲ扩增ＡＷＴＥ－ＣＴＢ基因片段检测,证实了疟疾多表位抗原基因在转基因烟草中的整合。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ蛋白电泳结果显示转基因烟草中表达了ＡＷＴＥ－ＣＴＢ融合基因分子量相同的特异蛋白。经抗原性分析实验和Ｗｅｓｔｅｒｎ免疫印迹实验结果表明,特异表达的融合蛋白可与ＣＴＢ和ＡＷＴＥ抗体结合,具有ＣＴＢ和ＡＷＴＥ抗原性。     

细胞分裂素基因（T—cyt）启动子驱动下的GUS基因在烟草和马铃薯中的表达

构建了来自根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａｃｉｅｎｓ） Ｔ－ＤＮＡ 的细胞分裂素基因（Ｔ－ｃｙｔ）启动子驱动下的ＧＵＳ基因的表达质粒,并用以转化烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ｃｖ． Ｗ ３８）和马铃薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏ－ｓｕｍ Ｌ． ｃｖ． Ｄｅｓｉｒｅｅ）,研究其在转基因植物中表达的定位。结果表明,Ｔ－ｃｙｔ启动子在转基因植株的根、茎、叶、块茎和萌发的种子中均可表达。其中在茎和块茎中的表达是不均一的：在维管束部分表达较强,在侧芽或叶柄的生长点及块茎的芽生长点表达活性较高。此外,在培养基中加入０．１ ｍ ｇ／ＬＢＡＰ,转基因烟草茎中ＧＵＳ基因的表达活性增强,而对ＮＡＡ 没有明显的反应。看来某些外源植物激素对Ｔ－ｃｙｔ启动子的活性有一定的诱导作用     

龙牙楤木Aeβ-AS基因的表达对烟草中皂苷含量的影响

为探讨龙牙楤木(Aralia elata)三萜皂苷合成的关键酶基因β-香树素合成酶基因(Aeβ-AS)对三萜皂苷合成的影响。利用基因克隆技术对Aeβ-AS基因进行克隆,并对烟草进行遗传转化,分析转基因烟草中Aeβ-AS基因在各部位的表达差异,检测Aeβ-AS基因及上下游关键酶基因表达量和总三萜含量。结果表明:成功构建了植物过表达载体pROKⅡ-Aeβ-AS,并转入了野生型烟草,获得7个转基因株系,并在mRNA水平表达,且在叶子中的表达量要高于根和茎;在转基因烟草中,Aeβ-AS基因及其上下游的关键酶基因表达量均高于野生型,其中株系L21的NtFPS、NtSS基因的相对表达量最高,株系L30的NtSE、Aeβ-AS基因的相对表达量最高;与野生型烟草相比,转基因烟草的总三萜含量显著升高(1.1～1.6倍)。试验结果证明合成Aeβ-AS基因并在烟草中进行异源转化,可以使转基因烟草内的总三萜含量显著升高。