高效删除标记基因的Bhlea2植物表达载体的构建

为培育去除选择标记基因的耐旱转基因植物,同时利用Cre/Lox和FLP/frt系统,构建一个能够高效删除标记基因的Bhlea2基因植物表达载体.拟南芥rd29A启动子是在低温、干旱、高盐胁迫下的快速应答启动子,玉米ubiquitin启动子可有效驱动外源基因的转录,拟南芥pAB5启动子是花粉及胚胎等发育早期特异表达的启动子,利用上述启动子构建了表达Bhlea2基因并能够删除标记基因的植物表达载体.该表达载体包括重组酶表达元件pAB5-FLP、Bhlea2抗旱基因表达元件rd29A-Bhlea2和bar标记基因表达元件ubiquitin-bar.     

利用FLP/frt重组系统产生无选择标记的转基因烟草植株

在植物转基因植株产生过程中,对转化细胞进行抗性筛选是通用程序,转化细胞的抗性一般是抗生素抗性或除草剂抗性,将赋予转化细胞抗性的选择标记基因删除是提高转基因植物生物安全性的重要措施。来自于啤酒酵母的FLP/frt位点特异性重组系统可有效删除同向定点重组位点frt之间的基因。通过多步骤重组,建立了可在植物中广泛应用的FLP/frt位点特异性重组系统。该系统包括含有frt位点的植物表达载体pCAMBIA1300-betA-frt-als-frt和含有由热诱导启动子hsp启动的FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA1300-hsp-FLP-hpt。利用二次转化的方式将二者先后转入烟草植株,热激处理后,热诱导型启动子hsp调控的重组酶FLP基因的表达催化位于选择标记基因als两侧同向frt位点间的重组反应,有效地删除了选择标记基因als。41%的经热激处理的二次转化植株发生了选择标记基因的删除,表明该系统在获得无选择标记基因的转基因植株中有很好的应用价值。     

拟南芥血红蛋白1的亚细胞定位

为研究拟南芥的血红蛋白1(AtGLB1)基因的亚细胞定位,该实验构建了拟南芥血红蛋白1基因与绿色荧光蛋白基因融合的植物表达载体pUCGFP/ AtGLB1.利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞瞬时表达,通过检测融合蛋白在洋葱表皮细胞中的分布来确定拟南芥血红蛋白1在细胞中的定位.荧光显微镜检测结果表明,AtGLB1基因表达产物主要定位在细胞核中,少量定位在细胞质中.     

利用热诱导的位点专一性重组系统在烟草中控制基因表达

采用热激启动子Gmhsp17.5C控制Cre定位重组酶介导的DNA删除系统.在这个系统中,在热激启动子控制下的Cre重组酶的表达导致两侧带有相同方向loxp位点的CaMV35S-GUS片段从转基因烟草(Nicotiana tabacum L.cv.W38)的基因组中删除.通过定量PCR的方法鉴定这个转基因系统,显示了这个系统的重组效率.结果显示在两个小时热激处理后转基因烟草中有41%的CaMV35S-GUS片段被删除.由于热激诱导的定点重组系统有容易操作、对热敏感和无背景表达等优点,因此有利于采用这个系统在转基因植物中进行可诱导的基因操作.     

利用热诱导的位点专一性重组系统在烟草中控制基因表达

采用热激启动子Gmhsp17．5C控制Cre定位重组酶介导的DNA删除系统。在这个系统中,在热激启动子控制下的Cre重组酶的表达导致两侧带有相同方向loxp位点的CaMV35S—GUS片段从转基因烟草(Nicotiana tabacum L.cv.W38)的基因组中删除。通过定量PCR的方法鉴定这个转基因系统,显示了这个系统的重组效率。结果显示在两个小时热激处理后转基因烟草中有41％的CaMV35S—Gus片段被删除。由于热激诱导的定点重组系统有容易操作、对热敏感和无背景表达等优点,因此有利于采用这个系统在转基因植物中进行可诱导的基因操作。     

ipt基因促进矮牵牛遗传转化效率及热激启动子驱动基因删除

本研究主要探讨ipt基因对矮牵牛遗传转化不定芽诱导影响及拟南芥热激启动子hsp18.2驱动重组酶基因flp的热诱导外源基因删除表达载体在矮牵牛中的基因删除效果.本研究中将植物表达载体pBin-hsp18.2:flp-35S:ipt及对照载体pBin-hsp18.2:flp遗传转化矮牵牛,以获得转基因植株,分析比较不定芽的诱导和转基因植株进行的热激基因删除.研究结果表明,ipt基因可促进矮牵牛遗传转化过程中不定芽的诱导,其不定芽诱导率为21.5%,显著高于对照的8.7%.在44℃,6 h,热激6次的条件下,转基因矮牵牛植株表型恢复正常,经 GUS蛋白表达分析及PCR、RT-PCR检测,证明外源基因已经被删除.转基因矮牵牛基因删除效率最高可达43.8%.本研究为ipt基因在一些遗传转化困难植物转基因中的应用奠定了基础.     

双管基因枪介导的基因瞬时表达技术在拟南芥中的应用

基因瞬时表达是植物中研究目标基因功能的常用手段。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,相比原生质体和农杆菌介导的基因异源表达技术,利用粒子轰击进行基因瞬时表达一直鲜有报道。其主要原因是拟南芥叶型相对较小、基因枪操作相对烦琐以及基因表达效率差异较大。该研究通过优化双管基因枪系统,在营养生长旺盛的拟南芥莲座叶中实现GFP和GUS基因高效表达。同时,通过GUS报告基因明确了坏死诱导因子BAX、Avh238和ATR13/Rpp13激发拟南芥细胞坏死的表型。但在本氏烟(Nicotianabenthamiana)中明显诱导细胞坏死的Avrblb1/RB基因对,在拟南芥中却丧失了诱导细胞坏死的活性。由于双管基因枪系统每次轰击时设置平行对照,可有效降低转化实验中的样本变异度,为拟南芥及其突变体研究中准确评价基因功能和高通量筛选目标基因提供新的技术参考。     

改良型痘苗病毒安卡拉株表达系统可删除筛选标记的双表达穿梭载体

为了构建改良型痘苗病毒安卡拉株表达系统可删除筛选标记的双表达穿梭载体,利用Cre/LoxP DNA重组系统以及本实验室表达Cre酶的BHK-21细胞系 (BHK-Cre),以大肠杆菌黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (Eco gpt) 为筛选标记构建可删除筛选标记的双表达穿梭载体pLR-gpt。将Eco gpt 基因以及调控其表达的启动子基因置于2个同向的LoxP位点之间,2个独立的多克隆位点位于2个LoxP位点之外,最终获得的重组病毒可以在BHK-Cre细胞系上删除筛选标记Eco gpt。为了验证系统的有效     

利用FLP/frt重组系统产生无选择标记的转基因烟草植株

在植物转基因植株产生过程中,对转化细胞进行抗性筛选是通用程序,转化细胞的抗性一般是抗生素抗性或除草剂抗性,将赋予转化细胞抗性的选择标记基因删除是提高转基因植物生物安全性的重要措施。来自于啤酒酵母的FLP/frt位点特异性重组系统可有效删除同向定点重组位点frt之间的基因。通过多步骤重组,建立了可在植物中广泛应用的FLP/frt位点特异性重组系统。该系统包括含有frt位点的植物表达载体pCAMBIA1300-betA-frt-als-frt和含有由热诱导启动子hsp启动的FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA1300-hsp-FLP-hpt。利用二次转化的方式将二者先后转入烟草植株,热激处理后,热诱导型启动子hsp调控的重组酶FLP基因的表达催化位于选择标记基因als两侧同向frt位点间的重组反应,有效地删除了选择标记基因als。41%的经热激处理的二次转化植株发生了选择标记基因的删除,表明该系统在获得无选择标记基因的转基因植株中有很好的应用价值。     

双管基因枪介导的基因瞬时表达技术在拟南芥中的应用

基因瞬时表达是植物中研究目标基因功能的常用手段。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 相比原生质体和农杆菌介导的基因异源表达技术, 利用粒子轰击进行基因瞬时表达一直鲜有报道。其主要原因是拟南芥叶型相对较小、基因枪操作相对烦琐以及基因表达效率差异较大。该研究通过优化双管基因枪系统, 在营养生长旺盛的拟南芥莲座叶中实现GFP和GUS基因高效表达。同时, 通过GUS报告基因明确了坏死诱导因子BAX、Avh238和ATR13/Rpp13激发拟南芥细胞坏死的表型。但在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中明显诱导细胞坏死的Avrblb1/RB基因对, 在拟南芥中却丧失了诱导细胞坏死的活性。由于双管基因枪系统每次轰击时设置平行对照, 可有效降低转化实验中的样本变异度, 为拟南芥及其突变体研究中准确评价基因功能和高通量筛选目标基因提供新的技术参考。     

小拟南芥chitinase基因原核表达载体的构建及其在大肠杆菌中的表达

以野生资源小拟南芥(Arabidopsis pumila)chitinase基因的cDNA为基础,采用基因重组技术,将该基因按正确的阋读框架定向克隆于原核表达载体pET-30a( )中,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达,并对表达产物进行SDS-PAGE分析.结果表明:重组小拟南芥chitinase基因在大肠杆菌中获得高效表达,其分子量约为40 KD.小拟南芥chitinase基因原核表达载体的成功构建和重组小拟南芥chitinase蛋白在大肠杆菌中的高效表达,为进一步研究其生物学功能奠定了基础.     

马槟榔甜蛋白基因（MBL11）的剪切重组和结构分析

马槟榔甜蛋白（mabinlin II）是我国所特有且唯一的植物甜蛋白,在体外至今没有得到具有甜味的基因表达产物。本文采用基因工程手段对基因进行剪切重组,将重组基因构建成植物表达载体转入拟南芥中,通过RT-．PCR检测导入基因的表达,同时采用生物信息学方法对MBL II基因及其重组基因进行分析和甜味检测显示,转基因拟南芥不具有明显的甜味,但RT-PCR的结果显示,MBL II基因及其重组基因可在转基因的拟南芥中表达。根据生物信息学方法分析结果推测,导入拟南芥中的重组马槟榔甜蛋白可能是具有甜味的蛋白。     

棉花磷脂酶C基因的克隆及参与油脂代谢的功能分析

以陆地棉胚珠和纤维为实验材料,利用RT-PCR技术克隆得到磷脂酶C(Phospholipase C,PLC)基因(GhPLC,GenBank登录号:KR154219),将棉花磷脂酶C基因转化拟南芥,分析其在油脂代谢过程中的重要作用。测序鉴定显示,GhPLC基因的全长开放读码框为1 524bp,编码包含508个氨基酸的蛋白质,理论分子量约为55kD。序列比对分析显示,GhPLC属于典型的碱性磷酸酶超家族的磷脂酶。利用pET32a-GhPLC原核表达获得分子量约为55kD左右的重组蛋白GhPLC;酶活力分析显示,重组GhPLC蛋白具有较高的将卵磷脂(PC)催化为二酰甘油(DAG)的酶活力。半定量RT-PCR结果表明,GhPLC基因参与棉花种子和纤维发育过程。构建植物过量表达载体35S∷GhPLC并转化哥伦比亚野生型拟南芥,转基因拟南芥中GhPLC基因的表达和PLC酶活力显著提高,且转基因拟南芥种子的油脂含量提高了5.3%。     

拟南芥atslA基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出atslA基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,atslA基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

拟南芥ats1A基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出ats1A基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,ats1A基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

高梁肉桂酸羟化酶基因SbC4H1降低拟南芥的木质素合成

肉桂酸羟化酶（C4H）是苯丙烷代谢通路的关键酶,其活性和含量直接影响木质素合成的效率。本文研究通过高粱bmr突变体的抑制差减杂交筛选、克隆到了一个C4H基因sbC4H。半定量RT-PCR发现,SbC4H1在多个bmr突变体中上调表达。将SbC4H1-GFP融合基因转化拟南芥原生质体进行瞬时表达,发现SbC4H1表达产物蛋白定位于细胞质。SbC4H1在拟南芥中的异源表达明显降低其茎的木质素含量,并且下调了拟南芥4CL1、FSH和HCT质素合成基因的表达。这些结果表明,高粱SbC4H1抑制了拟南芥木质素的合成。     

人snail真核表达载体构建与鉴定

目的:构建人snail基因真核表达载体并鉴定。方法:使用RT-PCR法获取人snail基因全长c DNA,经Bam H I、Eco R I双酶切、连接,插入pc DNA3.1(+)真核表达载体,转化TOP10感受态细胞,用含氨苄青霉素的LB培养基筛选阳性克隆,提取质粒双酶切电泳及测序鉴定,瞬时转染siha细胞Western-blot从蛋白水平鉴定重组质粒在真核细胞内的表达。结果:pc DNA3.1-snail重组质粒经酶切电泳符合预期片段,测序鉴定插入片段与NCBI Gen Bank文库中人snail序列一致,重组质粒瞬时转染后snail蛋白表达量明显增高。结论:成功构建pc DNA3.1-snail重组质粒载体,为进一步探讨snail基因生物学功能奠定了基础。     

酵母菌Y12667 ERG11基因删除及验证研究

采用同源重组的方法删除酵母茵Y12667内源ERG11基因.并用PCR、Western、细胞计数和GC-MS的方法分别在基因水平、蛋白水平、细胞水平和功能代谢水平进行验证.结果表明,本研究成功删除了酵母茵Y12667内源ERG11基因,该基因删除茵能稳定表达外源性白念珠茵ERG11基因的同源蛋白.因此,该基因删除茵可作为下一步靶酶蛋白功能研究的基因工程表达操作茵.     

植物的基因打靶

对拟南芥、苔藓等几种模式植物基因打靶的研究新进展作了概述,并对目前基因打靶领域的一些新技术(如含有重组酶和稀有限制性内切酶的基因打靶载体技术、异源重组基因的过表达技术、参与重组酶的基因突变技术、寡核苷酸诱导的基因打靶技术等)作了介绍.     

DNA重组酶FLP原核表达与多步法纯化及其活性检测

DNA重组酶FLP存在于酵母2μ质粒上,能识别34bp的FRT位点,并根据2个FRT位点的相对方向完成位点间DNA序列的交换、重组、删除与逆转,在现代分子生物学理论研究与基因工程技术开发中具有广泛应用。构建了在原核大肠杆菌中高效表达FLP重组酶的表达载体pQE32-flpe并建立起相应的原核高效表达体系,在原核细菌大肠杆菌M15菌株中实现FLP酶蛋白的高效表达,同时建立了相应的纯化方法。纯化时先用硫酸铵沉淀法富集FLP酶蛋白,经透析脱盐后再用镍离子鳌合微柱(0.5~1.0mL)亲合层析梯度洗脱的方法获得纯化的FLP酶蛋白。通过构建含有2个方向相同的FRT序列位点的质粒pUC18-FRT-gfp-FRT和含有1个FRT位点的表达载体pET30a-FRT,并分别以其为底物来检测FLP重组酶的删除、交换与重组功能的活性。结果表明,该方法不仅能有效表达FLP酶蛋白,并能行之有效地纯化FLP酶蛋白,以及检测纯化的FLP酶蛋白对DNA序列的删除、重组与交换功能。该方法简单易行并能获得有活性的FLP酶蛋白,为深入研究其机理以及研发相应的DNA重组技术提供重要参考。