The detection of a transgenic soybean biochip using gold label silver stain technology

A method for the rapid detection of transgenic soybean crops based on a combination of gene chip and "gold label silver stain" (GLSS) technologies has been established. To ensure the specificity of this method, the CaMV35S promoter and Nos terminator were selected as probes because they are both exogenous genes that are specific to transgenic soybean plants. The addition of biotin-modified dUTPs to a polymerase chain reaction (PCR) system can produce amplified nucleic acid segments containing biotin. These labeled PCR products then hybridize with specific probes on the chip and are subsequently bound by streptavidin-modified gold nanoparticles (GNPs). Due to the catalytic nature of the GNPs, silver staining can be used to visualize the hybridized probes, which appear as signals in varying shades of gray. The intensity value of the gray signals can be obtained using a general scanner. Silver staining for 10 min was determined to produce the optimal signal-to-noise ratio. In addition, this method was shown to be highly specific and had a detection sensitivity of 288.57 pg/μL.     

Ethylene suppresses jasmonate-induced gene expression in nicotine biosynthesis

In Nicotiana sylvestris, a set of nicotine biosynthesis genes were activated by exogenous application of methyl jasmonate, but the activation was effectively suppressed by simultaneous treatment with ethylene. When N. sylvestris transgenic hairy roots were treated with a natural ethylene precursor, the jasmonate-responsive expression of the promoter from a nicotine pathway enzyme gene was completely suppressed, and this suppressive effect was abolished when ethylene perception was blocked with silver cation. These and additional immunoblot results suggest that ethylene signal antagonizes jasmonate signal in nicotine biosynthesis.     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

植物遗传转化表达载体研究进展

植物遗传转化表达载体是植物转基因研究中非常重要的一个环节,外源基因在转基因植物中的高效表达是转基因研究成功的关键。综述了植物遗传转化表达载体近年来的研究进展情况,着重介绍了在转基因植物中实现外源基因高效表达的多种途径和策略,旨在提高转基因植物中外源基因的表达水平和生物安全性,并展望了今后植物转基因研究及商业化发展方向。     

转基因猪外源生长激素基因的定位研究——非同位素标记染色体原位杂交技术

近几年来发展起来的染色体原位杂交技术是进行基因定位研究的重要手段。它为进一步进行基因定点整合研究提供依据。本文采用非同位素标记染色体原位杂交技术对经显微注射得到的转基因猪进行了内源和外源猪生长激素(PGH)基因在染色体上定位的研究。 用BhlI对pSMTPGH注射基因(本室制备)进行单酶切,选取3.5kb片段以Dig进行标记。为了提高灵敏度,我们采用了胶体金标记抗体技术并结合使用银增加试剂。利用染色体的组型分析,对杂交点的分布进行了统计学分析,发现内源PGH基因位于12p~(11),与国外Thomsen,P.D.等报道的一致。插入的外源PGH基因呈随机分布,但对某一转基因猪来说,外源基因的插入是集中在某一染色体上。这一结果的发现为进行转基因猪外源基因定点整合提供了依据,也为研究外源基因整合位点和转基因猪表观性状的关系准备了条件。     

转基因植物中外源基因的沉默及应对策略

随着转基因技术在作物育种领域的应用,转基因植物中外源基因表达量低的现象较为普遍。导致外源基因表达量低的主要原因是基因沉默。外源基因沉默可分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。如何应对基因沉默,提高外源基因的表达量,是转基因技术发展亟待解决的问题。     

微囊藻毒素去毒酶转基因模型的构建

根据已克隆的鲢鱼(Hypophthalmichthysmolitrix)微囊藻毒素去毒酶cDNA全序列设计特异引物,利用PCR方法获得鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因编码区,将该编码区与绿色荧光蛋白连接,分别构建融合表达载体pEGFP-N1-sGST和双顺反子表达载体pIRES2-EGFP-sGST。利用脂质体转染法将融合表达载体pEGFP-N1-sGST转染Hela细胞,60h后检测到绿色荧光基因表达;通过显微注射,将双顺反子表达载体pIRES2-EGFP-sGST注入斑马鱼(Daniorerio)受精卵,获得了转鲢鱼微囊藻毒素去毒酶基因斑马鱼,从而构建了微囊藻毒素去毒酶转基因模型。上述2种转基因模型的成功构建为进一步研究鲢鱼、鳙鱼(Aristichthysnobilis)、罗非鱼(Oreochromisnilotica)等淡水鱼类微囊藻毒素去毒酶基因调控元件、去毒分子机理及研发转基因鲢鱼、鳙鱼、罗非鱼等微囊藻毒素高效生物去毒器奠定了基础。     

转双抗虫基因三倍体毛白杨外源基因表达及性状相关性分析

用部分改造的BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂（API）基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化了三倍体毛白杨Populus tomentosa Carr.,获得一批转双抗虫基因株系。对转基因株系的抗虫毒蛋白表达进行了ELISA和Western Blot检测,同时用转基因株系叶片对杨扇舟蛾Clostera anachoreta Fabricius和舞毒蛾Lymantria dispar L.幼虫进行室内饲虫试验,并对各项外源基因表达指标进行了相关分析。结果表明：在检测的28个转基因株系中,对杨扇舟蛾高抗株系占总参试系号的41％,中抗系号占35.0％,低抗系号占24％,对舞毒蛾高抗株系占参试系号的70％。转基因植株可明显抑制存活幼虫的生长发育,且不同转基因株系饲养的幼虫发育存在显著差异。连续两年相关分析表明,不同转基因株系幼虫死亡率间存在极显著相关。转基因植株对舞毒蛾和杨扇舟蛾均表达出抗虫性,并存在极显著相关。ELISA检测结果表明,不同转基因株系Bt毒蛋白表达量存在差异,变化在0.0011％～0.0161％。转基因植株对害虫的杀虫效果与Bt杀虫蛋白的表达量存在显著相关,表明Bt毒蛋白在抗虫效果中占有重要地位。转基因植株对卡那霉素表现出一定的抗性,但与抗虫程度相关不明显,单纯用卡那霉素作为筛选手段并不能完全反映植株的真实抗虫效果。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

转红色荧光蛋白基因唐鱼外源基因拷贝数的测定

目的:测定转红色荧光蛋白基因唐鱼的外源基因拷贝数。方法:以杂合F5代和杂合F6代转红色荧光蛋白基因唐鱼为材料,以其外源插入片段(pDsRed-mylz2)与基因组插入位点5′侧翼区之间的边界序列作为特异性内参片段,同时以外源整合的红色荧光表达载体序列(pDsRed-mylz2)作为目的基因,采用实时荧光定量PCR技术测定外源基因整合的拷贝数。结果:运用外源基因与特异内参在同批次实时荧光定量PCR中的初始拷贝数比值,得到杂合F5代和杂合F6代转红色荧光蛋白基因唐鱼中插入的外源红色荧光表达载体序列pDsRed-mylz2的拷贝数均值均为3。结论:转红色荧光蛋白基因唐鱼的外源基因拷贝数为3。     

睾丸注射法制备携带山羊H-FABP基因的转基因小鼠

为探究睾丸注射法制备转基因动物的可能性,文章将携带有山羊心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)和绿色荧光蛋白标签的重组载体经脂质体包裹后随机打点注射小鼠睾丸。对实验小鼠进行睾丸切片、精子荧光检测以及精子DNA检测,证实外源基因在亲代小鼠体内成功表达。睾丸注射后小鼠与正常母鼠交配产生的F1代,以及F1代自交产生的F2代在不同水平均可检测到外源基因的成功表达,阳性率分别为4%和30.23%。研究结果说明睾丸注射是一种制备转基因动物行之有效的方法,且外源基因可以稳定遗传。该方法的完善和成熟对于动物转基因以及动物性状改良和育种具有理论和实践意义。     

虫压胁迫对抗虫转基因水稻生长发育及产量性状的影响

在大田条件下,以转基因抗虫水稻Bt63、R1和R2及非转基因水稻汕优63(对照)为材料,设置高、低两种虫压环境条件,研究虫压胁迫对转Bt抗虫基因水稻生长发育及产量相关性状的影响.结果表明： 抗虫水稻在虫压胁迫条件下可充分体现出外源基因的抗性特点.在高虫压条件下,3种转Bt基因水稻受螟虫危害程度远低于对照植株,株高、分蘖数、地上部鲜质量、穗长、穗质量、单株穗数、单株实粒数、实粒质量、结实率、千粒重等生长发育和产量指标均高于对照,但仅株高、分蘖数和穗长3个指标与对照有显著差异.因此,抗虫外源Bt基因的引入对水稻结实性不会产生负面效应,高虫压胁迫条件对抗虫转基因水稻产量的影响较小.     

Differential Expression of Endogenous Ferritin Genes and Iron Homeostasis Alteration in Transgenic Tobacco Overexpressing Soybean Ferritin Gene

For studying the effects of endogenous ferritin gene expressions (NtFer1, GenBank accession number ay083924; and NtFer2, GenBank accession number ay141105) on the iron homeostasis in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum L.) plants expressing soybean (Glycine max Merr) ferritin gene (SoyFer1, GenBank accession number m64337), the transgenic tobacco has been produced by placing soybean ferritin cDNA cassette under the control of the CaMV 35S promoter. The exogenous gene expression was examined by both Northern- and Western-blot analyses. Comparison of endogenous ferritin gene expressions between nontransformant and transgenic tobacco plants showed that the expression of NtFer1 was increased in the leaves of transgenic tobacco plants, whereas the NtFer2 expression was unchanged. The iron concentration in the leaves of transgenic tobacco plants was about 1.5-folds higher than that in nontransformant. Enhanced growth of transgenic tobacco was observed at the early development stages, resulting in plant height and fresh weights significantly greater than those in the nontransformant. These results demonstrated that exogenous ferritin expression induced increased expression of at least one of the endogenous ferritin genes in transgenic tobacco plants by enhancing the ferric chelate reductase activity and iron transport ability of the root, and improved the rate of photosynthesis.     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用, 使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用, 利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导入烟草基因组, 采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明, 整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因, 也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明, 外源基因已整合到烟草基因组中, 并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明, 转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系, 而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性等生理性状也发生了明显变化, 表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加, POD活性明显增强, MDA含量明显降低; 而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力, 而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

转基因构件在哺乳动物外源基因整合、表达与调控中的作用

哺乳动物的转基因研究自八十年代初发展起来后已迅速、广泛应用于研究真核生物基因表达调控机制、建立人类疾病动物模型、动物育种、基因产品的制备等方面,已成为分子生物学技术中不可缺少的内容。随着转基因技术的发展,外源基因整合的随机性和表达的不可调节性正逐步得以克服。从随机整合到定位整合,从基因加入到基因剔除和基因精确修饰,从表达的不可调节到可控表达,转基因研究的应用前景正朝着无限可能的方向发展。但目前的技术还面临着某些不足,如效率较低、刺激诱导引起的多向效应、特异性不高、有较强的背景活性。本文将从外源基因的角度探讨不同构件对基因整合、表达和调控的影响,以期为外源基因的构建提供有益的尝试。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

启动子Ptac与PsbA在鱼腥藻7120中表达hG-CSF的效率比较

为了比较外源性启动子Ptac与内源性启动子PsbA在鱼腥藻7120中表达外源基因时的效率,构建了分别含Ptac和PsbA两种启动子的穿梭表达载体pRL-PsbA-GCSF、pRL-Tac-GCSF;利用三亲结合转移法转化鱼腥藻7120,利用抗生素筛选,通过质粒提取和PCR方法鉴定,获得了分别由2种启动子驱动表达hG-CSF的转基因蓝藻,转基因藻中目的基因以质粒形式存在;利用半定量RT-PCR方法对2种转基因藻的hG-CSF转录水平进行比较,发现PsbA启动子驱动效率与Ptac启动子没有明显差异;利用ELISA方法比较hG-CSF蛋白表达量,发现PsbA启动的蓝藻中hG-CSF表达量是Ptac诱导条件下表达量的1.17倍。