微生物降解有机磷农药酶促机制

有机磷农药污染严重,微生物有机磷农药是治理有机磷农药残留的新技术,综述有机磷农药降解酶的研究现状、酶促作用机理、基因工程等方面的研究现状。     

有机磷农药降解酶及其基因工程研究进展

有机磷农药是国内外使用最广泛的农药之一,为农业丰收做出了很大贡献。但是,有机磷农药具有抑制人体乙酰胆碱酯酶的功能,对人存在着程度不同的毒性。有机磷农药降解酶可降解有机磷农药分子,破坏有机磷农药的磷酯键而使其脱毒。综述了有机磷农药降解酶及其特性,以及相关基因的分离克隆和基因工程研究进展。     

SlCBL1基因在番茄抗灰霉病中的作用

以番茄(Solanum lycopersicum L.)品种‘Micro Tom’为试材,分析番茄叶片和果实的灰霉病发病规律,及番茄类钙调磷酸酶B基因(tomato calcineurin B-like gene,SlCBL1)在叶片和果实中的表达变化;比较转SlCBL1基因番茄与对照的叶片和果实的灰霉病发病过程,分析转基因番茄抗病相关转录因子表达变化。结果表明:(1)非转基因番茄中,不同叶龄的叶片均在接种灰霉病4d开始发病;不同发育阶段的果实接种灰霉病后发病时间也不同,其中绿果(花后16~18d)接种5d还未发病,白果(花后34~36d)接种11d开始发病,红果(花后40~42d)接种5d开始发病;SlCBL1基因表达量在番茄叶片中较低,在绿果期和白果期的果实中表达量最高,红果期果实中表达量最低。(2)转SlCBL1基因后,SlCBL1基因的过量表达能够抑制番茄叶片和果实灰霉病发生;同时番茄叶片和果实中几乎所有的抗病转录因子的表达量都上调,其中WRKY转录因子家族基因SlWRKY33和SlWRKY70受到强烈调控。研究说明,SlCBL1基因过量表达能够提高番茄的抗灰霉能力,其主要机理是通过影响抗病相关转录因子进而调控番茄抗灰霉病的能力。     

过量表达内质网小分子热激蛋白增强转基因番茄果实的耐冷藏性

利用番茄内质网小分子热激蛋白(ERsHSP)特异性抗体,对番茄果实蛋白进行Western分析,以测定低温冷藏下番茄果实中ERsHSP的表达量,并测定果实硬度、腐烂度和失重率等指标,以比较中蔬4号转ERsHSP基因番茄和未转基因番茄果实在4℃低温下的耐冷藏性.结果表明:在4℃冷藏30 d期间,转基因番茄果实具有较高的ERsHSP表达水平,而未转基因番茄果实中没有ERsHSP的表达;相对于未转基因番茄果实,转基因番茄果实冷害症状轻,并具有较高的果实硬度(平均值为2.84 kg/cm2)、较低的果实腐烂度(平均值为21.03%)和失重率(平均值为6.33%).     

有机磷农药微生物降解研究进展

微生物降解是有机磷农药在环境中去毒降解的主要方式,是治理环境污染的一项有效手段。该文综述了有机磷农药降解菌的分离鉴定、降解机理与代谢途径、降解基因的克隆及表达、降解菌制剂和酶制剂的应用、以及有机磷农药微生物降解研究趋势五个方面的研究现状。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg/L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9.5%,番茄的贮存期在50天以上。     

有机磷水解酶及其在传感器应用中的研究进展

有机磷农药的大规模使用对环境造成了严重污染, 同时由于其残留严重威胁着人类健康。有机磷水解酶是一种广泛存在于生物体内的可以催化各种有机磷化合物水解的酶。利用有机磷水解酶制成的生物传感器能够有效检测有机磷农药的残留。文章分别从有机磷水解酶的结构、重组表达以及在生物传感器应用等方面进行了综述, 旨在为有机磷农药的检测和降解提供参考。     

果实特异性RNAi介导的Lcy基因沉默来增加番茄中番茄红素的含量

根据GenBank中番茄的番茄红素β-环化酶(Lcy)基因序列和八氢番茄红素去饱和酶基因(Pds)启动子序列设计特异引物从番茄基因组DNA中分别扩增出了Lcy基因的高度保守的长302bp的DNA片段和长1790的Pds启动子片段。根据RNAi的原理,将Lcy基因的DNA片段以正反两个方向通过一段内含子序列连接在一起形成RNAi片段,将该片段与Pds启动子一起插入到pVCT2020的表达载体中,通过农杆菌介导的方法转化番茄,获得转基因植株5棵,PCR检测证实外源片段已成功导入番茄基因组中。收获转色期后20d左右的完全成熟的番茄果实提取番茄红素进行含量分析,结果显示转基因番茄果实中番茄红素的含量极大的增加了。上述结果表明通过RNAi果实特异性的抑制类胡萝卜素代谢途径中生物合成酶基因的表达能够极大的增加番茄果实中番茄红素的含量。这为通过基因工程手段提高番茄果实中的营养价值提供了参考。     

番茄ACC合成酶cDNA克隆及其对果实成熟的反义抑制

利用RT—PcR技术克隆了ACC合成酶多基因家族成员之－LE-ACC2编码区约1．7kb的cDNA,经酶切图谱和序列分析鉴定无误后,反向插入到植物表达载体pBin437中,构建了表达Acc合成酶反望RNA的二元载体。经农杆菌途径转化番茄“丽春”品种后,通过PCR检测从抗卡那霉素再生植株中筛选到6株转基因植株,Southern杂交确证了外源基因是以单拷贝插入到番茄染色体中;对果实乙烯释放的测定结果表明转基因番茄果实的乙烯释放量仅为对照的30％左右,在室温下转基因番茄果实采后保存60 d以上仍然没有变红、软化。以上结果表明其反义RNA在转基因番茄中的表达能有效地抑制乙烯的生物合成从而延缓果实成熟,表现出良好的耐储保鲜特性。对转基因植株子一代(T1)的分析结果进一步表明反义ACC合成酶基因以典型的单基因方式传到子代。通过对子二代的分析已初步筛选到一 个耐储藏的转基因番茄纯合品系。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg／L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9．5％,番茄的贮存期在50天以上。     

Construction of Plant Expression Vector with Double Resistance to Virus and Insect and Identification of Transformation in Tomato

By in situ hybridization of bacterium clone and analysis of restriction enzyme digestion, both CMV-cp gene and Bt-toxin gene were inserted one by one into T-DNA of binary plant expression vector pea. The reconstructed plasmid was named pE14. Then, tomato was transformed with pE14 mediated by Agrobacterium tumefaciens GV311-SE, four regenerated tomato plants were obtained on the MS medium containing 100 μg/mL kanamycin. Assay of nopaline, dot blotting of tomato genomic DNA and PCR amplication of CMV-cp gene and Bt-toxin gene from genomic DNA showed that CMV-cp gene and Bt-toxin gene were transferred into the four regenerated tomato plants simultaneously with T-DNA, and no recombination of genes occurred. RNA dot blotting showed that two of them could express simultaneously the CMV-cp gene and Bt-toxin gene proteins. The resistances to virus and insect of the transgenic tomato plants will be tested in their F1 and F2 regenerations.     

猕猴桃L-艾杜糖脱氢酶基因的克隆及转化

以猕猴桃果实为材料,利用电子克隆技术获得了L-艾杜糖脱氢酶(L-Idonate dehydrogenase,IDH)基因,然后将其转入番茄中,为了解猕猴桃IDH基因如何调控AsA的降解奠定基础。结果表明,获得的猕猴桃IDH基因cDNA全长为1 239bp,含有一个1 080bp的开放阅读框,编码359个氨基酸;成功构建了IDH基因植物表达载体pWR-IDH及工程农杆菌,以番茄叶片及茎段为受体,通过农杆菌介导法进行转化,获得了4株经PCR和RT-PCR检测呈阳性的转基因植株。     

The Expression of CAT Gene in Transgenic Tomato Plant

Bacterial CAT gene .with the 35S promoter of CaMV was transferred into leaf discs of cultivar Lycopersicon esculentum 462 with the help of Ti plasmid of Agrobacterium turnefaciens. These leaf discs were placed on MS salt and B5 vitamine medium containing kanamycin and carbenicillin. Several kinds of phytohormones were chosen in the medium, and it was found that zeatin and NAA have great effects on shooting and rooting. Transgenic tomato plants showed their normal flowering and fruiting. Leaves of these transgenic tomato plants were used for assaying the gene expression. Resuits of Southern Blot showed that the CAT gene was stably integrated into the genome of transgenic plants, The bacterial CAT, proteins were also detected, in transgenic tomato leaves with immunoreaction of CAT antibody. The methods presented here for culturing transformed tomato ceils will be a great help for transfering economically important genes into cultivars of tomato plants in China.     

Expression of recombinant Renilla luciferase in transgenic plants results in high levels of light emission

A 970 bp DNA fragment which encodes the luciferase enzyme of the marine soft coral Renilla reniformis was fused to the cauliflower mosaic virus (CaMV) promoter. The construct pPCV702-ruc was transferred into alfalfa protoplasts by Ca-PEG-mediated transformation and into tobacco, tomato and potato plants by Agrobacterium -mediated transformation. The light emission from homogenates of alfalfa protoplasts transformed with pPCV702-ruc was 16-fold higher than that of protoplasts transformed with the same vector carrying the bacterial luxF gene. Application of a 3 µM aequous solution of 2-benzyl luciferin (luciferin) on to calli, leaves, roots and slices of tomato fruits and potato tubers of transformed plants resulted in strong light emission within seconds which could be easily visualized by a photon counting camera. Light emissions obtained from tissue homogenates of tobacco plants containing a single copy of the pPCV702-ruc construct were around 20-fold higher than those from plants carrying multiple copies of the firefly luciferase gene and around 360-fold higher than those from plants transformed with the bacterial luciferase gene. Owing to its high efficiency the Renilla luciferase may become a useful and novel tool for gene expression studies in plants and other systems.     

Engineered resistance to tomato spotted wilt virus in transgenic peanut expressing the viral nucleocapsid gene

The nucleocapsid gene of tomato spotted wilt virus Hawaiian L isolate in a sense orientation, and the GUS and NPTII marker genes, were introduced into peanut (Arachis hypogaea cv. New Mexico Valencia A) using Agrobacterium-mediated transformation. Modifications to a previously defined transformation protocol reduced the time required for production of transformed peanut plants. Transgenes were stably integrated into the peanut genome and transmitted to progeny. RNA expression and production of nucleocapsid protein in transgenic peanut were observed. Progeny of transgenic peanut plants expressing the nucleocapsid gene showed a 10- to 15-day delay in symptom development after mechanical inoculations with the donor isolate of tomato spotted wilt virus. All transgenic plants were protected from systemic tomato spotted wilt virus infection. Inoculated non-transformed control plants and plants transformed with a gene cassette not containing the nucleocapsid gene became systemically infected and displayed typical tomato spotted wilt virus symptoms. These results demonstrate that protection against tomato spotted wilt virus can be achieved in transgenic peanut plants by expression of the sense RNA of the tomato spotted wilt virus nucleocapsid gene     

病毒诱导番茄的基因沉默

该实验通过RT-PCR获得了番茄八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase,PDS)基因的部分序列,双酶切PDS片段和烟草脆裂病毒载体(pTV00),构建重组载体pTV00-PDS,经农杆菌GV3101介导侵染番茄叶片并观察植株表型变化.结果显示,被侵染的番茄表现出明显的光漂白现象.半定量RT-PCR检测表明,PDS的mRNA被显著降解.该沉默体系的建立为下一步大规模验证番茄基因功能奠定了基础.     

口蹄疫病毒VP1基因在番茄中的表达及转基因番茄对豚鼠诱导免疫保护

构建克隆有O型口蹄疫病毒China99株VP1基因的植物双元表达载体pBin438/VP1。通过农杆菌介导法转化番茄子叶,经卡那霉素抗性筛选,获得60株抗性植株。对抗性植株分别做PCR、RT-PCR检测目的基因的整合与转录,ELISA筛选约40%的卡那抗性植株阳性,分别提取两株ELISA和Western blot检测阳性的转基因番茄叶片蛋白与弗氏佐剂乳化,于0、15、30d经肌肉途径免疫豚鼠,第三次免疫后28d用100ID50的同源强毒攻击,根据豚鼠抗体水平的消长动态和免疫豚鼠抗强毒攻击的保护率进行转基因植物疫苗免疫原性的评估。结果表明,双元表达载体pBin438/VP1构建正确,PCR、RT-PCR结果证实口蹄疫病毒VP1基因已整合到番茄基因组并在转录水平表达,ELISA和Western blot检测重组蛋白能够与FMDV阳性血清反应。转基因番茄第三次免疫豚鼠后21d血清效价最高可达1∶64,攻毒后两组免疫豚鼠保护率分别达80%和40%,证明转基因番茄表达的VP1蛋白具有良好的免疫原性。     

灰葡萄孢分生孢子产生相关基因的克隆及功能分析

[目的]克隆灰葡萄孢分生孢子产生相关基因,并研究其功能,为进一步研究灰葡萄孢分生孢子产生机理和灰葡萄孢侵染及致病机理奠定基础.[方法]通过筛选灰葡萄孢ATMT突变体库,获得一株不能产生分生孢子的突变菌株BCt78,采用PCR和Southern Blotting技术,对突变菌株BCt78进行分子鉴定.利用TAIL-PCR技术获得T-DNA插入位点的侧翼序列;将所获得侧翼序列与灰葡萄孢基因组数据库中的已知基因序列进行BLAST分析,推测出T-DNA的插入位点;通过PCR进一步验证T-DNA的插入位点,利用RT-PCR技术确定突变基因;最后对突变菌株的菌落形态、生长速度、胞壁降解酶活力、粗毒素的生物活性、对番茄叶片的致病能力及部分致病相关基因的表达情况进行研究.[结果]TAIL-PCR结果证实T-DNA插入到灰葡萄孢BCIG 12707.1基因的ATG起始密码子区;RT-PCR结果证实突变基因为BCIG_12707.1,该基因DNA全长为135 bp,编码一个44个氨基酸的假定蛋白(Hypothetical protein).突变菌株在PDA培养基上菌落呈灰白色,生长速度减慢,不能产生分生孢子及菌核;对番茄叶片的致病性增强,且胞壁降解酶(PG、PMG和Cx)活力增强;突变菌株中参与细胞壁降解的角质酶基因cutA和多聚半乳糖醛酸酶基因Bepg1,信号转导途径基因(PKA1、PKA2、Bac、Bmp3),产毒素基因BcBOT2(Sesquiterpene synthase),漆酶基因Lac1,跨膜蛋白基因Btp1表达都增强.[结论]BC1G_ 12707.1基因在灰葡萄孢分生孢子产生、菌核形成及致病力等方面起重要作用.     

兔防御素NP-1基因在转基因番茄中表达的初步研究

兔防御素ＮＰ－１是α－防御素的一种,含３３个氨基酸残基。最初从兔子的多形核嗜中性细胞中分离出来。它对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、分枝杆菌、真菌、被膜病毒以及ＨＩＶ病毒都有不同程度的抑制作用。兔防御素ＮＰ－１所带阳离子较多,可抗不具代谢活性的靶细胞。实验中将兔防御素ＮＰ－１基因构建到植物表达载体中,通过根瘤农杆菌介导转入番茄,得到了转基因番茄植株。对转基因番茄植株进行了ＰＣＲ、Ｓｏｕｔｈｅｍ杂交、Ｎ     

影响农杆菌介导白细胞介素-2基因转化番茄的因素研究

利用农杆菌介导法将白细胞介素-2基因（il-2）导入番茄中,对影响其转化的因素进行了分析。结果表明：农杆菌菌种（EHA105和C58C1）、外植体类型（子叶和下胚轴）、带有不同筛选标记（Kan^r、PPT^r、Hyg^r）的载体质粒几个因素对芽诱导分化及转化均有影响。实验共接种转化2018个子叶和下胚轴外植体,获得了47株抗性再生株,对其进行il-2的PCR扩增检测,有44株呈阳性。PCR-Southern杂交证实PCR结果可靠,显示il-2基因已导入到番茄中。