烟草脆裂病毒诱导的基因沉默在植物基因功能研究中的应用

烟草脆裂病毒(tobaccorattlevirus,TRV)是一类应用比较广泛而且效率和持久性较好的病毒载体,能够介导基因沉默同时不会带来病毒诱导的症状。改造后的病毒能够促进非病毒序列的插入以及对植物的后续感染,也可以鉴定宿主植物生长点的基因,因此TRV在植物基因功能鉴定中具有广泛的应用。该文介绍TRV沉默载体的构建、诱导基因沉默原理、在植物基因功能研究中的应用以及优缺点。     

文山松毛虫质型多角体病毒S8片段cDNA克隆与原核表达

文山松毛虫质型多角体病毒(DpwCPV)S8片段被克隆和测序,该片段全长1332bp,编码390个氨基酸组成的分子量大约为43kDa的蛋白P44。根据本实验室测定出的马尾松毛虫质型多角体病毒(DpCPV)基因组全序列,设计引物,扩增出文山松毛虫质型多角体病毒s8部分片段,并亚克隆出p44基因序列,然后将p44基因序列cDNA克隆到表达载体pET-28a中,构建成表达质粒pET-S8,用IPTG诱导大肠杆菌BL21,经SDS-PAGE证明p44基因在大肠杆菌中获得成功表达,并对其编码蛋白序列进行了分析。     

文山松毛虫质型多角体病毒S8片段cDNA克隆与原核表达

文山松毛虫质型多角体病毒(DpwCPV)S8片段被克隆和测序,该片段全长1332bp,编码390个氨基酸组成的分子量大约为43kDa的蛋白P44.根据本实验室测定出的马尾松毛虫质型多角体病毒(DpCPV)基因组全序列,设计引物,扩增出文山松毛虫质型多角体病毒S8部分片段,并亚克隆出p44基因序列,然后将p44基因序列cDNA克隆到表达载体pET-28a中,构建成表达质粒pET-S8,用IPTG诱导大肠杆菌BL21,经SDS-PAGE证明p44基因在大肠杆菌中获得成功表达,并对其编码蛋白序列进行了分析.     

拟南芥春化相关基因VRN2的克隆及其植物表达载体的构建

本文利用特异性引物,从拟南芥RNA中提取春化相关基因VRN2 cDNA序列,GenBank登录号AY063047。该基因序列大小为1 354 bp,编码区为1 323 bp,编码氨基酸441个。将克隆片段插入中间载体pBPFΩ7,经PstI酶切回收带有P35S启动子和nos终止子片段,连接pBI121载体,构建VRN2基因的植物表达载体。     

番茄GRAS转录因子家族基因SIGLD1的克隆及VIGS载体构建

本研究以醋栗番茄(LA2184)为材料,运用生物信息学方法和PCR技术,预测SIGLD1基因与番茄抗冷的相关性,设计SIGLD1基因的特异性引物,克隆出片段长度为413 bp的序列。以番茄八氢番茄红素脱氢酶(phytoenedesaturase,PDS)基因作为阳性对照,该基因克隆片段长度为427 bp。系统进化树显示,SIGLD1基因与拟南芥中已发表过的抗冷基因聚类在一起,利用RT-PCR技术,检测SIGLD1基因在不同冷处理时间点上的表达量,发现SIGLD1基因在3~6 h的表达量最高,说明该基因在番茄的抗冷过程中发挥重要作用。本研究成功构建出SIGLD1、PDS基因的病毒诱导基因沉默的重组载体。构建的p TRV2-SIGLD1、p TRV2-PDS重组载体将为下一步研究番茄中SIGLD1基因的功能验证奠定实验基础。     

蛇白蔹白藜芦醇合酶基因CNRS2的克隆与原核表达

白藜芦醇合酶(resveratrol synthetic enzyme,RS)是植物白藜芦醇合成途径中的关键酶,利用已知的葡萄RS基因(AF274281)序列设计并合成了一对引物,以蛇白蔹基因组DNA为模板,PCR扩增得到包含RS完整基因在内的一段序列,测序与序列分析表明:该克隆片段全长1 536bp,其中包含一个内含子及两个外显子。采用悬挂延伸PCR法克隆了目的基因,命名为CNRS2。序列分析表明该基因的开放读码框1 170 bp,编码389个氨基酸残基。同源性比较发现,CNRS2与已知葡萄RS基因序列的同源性达93%～98%。CNRS2与pET-30a(+)构建原核表达载体,经IPTG诱导后可表达获得相对分子量约为46 kD的外源融合蛋白。以上结果证实CNRS2属葡萄RS基因家族成员,为今后进一步对该基因的研究利用打下基础。     

番茄LeNHX1基因植物过量表达载体的构建及表达分析

从番茄幼苗中提取RNA,根据NCBI中番茄LeNHX1基因序列设计引物,通过RT-PCR获得了番茄LeNHX1基因的cDNA序列,包含一个1 605 bp的开放阅读框,编码534个氨基酸。将cDNA序列连接到植物过量表达载体PBI121上,对所获得的重组质粒进行双酶切鉴定,结果表明,植物过量表达载体PBI121-LeNHX1已构建成功。半定量RT-PCR结果表明LeNHX1基因在根、茎和叶中均表达,盐、低温和脱落酸的诱导能提高LeNHX1基因的表达量,推测番茄LeNHX1基因在逆境应答中可能起着重要作用。     

米曲霉木聚糖酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

目的:构建米曲霉木聚糖酶基因的真核表达载体,并转化巴斯德毕赤酵母,进行分泌表达。方法:以米曲霉总RNA为模板,根据已知的米曲霉木聚糖酶基因序列设计引物,采用RT-PCR技术克隆木聚糖酶基因cDNA序列,将其与pPIC9K质粒连接构建表达载体后转化毕赤酵母,经MM/MD快慢斑筛选,得到Muts型重组子,进行甲醇诱导表达。结果:克隆得到的cDNA序列全长666 bp,连续编码221个氨基酸;阳性克隆子在诱导培养数天后,将菌液点于RBB-木聚糖平板上,产生了明显的透明圈,表明重组木聚糖酶在毕赤酵母中获得表达。结论:木聚糖酶基因的真核表达载体构建成功,并能够在毕赤酵母中表达。     

厚藤Actin基因片段的克隆及序列分析

为研究功能基因在厚藤(Ipomoea pes-caprae L)中的表达和调控提供内参基因,本文根据Actin基因的保守区设计简并性引物,采用RT-PCR克隆厚藤的Actin基因片段,然后将获得的片段连接于克隆载体上进行测序,并运用分子生物学软件对该基因序列进行分析。结果表明,该基因片段大小为554bp,编码184个氨基酸;该序列与其他植物Actin基因的cDNA序列的同源性均在80%以上,与氨基酸序列的同源性在94%以上。由此得出,本研究克隆的基因序列为Actin基因片段,将其命名为IpActin1,并登录在GenBank,登录号为KU564627。     

黑曲霉N-2植酸酶phy4基因的克隆及其重组酵母表达载体的构建

根据已发表的植酸酶phyA基因序列设计并合成1对引物,应用PCR技术,以黑曲霉N-2总DNA为模板,扩增出不包含假定信号肽序列的phyA基因,将其克隆到pMD18-T载体中,测定其核苷酸序列,并推导其氨基酸序列。该基因全长为1350bp,与已发表的黑曲霉NRRL3135的phyA基因的同源性为92．4％(不计内含子),编码1个含449个氨基酸残基的蛋白质,推导的氨基酸序列同源性为95．1％。将该基因与分泌型载体pPIC9K连接,构建了植酸酶基因的重组酵母表达载体pPIC9K／phyA。     

病毒诱导烟草的基因沉默

病毒诱导基因沉默是利用RNA介导病毒防卫机制的一项技术。构建含有目的基因片段的人工改造病毒载体,通过农杆菌侵染导致植物内源目的基因沉默。为建立病毒诱导基因沉默体系,选用烟草脆裂病毒（TRV）和烟草为实验材料。构建了八氢番茄红素去饱和酶基因（PDS）的基因沉默病毒载体,病毒载体侵染结果显示目的基因PDS沉默导致烟草幼苗出现光漂白现象。采用RT-PCR的方法检测目的基因PDS的沉默效果,结果显示PDS基因mRNA被显著降解。该体系的建市有利于将来对植物基因进行高通量功能分析。     

传染性支气管炎病毒核衣壳蛋白基因克隆及在E.coli中的表达

核衣壳蛋白基因 (N基因 )是传染性支气管炎病毒的重要结构基因 .根据已报道的序列设计引物 ,利用RT PCR技术从病毒RNA中扩增和克隆到了N基因的cDNA ,并测定了核苷酸序列 .克隆的N基因片段ORF全长 12 30bp ,编码 4 0 9个氨基酸 .将该片段序列与其他IBV病毒株比较 ,核苷酸的同一性为 87 0 %～ 98 6 %,氨基酸的同一性为 91 0 %～ 98 1%.将该cDNA亚克隆到pBV2 2 0表达载体 ,转化大肠杆菌DH5α菌株 ,Western印迹检测 ,获得了分子量约 4 5kD表达蛋白     

滇龙胆GrHMA基因的克隆和原核表达

HMA蛋白(heavy metal transporting ATPase)是一种在植物中广泛存在的多功能蛋白。根据滇龙胆转录组GrHMA基因序列,设计特异性引物,通过RT-PCR扩增GrHMA基因序列,并进行TA克隆、测序及序列分析;构建原核表达载体pGEX-4T-1-GrHMA,转入E.coli Rosetta(DE3)中,并在37℃、1.0 mmol/L IPTG下成功诱导表达。序列分析表明,GrHMA基因是HMA超家族的成员;GrHMA氨基酸序列系统发育分析表明,GrHMA与TcHMA处于同一进化枝。SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。这些结果为GrHMA蛋白的进一步纯化及结构和功能的研究奠定基础。     

人PRKAG2全长基因的体外拼接及TA克隆载体的构建

目的:应用体外基因拼接及TA克隆技术构建含PRKAG2基因的载体.方法:通过商业途径购得PRKAG2基因的一个转录变体cDNA质粒(GenBank登记号BC 068598),其在N端缺失了44个氨基酸,根据已知的PRKAG2基因序列(GenBank登记号NM_016203),设计搭桥引物及序列扩增引物,通过PCR搭桥方法,合成完整全序列的PRKAG2基因,并将其克隆到TA载体,将得到的阳性克隆测序鉴定.结果:拼接出全长1759bp的PRKAG2基因,目的基因连接到载体后测序与设计的PRKAG2基因完全一致.结论:成功的构建了全长人PRKAG2基因的TA克隆,为进一步研究PRKAG2基因的功能提供了模板.     

枯草芽孢杆菌葡萄糖脱氢酶基因的克隆及其序列分析

根据Lampel报道的葡萄糖脱氢酶基因序列设计合成两条引物,以野生型枯草芽孢杆菌染色体DNA为模板,PCR扩增得到含有葡萄糖脱氢酶基因的大约780bp的DNA片段,将其克隆到pUC-T载体中。序列分析表明,克隆得到的葡萄糖脱氢酶基因含有783bp,编码261个氨基酸的蛋白质。得到的基因序列与文献报道的进行比较,其核苷酸同源率为75．5％,编码氨基酸序列的同源率为83．9％。     

α-葡萄糖苷酶基因序列分析及真核表达载体构建

目的：Aspergillus niger（CU-1）菌株α-葡萄糖苷酶基因（agdA）克隆并对其序列进行分析,构建该基因的真核表达载体。方法：设计合成的一对特异性引物,采用PCR以总DNA为模板,扩增得到DNA片段（D1）;采用RT-PCR方法扩增得到DNA片段（D2）。将DNA片段D1和D2转入大肠杆菌中并进行了序列测定,序列进行BLAST比对分析。将α-葡萄糖苷酶基因的cDNA片段与表达载体pGAPZαA连接,构建重组表达载体。结果：基因agdA大小为3 127bp,含有3个外显子和4个内含子。该基因的cDNA序列大小为2 958bp,包含完整的编码框,编码985个氨基酸。agdA基因序列与已发表的α-葡萄糖苷基因序列同源性达99%,其中有6个位置的碱基发生了变化。已成功构建重组表达载体pGAPZαA-agdA。结论：Aspergillus niger（CU-1）菌株α-葡萄糖苷酶基因序列分析及重组表达载体pGAPZαA-agdA的构建为在毕赤酵母中表达Aspergillus niger（CU-1）菌株的α-葡萄糖苷酶奠定基础。     

二氢黄酮还原酶基因的克隆与转基因烟草的获得

以蒺藜苜蓿(Medicagotrunctulacv.5160)幼果总RNA为模板,采用RT-PCR技术克隆到二氢黄酮还原酶(DFR)基因的cDNA序列,所获得的cDNA序列全长1018 bp,具有完整的ORF,编码337个氨基酸。Blast分析表明,该片段与GenBank中注册的DFR基因同源性为99.80%。以植物表达载体pBI121为基础,构建了Ca MV35S启动子驱动的DFR基因植物表达载体pBIDFR;采用直接转化法将pBIDFR导入根癌农杆菌EHA105,用该菌株对普通烟草进行遗传转化获得6株转基因植株。     

基于三角梅的病毒诱导基因沉默体系的建立与优化

三角梅是紫茉莉科灌木,具有较高的观赏价值,是研究花色叶色调控的理想材料。建立快速高效的基因验证体系,是三角梅基因功能研究的关键。以三角梅‘金心双色’品种为材料,选用八氢番茄红素脱氢酶基因（PDS）为指示基因,探索不同接种部位和基因片段长度对烟草脆裂病毒（TRV）诱导三角梅叶片内源PDS mRNA沉默效果的影响,建立适用于三角梅的病毒诱导基因沉默体系（VIGS）。结果表明,摩擦注射嫩叶法相比顶端嫩茎沉默效果更明显;基因沉默片段长度在336 bp和457 bp均可诱导PDS基因沉默,后者效果更加明显。初步构建了三角梅VIGS体系,为后续基因功能研究提供了技术参考。     

EB病毒融合基因重组BCG穿梭质粒的构建及表达

分别以卡介苗(BCG)和EB病毒融合基因cDNA为模板,通过PCR扩增得到139bp的BCG-Ag85B信号肽序列和2291bp的Z2A基因序列。将BCG-Ag85B信号肽序列与大肠杆菌-卡介苗穿梭表达载体pMV261重组,得到重组质粒pMVS。再将EB病毒融合基因序列Z2A亚克隆至pMVS中,得到重组质粒pMVZ2A,电转化导入BCG。SDS-PAGE分析结果表明,构建的重组质粒pMVZ2A经双酶切、PCR扩增及测序鉴定证实,克隆基因BCG-Ag85B信号肽和Z2A正确插入载体pMV261,电转化导入BCG,能够在BCG中分泌表达。     

绵羊肺腺瘤病毒中国NM株部分gag基因的克隆与序列分析

参照GenBank中已发表的绵羊肺腺瘤病毒的基因序列,设计合成一对引物,对绵羊肺腺瘤病毒(Jaagsiekte sheep retrovirus,JSRV)内蒙株的gag基因中主要编码CA蛋白的基因段进行PCR扩增,产物经琼脂糖凝胶电泳分析,呈现一条约897bp的特异条带,将其回收后克隆入pMD-18 T载体中,并进行序列测定与分析.结果表明,与南非株(基因序列号NC-001494)的gag基因序列比较,核苷酸同源性为83%,推导出的氨基酸同源性为84%.与美国株(基因序列号AF105220)的gag基因序列比较,核苷酸同源性为81.5%,氨基酸同源性为83%.这是我国首次报道的绵羊肺腺瘤病毒的gag基因的一段序列,为我国科研工作者进行更深入的研究奠定基础.