人干扰素α-2b 基因在烟草中的表达研究

应用PCR的技术从质粒pAIFN中扩增人干扰素α-2b（Human interferon α-2b,HuIFN α-2b）编码基因,将其连接到pBI121双元载体构建植物真核表达载体pBIFN;用冻融法将该载体转染根癌农杆菌LBA4404;并用叶盘浸染法转化烟草叶片,经转化的烟草叶片的组织培养,诱导愈伤获得再生植株。通过应用PCR,RT-PCR,Wes-tern blot和WISH/VSV方法检测获得的烟草再生植株,结果表明HuIFN α-2b基因已成功整合进烟草核基因组并表达出具有活性的HuIFN α-2b蛋白。本文对HuIFN α-2b基因在烟草核系统中的表达进行了研究,为进一步在烟草叶绿体系统中该基因的表达研究奠定了基础。     

紫杉烷13α-羟基化酶基因的克隆及其转化烟草的研究

本研究利用东北红豆杉(Taxus cuspidata )cDNA文库作为模版,通过PCR技术扩增得到我国东北红豆杉紫杉烷13α-羟基化酶(Taxane 13α-hydroxylase,简称13OH)的全长cDNA,将PCR产物克隆到pGM-T载体后测序结果表明该序列长度为1458bp。同源性比较分析结果表明：其碱基序列与已经报道的东北红豆杉(Taxus cuspidata)的13OH基因的一致性为99.38%,其氨基酸序列同与已经报道的东北红豆杉的13OH氨基酸序列的一致性为99.18%。将获得的cDNA全长序列正向插入到含有GUS报告基因的pCambia1305.1后成功地构建出东北红豆杉13OH植物表达载体pC13OH,通过电击法把pC13OH转入根癌农杆菌GV3101中。利用该工程菌株对普通烟草进行了转化,在潮霉素选择压力下获得了完整的再生植株。利用13OH基因特异引物,通过PCR技术筛选到4株阳性再生植株。在这4株再生植株中,有3株植株GUS报告基因的组织化学染色呈现阳性反应,表明该植物载体表达载体中与13OH相融合的GUS基因成功地得到了表达。本研究为今后深入研究13OH基因在烟草中的表达和开展紫杉烷13α-羟基化酶基因对红豆杉细胞的转化以及研究作用于该基因的小RNA调节子打下了基础。     

美洲商陆抗真菌蛋白转化烟草的研究和抗病性检测

本研究为美洲商陆抗病毒蛋白(PaAFP)基因首次对植物遗传转化的研究,转入烟草中研究此蛋白对烟草立枯病的抗性。从美洲商陆叶片中获得美洲商陆抗真菌蛋白前体蛋白基因cDNA序列,构建植物表达载体pCAMBIA1300-PaAFP,通过三亲杂交法将其导入根癌农杆菌LBA4404受体菌,转染烟草获得了大量再生转基因植株。PCR、Southern杂交、RT-PCR以及Tris-Tricine-SDS-PAGE检测结果表明目的基因已经整合到烟草基因组中,并且已经得到转译。转基因植株苗期抗立枯病试验表明,转基因烟草植株对立枯丝核菌表现出了抗性。     

金花茶查尔酮合成酶基因CnCHS的克隆及遗传转化研究

根据已发表的金花茶查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因(CnCHS)序列设计全长扩增引物,以金花茶花瓣总cDNA为模板进行PCR扩增,成功获得了该基因cDNA全长。将扩增所得全长产物连接PMD18-T载体后转化大肠杆菌E.coli DH5α,提取质粒后经酶切、测序鉴定后,将其与双元表达载体pCAMBIA1300连接,成功构建了CnCHS基因的正义表达载体pCAM-CnCHS。将该重组表达载体转化农杆菌EHA105后,利用农杆菌介导法将CnCHS基因转入烟草,获得转基因烟草18株。利用PCR法及Southern blotting对所获得的转基因植株进行鉴定,结果显示CnCHS基因成功整合到烟草基因组中,阳性率达67%,并获得了单拷贝转基因植株。这些结果表明本研究成功构建了金花茶CnCHS基因对烟草的遗传转化体系,为深入研究CnCHS基因的功能及其对花色的调控效应奠定了基础。     

根癌农杆菌介导的乙肝表面抗原基因对烟草的转化

构建了植物表达载体pBRSAg,该载体具有完整的植物表达元件,CaMV35S启动子、农杆菌T-DNA左右边界、植物报告基因gus和植物选择标记基因hpt,适用于农杆菌的转化;通过冻融法将重组质粒pBRSAg转入根癌农杆菌LBA4404中,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,经筛选培养获得烟草植株。抗性植株经GUS染色和PCR检测为阳性,初步表明乙肝表面抗原基因在烟草中得到表达。     

铁皮石斛DoSMT2基因的功能分析

为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C-24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRT-PCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草叶片中的表达,采用气相色谱质谱法分析菜油甾醇和谷甾醇的含量。结果显示:(1)成功获得DoSMT2基因的开放阅读框(1 119 bp),并成功构建正义植物表达载体质粒pCXSN-DoSMT2,经农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草并鉴定,获得4株阳性转基因烟草植株。(2)Southern blot结果表明,4株转基因烟草植株都有1条杂交信号带,而非转基因烟草植株没有,说明外源DoSMT2基因都以单拷贝整合到4株转基因烟草基因组中。(3)qRT-PCR检测显示,非转基因烟草未检测到外源DoSMT2基因的表达,4株转基因烟草都能检测到DoSMT2基因的表达,且表达水平差异极显著,各株系表达量高低依次为P3P1P2(P4)。(4)气相色谱质谱分析显示,转DoSMT2基因烟草叶片的菜油甾醇含量均极显著低于非转基因烟草叶片,而谷甾醇含量均极显著高于非转基因烟草叶片。研究表明,DoSMT2具有催化24-亚甲基胆甾烯醇转化形成24-亚乙基胆甾烯醇活性。     

烟草化学诱导表达系统的建立

化学诱导表达系统对植物功能基因的研究及植物基因工程应用有重要意义。XVE是以雌激素为基础的用于诱导转基因植物中目的基因表达的一种系统,能够在可调控方式下诱导基因的表达。目前,以烟草为遗传转化材料进行XVE系统研究的详细报道还未见发表。本文以烟草作为研究对象,利用PCR技术从本实验保存的质粒pROKII-GFP中扩增出GFP基因。构建雌激素诱导型植物表达载体(p ER8-GFP)并利用农杆菌介导的叶盘法将外源基因导入野生型烟草中;经潮霉素抗性筛选出转化植株后,用PCR鉴定出阳性转化植株,将阳性转化植株利用不同浓度和不同时间的雌激素进行处理,并结合定量PCR和Night SHADE植物活体成像系统对转基因植株的表达水平进行检测。结果表明诱导p ER8-GFP载体在烟草中表达的最适雌激素浓度为25μmol·L~(-1),最适时间为48 h;同时在烟草胚轴与根尖细胞中检测到荧光信号,表明XVE化学诱导系统在烟草中也可以高效、严格的依赖雌激素的诱导来控制目的基因表达。本研究将为烟草相关的化学诱导表达研究提供技术支持与解决方案。     

根癌农杆菌介导的高粱遗传转化体系的研究

采用根癌农杆菌介导法将杀虫晶体蛋白基因cryIA(b)转入高粱胚性愈伤组织中,建立农杆菌转化高粱的遗传转化体系,获得70棵再生植株。经GUS及PCR检测,结果表明,cryIA(b)基因确实转移到高粱恢复系0-30中,报告基因GUS在再生植株中也得到表达。转化植株的抗病性鉴定正在进行中。     

红豆越桔VviDREB1基因转化烟草的研究

通过构建pVB4215植物双元表达载体,采用农杆菌介导法转化烟草,研究VviDREB1在植物体中的异源表达特性.结果显示,实验获得了25个Hyg抗性株系,经过PCR、RT-PCR和GUS组织化学染色检测及Hyg基因的PCR复检等多点验证,证实表达载体边界内序列完整地整合到2个烟草株系的基因组中.转基因烟草株系在4℃低温处理20 h后,恢复生长5 h,叶片光系统PSⅡ抗寒性分析结果表明,转基因植株的叶片快速叶绿素荧光曲线OJIP各点数值高于对照植株,VviDREB1基因能够显著提高烟草的荧光产量,最大光化学效率Fv/Fm和以吸收光能为基础的性能指数PIABS较对照高,说明VviDREB1对保护植物组织细胞内光合系统PSⅡ有明显的作用,转VviDREB1基因烟草对低温有一定的忍耐能力.     

利用转基因烟草表达人胰高血糖素样肽1的研究

人胰高血糖素样肽1(hGLP1)是一种短肽激素,是近年来备受关注的治疗糖尿病最有前景的候选药物。在设计合成hGLP1基因并构建植物表达载体的基础上,通过农杆菌介导将hGLP1基因导入烟草基因组中,获得转化再生植株,经过PCR扩增和Southern blot分析,证实hGLP1基因已整合进入6个株系的烟草基因组中。GUS组织化学染色表明,与目的基因融合的报告基因在转基因烟草中获得表达。Western blot检测表明,其中2个株系转基因烟草叶片中能够检测到hGLP1融合蛋白的表达。初步的动物试验表明该融合蛋白具有一定的降血糖生物活性。     

高效烟草遗传转化体系的建立及甜蛋白基因的导入

以烟草无菌茁叶片为外植体,通过根癌农杆菌LBA4404介导法,将Thamnatin基因导人烟草中,经梯度卡那霉素(Kana-mycin,Km)筛选,获得可在含75mg／L、100mg／L Km选择生根培养基上再生的抗性植株,其中部分Km抗性植株经PCR检测为阳性,转化率为31．3％,初步鉴定已成功地建立了烟草遗传转化系统,为进一步探讨甜蛋白在植物中的转化和表达情况奠定基础。     

PSAG12-ipt嵌合基因转化马铃薯体系的研究

以根癌农杆菌介导法将PSAG12-ipt嵌合基因导入马铃薯栽培品种,对影响马铃薯遗传转化的多种因素进行系统研究.结果表明:马铃薯茎段分化效率高于叶片,马铃薯愈伤诱导和芽分化最适培养基为MS+6-BA 0.25mg/L+NAA 0.25mg/L+2,4-D 0.25mg/L,添加1%Na2SO3能有效防止褐化;茎段愈伤诱导和分化苗生根最适的Kan浓度分别为50mg/L和75mg/L;外植体预培养2d,OD600为0.2～0.5的农杆菌浓度侵染8min、共培养3d后进行选择培养能有效地提高植株再生能力.用PSAG12和ipt双重PCR检测再生植株,阳性转化率为65.8%.Southern blotting结果表明,转基因植株多以单拷贝形式整合进马铃薯基因组中.     

大豆fad基因反义表达载体构建及转化烟草研究

使用PCR方法从大豆基因组DNA中扩增出大豆油酸脱饱和酶基因fad2-1,连接到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109菌株.测序后,用DNAstar软件进行同源性比对.然后将正确的序列反向克隆到表达载体pBt,并转化农杆菌菌株LBA4404,经双酶切鉴定和PCR扩增检测,获得具有该基因反向序列的农杆菌工程菌,转化...     

根癌农杆菌介导法获得烟草转人骨形成蛋白—3成熟肽基因植株

利用冻融法将质粒pCAMBIA-hBMP-3m直接转入根癌农杆菌LBA4404,以烟草无菌苗叶盘为外植体,通过农杆菌介导法进行遗传转化,获得了在含25mg/L潮霉素（Hy-gromycin,Hyg）的筛选培养基上再生的抗性植株,经PCR检测呈阳性,初步鉴定并筛选整合了人骨形成蛋白－3成熟肽基因的转基因植株。     

Agrobacterium-mediated transformation of Campanula glomerata

A transformation system for Campanula glomerata 'Acaulis' based on the co-cultivation of leaf explants with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 or EHA105 was developed. A. tumefaciens was eliminated when the explants were cultured on medium containing 400 mg/l vancomycin and 100 mg/l cefotaxime. Transgenic plants containing the uidA gene that codes for #-glucuronidase (gus) were obtained following co-cultivation with either strain of A. tumefaciens, LBA4404 or EHA105, both of which harbored the binary vector pGUSINT, coding for the uidA and neomycin phosphotransferase II (nptII) genes. While the transformation frequency (2-3%) was similar for both strains, A. tumefaciens LBA4404 was effectively eliminated from Campanula at a lower concentration of antibiotic as compared to EHA105. The concentration of individual antibiotics required to eliminate EHA105 resulted in a decreased rate (55-67%) of regeneration. The highest percentage of explants that regenerated plants (79%) and the highest regeneration rate was achieved with 100 mg/l cefotaxime combined with 400 mg/l vancomycin. Plants were also transformed with the isopentenyl transferase (ipt) gene using LBA4404 containing the 35S-ipt vector construct (pBC34).     

Expression of 10 kD Sulfur-Rice Prolamin Gene of Rice in Potato

Using 10 kD sulfur-rich prolamin gene of rice (PLG) as target gene, the authers constructed the expression vectors pBinLG and pBinLGP, which contained CaMV 35S promoter/PLG/NOS terminator, and Patafin Class Ⅰ promoter/PLG/NOS terminator respectively. They were transformed into Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 (pAL4404) by direct transformation method with incubating the leaf and tuber explants of potato (Solanum tuberosum L. ) with LBA4404 (pAL4404) and selecting in the medium containing 100 mg/L kanamycin, regenerated resistant plants were obtained. The NPT Ⅱ enzyme activity analysis, polymerase chain reaction (PCR), Southern blotting, Northern dot blotting and Western blotting demonstrated that the target gene was integrated into the genome of potato ceils and well expressed in the plant.     

六棱大麦HVA1基因在烟草中遗传转化的研究

本研究依据HVA1基因序列克隆六棱大麦HVA1基因cDNA片段,构建Ubiquitin启动子驱动下的植物表达载体pCAMBIA1300-HVA1。然后通过三亲杂交法将重组质粒PCAMBIA1300-HVA1转入农杆菌LBA4404,并采用农杆菌介导法转化烟草。经PCR,PCR-Southern blotting和RT-PCR检测表明HVA1基因已整合进烟草基因组,并在转录水平上获得表达。功能验证的结果显示,转基因植株叶片的保水率提高了近1倍,暗示转基因烟草具有一定的抗旱潜力。     

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。