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。     

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。     

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。     

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。     

枸杞Lb14-3-3b基因的表达分析及转烟草研究

在宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)品种宁杞1号花药发育差异蛋白质组学研究的基础上,克隆了一个花药发育相关基因Lb14-3-3b,证实该基因在花器官中优势表达。本试验进一步利用荧光定量PCR技术分析枸杞Lb14-3-3b基因在花药发育过程中不同时期的表达特征,并通过构建植物过表达载体Lb14-3-3b-pCambia1305. 1-35s,经根瘤农杆菌介导法转化模式植物烟草,探究该基因在植物生长发育中的功能。结果表明,在枸杞花药发育的各个时期,Lb14-3-3b都有表达,在花药二核花粉时期表达量最高。与野生型烟草相比,转Lb14-3-3b基因烟草生长发育迟缓,植株矮小,花器官畸变,花瓣缺少致使花型趋于四角化,雄蕊及花丝数目缺少且发育异常。推测枸杞Lb14-3-3b基因在烟草生长发育及花器官发育中起调控作用,研究结果为进一步探讨该基因在枸杞生长发育中的调控作用提供参考依据。     

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子(SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNA Southern blot\,Slot blot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Western blot分析,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明,在所受试的19株烟草中60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制;蚜虫抑制生长试验表明,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

AGPase基因植物表达载体的构建及对烟草的转化

将大肠杆菌BL21的AGPase基因定向连接在受体质粒pCAMBIA2301载体上,从而构建植物表达载体,转化烟草获得了转基因植株。经GUS组织化学染色、PCR、Southern blot以及RT-PCR鉴定证实,该基因已导入烟草基因组中。淀粉含量测定结果显示,转基因植株比非转基因植株淀粉含量平均增加了13.1%,由此验证了该载体构建的成功与可用性,为下一阶段用该载体转化木薯主栽品种提高块根淀粉含量的研究奠定了基础。     

β-1,3-葡聚糖酶基因高效表达载体的构建及对小麦的转化

利用PCR方法设计引物,进行特异扩增,在得到的BG2基因片段的两端引入可以与表达载体多克隆位点相匹配的酶切位点,将该基因插入高效表达载体质粒pATC940中,获得表达质粒pATCBG2。通过基因枪转化法,将pATCBG2转化优质小麦品种龙辐麦10、龙辐麦3号,获得抗卡那霉素(Kanamycin)的再生植株,经PCR,PCR—Southern和Dot—blotting检测,结果表明,有5个转基因植株在以上各项检测中全为阳性,证明目的基因已整合人这些转基因小麦基因组中。田间接菌发病检测结果表明,转基因植株比对照的抗病性提高1～2级。     

菜凝集素基因的克隆及在转基因烟草中抗蚜性研究

通过PCR从苋属植物千穗谷(Amaranthus hypochondriacus)的总DNA中扩增出苋菜凝集素(AHA)的核基因片段。序列分析结果表明该基因为2453bp,含有一1538bp的内含子和两个分别为212bp和703bp的外显子。采取反向PCR的方法获得仅含该基因的编码区克隆。以此为基础与二元表达载体pBin438构建含内含子与不含内含子AHA基因的植物表达载体pBAHAg和pBAHAc并通过土壤农杆菌介导转化了烟草。转化再生植株的PCR和Southern blot分析表明,AHA基因已整合到烟草的染色体中,有单拷贝和多拷贝的整合。用与AHA蛋白高度同源的ACA蛋白的抗血清进行了免疫斑点(Immunodot blot)检测,结果初步表明转基因烟草有AHA蛋白的表达。虫试结果表明转pBAHAg和pBAHAc烟草对蚜虫的平均抑制率分别达57.2%和48.8%,有的高达90%以上。含内含子和不含内含子的AHA基因在转基因植株中的抗蚜性不同。     

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。     

导入Ghabp1基因对烟草叶细胞发育的影响

将棉花生长素结合蛋白基因cDNA与CaMV35S启动子和NOS终止子融合,构建了一个新的表达载体pGABP1-121,采用农杆菌介导法转化烟草,经过分化、筛选和再生,得到了具有卡那霉素抗性的植株。抗性植株经PCR及Southern杂交检测,证明外源目的基因已经整合到烟草基因组中。扫描电镜观察发现转基因烟草与对照相比叶细胞增大,结果表明,棉花生长素结合蛋白基因的表达影响了烟草叶细胞的发育。     

转小麦冷胁迫蛋白截短基因烟草及其抗病性分析

TA3-13是克隆于小麦冷胁迫蛋白基因的截短片段。原核表达的TA3-13蛋白能够诱导烟草产生显著的抗烟草花叶病毒(TMV)的作用。文章将TA3-13基因片段克隆到植物表达载体pBI121上,构建成转基因重组体pB-3-13,通过冻融法转化农杆菌EHA105,构建成转基因侵染菌株。采用叶盘法将pB-3-13转化三生烟草,经卡那霉素抗性筛选,获得48株T0代再生植株。通过PCR检测,鉴定出33株转基因单株,收获了20株种子作为T1代株系。PCR-Southern杂交结果显示,PCR阳性条带与TA3-13探针有特异性杂交,说明外源基因被转化到烟草的基因组中。选取两个T1代株系的烟草植株用于各项测定。GUS组织化学活性鉴定和RT-PCR检测结果显示,外源基因可以成功地表达。接种TMV病毒后,转基因烟草抗TMV的能力较转空载体烟草提高3～5倍。转基因烟草具有抗TMV侵入和抗病毒病害发展的作用,同时转基因烟草可以抗细菌软腐病菌的扩展。     

番茄叶片GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因表达载体的构建与转化

GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GMPase,EC 2.7.7.22)是维生素C合成途径的第一步关键酶。通过RT-PCR扩增到1498 bp的GMPase全长序列,GenBank登录号为DQ449030。利用克隆到的基因分别构建得到正义及反义植物表达载体。并将其克隆至PBI121真核表达载体,转化农杆菌LBA4404,利用农杆菌介导法转化烟草植株,经基因组PCR及琼脂糖凝胶电泳检测,结果表明GMPase真核表达载体构建成功,并成功获得转基因植株。