黄瓜花叶病毒cDNA载体在烟草细胞中表达外源基因

为了探讨利用黄瓜花叶病毒(CMV)构建表达载体的可行性,分离了山东株(SD) CMV RNA 3的全长cDNA。测定其全序列后,采用定点突变的方法在衣壳蛋白(CP)基因起始密码子处改造出一个NsiⅠ位点,可将外源基因引入NsiⅠ位点和CP基因终止密码子上游附近的XhoⅠ或SalⅠ位点而置换掉CP基因。分别用绿色荧光蛋白(GFP)基因、β-葡糖醛酸酶(GUS)基因以及小鼠二氢叶酸还原酶(DHFR)基因3种报告基因置换CP基因。将Fny株CMV RNA 1、RNA 2和SDCMV嵌合RNA 3的cDNA分别插入pCass载体的35S启动子和终止子之间,将构建的置换型载体直接以质粒的方式转染烟草原生质体,表达了3种报告基因。     

改造稀有密码子提高SEA蛋白表达量

利用重叠PCR技术突变了sea基因上一个稀有密码子簇,将此段中稀有密码子全部更换成E.coli最常用密码子,得到sea^m。将sea和sea^m分别克隆于7ZTS表达载体上,并转化JM109（DE3）菌株。结果表明,sea基因的表达十分微弱,而sea^m基因的表达量十分高,约占菌体总蛋白的15 ％。表达产物在体内具有一定的抗肿瘤活性。     

L24突变核糖体通过翻译终止调控λN基因的表达

从翻译延伸和终止两个方面研究了大肠杆菌核糖体蛋白质L24突变抑制Lambda噬菌体N基因表达的分子机理. 结果表明: 在lacZ和GST(谷胱苷肽巯基转移酶)为报道基因的表达质粒中, 通过lacZ和GST分别与λN 融合得到lacZ-λN和GST- λN融合基因, 它们在L24突变菌株中产生的β-半乳糖苷酶和谷胱苷肽巯基转移酶的活性分别下降至野生型T83菌株的1/4和1/2左右; 改变GST- λN融合基因的翻译终止密码子附近的序列, 能使GST-融合蛋白的产量恢复到T83菌株的水平. 原因可能是L24突变核糖体参与组成的翻译终止复合物有功能上缺陷, 在翻译终止某些基因, 如λN基因时, 能使核糖体暂停在终止密码子附近, 减慢翻译终止, 影响λN基因的表达. 其中, λN 基因终止密码子上游仅2个密码子的改变可消除L24突变对λN基因表达的抑制.     

菜豆重金属响应基因PvSR2在烟草中的表达及镉抗性分析

重金属特异诱导基因PvSR2(Phaseolus vulgaris stress-related)是从法国菜豆中克隆出来的, 为了研究该蛋白能否提高植物的抗重金属能力, 将PvSR2基因插入到植物转化中间载体pCAMBIA2301中CaMV 35S启动子的下游, 用根癌农杆菌介导的叶盘法将其导入烟草中, 在含有100 mg/L Kan的MS培养基上筛选, 获得了转基因植株. PCR和Southern杂交结果表明PvSR2已整合在烟草基因组中, GUS和Northern分析表明PvSR2在转基因烟草中获得表达. 重金属抗性实验表明: 与野生型烟草相比, PvSR2转基因烟草具有较高的抗重金属镉(Cd)的能力. 组织Cd含量分析显示: 在低浓度Cd (0.5~0.75 mmol/L)处理时, Cd在PvSR2转基因烟草与野生型烟草根中的累积量没有明显的差别, 而在高浓度Cd(0.1 mmol/L)胁迫下, 转基因烟草根中Cd的累积量低于野生型烟草, 说明PvSR2的表达能够提高植物的抗重金属能力, 同时表明PvSR2可能与重金属在植物中的运输和积累有一定关系.     

烟草tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响

烟草DNA结合蛋白TGA1a可特异地作用于CaMV35S增强子的激活序列as-1(-83~-63), 并表现为转录激活功能. 为了研究tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响, 将它置于维管束特异性启动子rolC下游, 并与CaMV35S启动子控制的报道基因串联成一种反式调控系统, 构建了植物表达载体, 同时, 以CaMV35S和rolC分别控制的报道基因构建植物表达载体为阳性对照. 通过农杆菌介导方法转化烟草和分子鉴定, 证明报道基因存在于转化烟草基因组中, 分别测定了不同转基因单株的GUS活性, 结果表明: rolC控制下的tga1a的表达显著增强了CaMV35S控制下的报道基因表达, 其GUS活性明显高于CaMV35S或rolC单独调控报道基因的转化植株, 单株的最高GUS活性达到两个阳性对照的10倍以上. 组织化学定位证实该串联系统使GUS蛋白主要集中在维管束组织. 这一研究结果为提高外源基因在转基因植株中的表达水平和外源基因的组织特异性表达创立了一个新模式.     

马铃薯Y病毒HC-Pro中心区域在病毒协生作用中的主导地位

利用PCR方法获得了马铃薯病毒中国株系(PVY-C)HC-Pro基因的5个缺失突变体,构建了相应的植物表达载体。通过土壤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化了烟草品种K₃₂₆(Nicotina tabacum cv.K₃₂₆)。PCR和Southern blot分析证明了HCPro基因及其缺失突变体已整合到烟草基因组中,Western blot表明它们在转基因烟草中得到了表达。侵染性试验发现HCPro中心区域介导转基因烟草中PVY-C和黄瓜花叶病毒(CMV)、PVYC和马铃薯X病毒(PVX)之间的协生作用,从而明确了PVY-C HC-Pro中心区域为病毒协生作用的功能区域。     

qa-3稀有密码子和mRNA结构改造及其在大肠杆菌中的高效表达

奎尼酸脱氢酶的高表达是奎尼酸生物合成的代谢工程研究的关键和基础。粗糙脉孢菌基因组中编码奎尼酸脱氢酶的基因qa-3在大肠杆菌中不表达,根据大肠杆菌密码子使用频率分析qa-3基因,发现有27个稀有密码子,其中编码Arg?的有8个,编码Gly(G)的有9个。编码精氨酸的AGG(AGA) 两个稀有密码子紧密相连（R区）,另外还有个相对比较集中的GGG密集区G区。进一步通过计算机分析其qa-3基因mRNA二级结构,发现改变5′和3′末端个别碱基对其二级结构的影响很大,可以使mRNA的自由能由野生型的-374.3 kJ/mol降低到最小-80.5 kJ/mol,从而大大减少mRNA两端二级结构的产生,而仅仅改变R区和G区的稀有密码子自由能变化很小。通过对该基因密码子改造和优化5′和3′末端对其mRNA二级结构的影响,在大肠杆菌中表达真菌的基因qa-3,并测到了奎尼酸脱氢酶活性,为构建产奎尼酸工程菌株奠定基础。     

稀有密码子对proUK基因在大肠杆菌中高表达的影响

AGG/AGA密码子在proUK基因中出现的频率高达2%,大肠杆菌中现有的编码tRNA UCU的argU基因不能满足proUK高表达的需要。本文研究了argU基因剂量对proUK表达的影响,结果表明带有argU基因的中等拷贝数质粒能促进proUK基因表达。     

水稻EPSP合酶第一内含子增强外源基因的表达

分离并克隆了水稻5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因的第一内含子(EPI). 序列分析表明, EPI长704 bp, GC含量为36.2%. 为进一步研究EPI序列在转基因植物中对外源基因表达水平的影响, 将EPI序列插入CaMV35S启动子和报导基因β-葡糖醛酸酶(β-glucuronidase, GUS)基因(gus)之间. 采用基因枪法转化烟草叶片, gus基因瞬时表达表明, EPI序列的存在可以使GUS的表达水平提高. 利用农杆菌法转化烟草, 获得了gus基因稳定表达的植株. GUS活性检测表明EPI内含子的存在可以显著提高GUS基因的表达(P<0.01). Northern blot 分析表明, 在转录水平上gus基因在含EPI内含子的转基因植株中的表达高于不含EPI gus基因的表达, 并且成熟的gus mRNA中EPI被正确剪取掉了, 表明是一种非转译的内含子. GUS定量检测表明, EPI存在可以使GUS的平均表达水平提高3倍, 最高单株可提高6倍.     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份。 PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2∶1（55/28）。进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份。外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0.25%。田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟(Chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变。以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与育种利用。     

Resistance to Potato Virus X Infection in Transgenic Tobacco Plants with Coat Protein Gene of Virus

A major commercial cultivar of tobacco was transformed via Agrobacterium mediated procedure. Tobacco leaves started to form shoots on shoot inducing medium containing kanamycin after infected by Agrobacterium containing the plasmid with PVX CP gene. Regenerated plants were obtained in two weeks on hormone-free MS medium containing kanamycin. The transgenic tobacco plants were identified with nopaline detection,enzyme-linked immunosorbent assay and western blot analysis, symptom appearance was significantly delayed and virus accumulation was either absent or reduced in PVX CP gene transformed plants. Progenies of transgenic tobacco plants also gained resistance to PVX infection to a certain degree. These experiments demonstrate that CP protection is effective against PVX.     

Expression of Amino-Terminal Portions or Full-Length Viral Replicase Genes in Transgenic Plants Confers Resistance to Potato Virus X Infection

The first open reading frame (ORF 1) of potato virus X (PVX) encodes a putative replicase gene. Transgenic tobacco lines expressing ORF 1 are resistant to PVX infection when inoculated with either PVX or PVX RNA. Analyses of lines containing various portions of the ORF 1 gene demonstrated that resistance is conferred to plants by expressing approximately the first half of the ORF 1 gene. One line expressing the untranslated leader and first 674 codons of ORF 1 is highly resistant to PVX infection. Conversely, lines expressing either approximately the third or fourth quarter of the ORF 1 gene, which contain the conserved nucleotide triphosphate (NTP) binding motif and Gly-Asp-Asp (GDD) motif, respectively, are not protected from PVX infection. In the resistant full-length and amino-terminal lines, lower numbers of local lesions were observed, and the virus accumulation in the inoculated and upper leaves was reduced when compared with the nontransformed control. When the performance of the most resistant ORF 1 line was compared with the most resistant coat protein (CP) line in a resistance test, the best ORF 1 line was more resistant to PVX infection than the best transgenic line expressing the PVX CP gene. These findings define a promising new approach for controlling plant viral infection.     

Cell-to-cell movement of the 25K protein of potato virus X is regulated by three other viral proteins

The 25K, 12K, and 8K proteins and coat protein (CP) of Potato virus X (PVX) are required for virus cell-to-cell movement. In this study, experiments were conducted to determine whether the PVX 25K protein moves cell to cell and to explore potential interactions between the PVX 25K, 12K, and 8K proteins and CP. The PVX 25K gene was fused to the green fluorescent protein (GFP) gene and inserted into plasmids adjacent to the cauliflower mosaic virus 35S promoter. These plasmids were introduced by biolistic bombardment to transgenic tobacco expressing the PVX 12K, 8K, and CP genes. The GFP:25K fused proteins moved cell to cell on nontransgenic tobacco and tobacco expressing either the 12K or 8K proteins. However, the GFP:25K proteins did not move on transgenic tobacco expressing the combined 12K/8K genes or the CP gene. Thus, movement of the PVX 25K protein through plasmodesmata may be regulated by interactions with other PVX proteins.     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默。发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录。利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默。进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默。对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加。     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.).Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默.发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录.利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默.进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默.对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加.     

采用液质联用方法检测黄秋葵荚果黄酮类物质含量

该研究为了培育兼抗4种病毒的马铃薯品种,采用RT￣PCR技术对PVX、PVS、PVY和PLRV的外壳蛋白( CP )基因进行克隆与分析,获得了大小分别为670、800、700、600 bp的CP基因序列,将获得的CP基因序列与NCBI中已报道的序列进行比对分析,其同源性都在96％以上。根据所克隆的CP 基因对靶标片段进行筛选,获得了大小约300 bp的靶标片段PVX￣rh、PVS￣rh、PVY￣rh和PLRV￣rh,同时利用 Overlap￣PCR技术将4种病毒的靶标片段进行拼接,得到了长度约为1200 bp的融合片段XSYV￣rh,与预期目标片段XSYV￣yxz的相似性达100％。利用DNA重组技术将融合片段XSYV￣rh克隆到pGM￣T载体上构建成克隆载体pGM￣T￣XSYV￣rh,用SpeⅠ和SacⅠ对克隆载体pGM￣T￣XSYV￣rh和植物表达载体pART27进行同步双酶切,用T4 DNA连接酶将XSYV￣rh片段连接到载体pART27上,成功构建了同时含4种病毒CP 基因片段的植物表达载体pART27￣XSYV￣rh。采用直接转化法将植物表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,并利用农杆菌介导法对烟草品种T12试管苗进行遗传转化,转化后的烟草植株经PCR检测,有40株转化植株可扩增出目的条带,表明XSYV￣rh融合基因已成功转入烟草基因组中。     

Expression of Potato Virus Y Coat Protein Gene in Transgenic Potato

Potato virus Y (PVY) N coat protein (CP) coding sequence was cloned into a plant expression vector pMON316 under the CaMV 35S promoter. Leaf discs of potato (Solanum tuberosum) were used to Agrobacterium-mediated gene transfer. A large number of regenerated putative transgenic plants were obtained based on kanamycin resistance. Using total DNA purified from transgenic plants as templates and two oligonucleotides synthesized from 5' and 3' of the PVY coat protein gene as primers, the authors carried out polymerase chain reaction (PCR) to check the presence of this gene and obtained a 0. 8 kb specific DNA fragment after 35 cycles of amplification. Southern blot indicated that the PCR product was indeed PVY CP gene which had been integrated into the potato genome. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) of our transgenic plants showed that CP gene was expressed in at least some transgenic potato plants.