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相似文献
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1.
去除选择标记基因的Cre/lox重组系统在植物中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
获得无选择标记基因的转基因植物越来越受到研究者的重视。目前,应用得较广泛的去除选择标记基因的方法有共转化法和位点特异性重组法,其中位点特异性重组系统中Cre/lox重组系统研究最多。以下介绍了Cre/lox位点特异性重组系统的原理、特点及其近几年在植物中的应用,针对本实验室在这一领域的研究情况,重点阐述了Cre/lox系统的应用前景。随着植物反应器研究领域的不断壮大,去除筛选标记基因是植物反应器研究的必然趋势。  相似文献   

2.
Cre/lox位点特异重组系统是植物基因工程中的重要工具,利用其可以在转基因植物中对目的基因实现精确删除和定点整合。概述Cre/lox系统的基本结构及作用方式,并以基因删除和定点整合为重点,详细介绍该系统在这两方面的应用。  相似文献   

3.
【背景】谷氨酸棒状杆菌的基因敲除系统较为匮乏且效率不高,难以对其进行代谢工程改造,不利于高性能工业菌株的构建及规模生产。【目的】分别采用CRISPR-Cpf1和Cre/loxP基因敲除系统对谷氨酸棒状杆菌ATCC13032(CorynebacteriumglutamicumATCC13032)基因组上的argR和argF基因进行敲除,比较两种敲除方法的优缺点,为合理选择敲除系统提供依据。【方法】特异性重组的Cre/loxP敲除系统是首先利用同源重组将基因组上的靶基因替换为两端带有重组位点loxP的kanR片段,然后由重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,从而去除替换到基因组上的kanR片段,进一步利用质粒的温敏特性将其消除,从而实现靶基因的敲除。CRISPR-Cpf1敲除系统是利用Cpf1对pre-crRNA进行加工,形成的成熟crRNA引导Cpf1识别和结合到靶DNA的特定序列上并切割双链DNA分子,通过同源重组作用去除靶基因,基于质粒自身的温敏特性将其消除,从而完成基因敲除的整个过程。【结果】Cre/lox P系统可在8N+2 d内完成N轮迭代基因敲除,而CRISPR-Cpf1系统可在5N+2d内完成N轮迭代基因无痕敲除,理论上还可以一次对多个靶位点进行编辑,效率更高,但存在同源重组效率较低、假阳性率高等缺点。【结论】与Cre/loxP系统相比,CRISPR-Cpf1辅助的同源重组基因敲除方法可省时、省力地实现基因的无痕敲除,理论上还可实现多个基因的同时敲除、总体效率更高,然而编辑效率还有提高的空间。  相似文献   

4.
利用Cre/lox重组系统中的Cre重组酶能特异性识别并介导两个同向lox位点之间DNA序列发生重组删除的特点,将TA29驱动下的反义豌豆卷须肌动蛋白基因置于两个同向lox位点之间并与Bar基因连锁,转化烟草Wisconsin 38后获得抗除草剂Basta的转基因植株.将Cre基因导入烟草Wisconsin 38建立雄性不育工程恢复系.反义Actin转基因植株与Cre转基因植株杂交获得F1,通过Cre重组酶将F1中的反义肌动蛋白基因表达盒删除实现育性的恢复.结果显示:来自豌豆卷须的肌动蛋白基因在Wisconsin 38烟草绒毡层中反义表达但未能导致明显的雄性不育,转基因植株在花器官形态、花粉形状、活力、结实、结籽等方面与野生型植株间无明显的差异.而获得的烟草Cre转基因工程恢复系除少量植株出现叶片褪绿、结果少等异常外,绝大多数植株形态结构及开花结果习性与野生型一致;其中3个Cre转基因工程恢复系与Actin反义肌动蛋白转基因植株TAA-3杂交后,杂交后代中的绝大多数反义肌动蛋白基因表达盒均被精确删除,表明将Cre/lox重组系统用于建立基于反义基因工程雄性不育的恢复系是可行的.  相似文献   

5.
Cre/lox系统通过其Cre重组酶对lox序列进行切割和重新连接,介导lox序列发生特异性重组.利用重组报告基因系统Pactin-lox-hpt-lox-gusA,对Cre/lox系统在水稻(Oryzasativa L.)中介导转基因的剔除进行了研究.Pactin-lox-hpt-lox-gusA系统中选择标记hpt基因侧翼含两个同向lox位点,并位于水稻actinl启动子和gusA基因之间.当hpt在Cre酶作用下被剔除时,actinl启动子可以和gusA基因融合在一起从而驱动GUS表达.通过农杆菌介导获得了分别转cre基因、Pactin-lox-hpt-lox-gusA结构和双价抗虫基因lox-hpt-lox-sck-cryIAc结构的水稻.利用有性杂交方法将cre基因导入到转化lox结构的植株中.在4个转Pactin-lox-hpt-lox-gusA T0植株×转cre T0植株所配组合的30个杂交F1植株中,12个植株表达GUS活性,9个表现潮霉素敏感,表明hpt基因被剔除.研究进一步通过Cre/lox介导剔除转双价抗虫sck cryIAc基因籼稻恢复系明恢86材料基因组中的选择标记hpt基因.在9个转lox-hpt-lox-sck-cryIAcT2代纯合植株×转creT2代纯合植株所配组合的77个杂交F1植株中,56个植株表现潮霉素敏感.分子分析证实在这些对潮霉素敏感的植株中hpt基因已经被剔除.  相似文献   

6.
Cre/lox系统通过其Cre重组酶对lox序列进行切割和重新连接,介导lox序列发生特异性重组。利用重组报告基因系统Pactin-lox-hpt-lox-gusA,对Cre/lox系统在水稻(Oryza sativa L.)中介导转基因的剔除进行了研究。Pactin-lox-hpt-lox-gusA系统中选择标记hpt基因侧翼含两个同向lox位点,并位于水稻actin1启动子和gusA基因之间。当hpt在Cre酶作用下被剔除时,actin1启动子可以和gusA基因融合在一起从而驱动GUS表达。通过农杆菌介导获得了分别转cre基因、Pactin-lox-hpt-lox-gusA结构和双价抗虫基因lox-hpt-lox-sck-cryIAc结构的水稻。利用有性杂交方法将cre基因导入到转化lox结构的植株中。在4个转Pactin-lox-hpt-lox-gusA T0植株×转cre T0植株所配组合的30个杂交F1植株中,12个植株表达GUS活性,9个表现潮霉素敏感,表明hpt基因被剔除。研究进一步通过Cre/lox介导剔除转双价抗虫sck  cryIAc基因籼稻恢复系明恢86材料基因组中的选择标记hpt基因。在9个转lox-hpt-lox-sck-cryIAc T2代纯合植株×转creT2代纯合植株所配组合的77个杂交F1植株中, 56个植株表现潮霉素敏感。分子分析证实在这些对潮霉素敏感的植株中hpt基因已经被剔除。  相似文献   

7.
龙定沛  谭兵  赵爱春  许龙霞  向仲怀 《遗传》2012,34(2):177-189
来自于P1噬菌体的Cre/lox系统通过位点特异性重组可以迅速而有效地实现各种生理环境下的基因定点插入、删除、替换和倒位等操作。Cre/lox系统作为目前基因打靶技术的核心工具, 已被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、斑马鱼等高等真核模式生物。文章较为全面地介绍了Cre/lox系统的基本概况及其在高等真核生物中的应用, 讨论了Cre/lox系统在研究中存在的主要问题和今后的发展方向, 为利用该系统在不同高等生物中进行基因操作提供有用的参考。  相似文献   

8.
Cre/lox位点特异性重组系统在高等真核生物中的研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
Long DP  Tan B  Zhao AC  Xu LX  Xiang ZH 《遗传》2012,34(2):177-189
来自于P1噬菌体的Cre/lox系统通过位点特异性重组可以迅速而有效地实现各种生理环境下的基因定点插入、删除、替换和倒位等操作。Cre/lox系统作为目前基因打靶技术的核心工具,已被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、斑马鱼等高等真核模式生物。文章较为全面地介绍了Cre/lox系统的基本概况及其在高等真核生物中的应用,讨论了Cre/lox系统在研究中存在的主要问题和今后的发展方向,为利用该系统在不同高等生物中进行基因操作提供有用的参考。  相似文献   

9.
位点特异重组系统由重组酶和相应的重组酶识别位点组成,通过两者间的相互作用,实现外源基因精确整合与切除等一系列遗传操作.主要可分为Cre/lox系统、FLP/frt系统、R/RS系统和Gin/gix系统.目前,研究最充分应用最广泛的位点特异重组系统为Cre/lox系统.此系统为位点特异重组系统家族中的一员,由38.5kDCre重组酶和34bplox位点组成,最早被应用于动物转基因研究,包括基因敲除、基因激活、基因易位等.近年来,随着研究的深入,Cre/lox系统被逐步应用到植物研究中,并在诸多领域取得重大进展.本文总结归纳了Cre/lox系统在定点整合、定点切除以及叶绿体转化等方面的最新研究成果,旨在为利用Cre/lox系统构建环境安全和高效表达的植物遗传转化体系提供参考.  相似文献   

10.
转基因植物高效删除标记基因的实用型双元转化载体   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用雌激素诱导的Cre/loxPDNA重组系统,构建用于转基因植物删除标记基因的实用新型载体,将所有非目的基因放于两同向loxP位点间,多克隆位点位于两loxP位点外,可插入目的基因,载体设计非常实用。在插入目的基因GUS后转化烟草,雌激素诱导,分析诱导前后DNA的重组情况、不同时间基因转录水平,以及目的基因在诱导前后的表达。结果显示,诱导后染色体DNA实现了高效重组,非目的基因片段消失,目的基因GUS在诱导后表达正常。  相似文献   

11.
A binary expression vector was constructed containing the insecticidal gene Allium sativum leaf agglutinin (ASAL), and a selectable nptII marker gene cassette, flanked by lox sites. Similarly, another binary vector was developed with the chimeric cre gene construct. Transformed tobacco plants were generated with these two independent vectors. Each of the T(0) lox plants was crossed with T(0) Cre plants. PCR analyses followed by the sequencing of the target T-DNA part of the hybrid T(1) plants demonstrated the excision of the nptII gene in highly precised manner in certain percentage of the T(1) hybrid lines. The frequency of such marker gene excision was calculated to be 19.2% in the hybrids. Marker free plants were able to express ASAL efficiently and reduce the survivability of Myzus persiceae, the deadly pest of tobacco significantly, compared to the control tobacco plants. Results of PCR and Southern blot analyses of some of the T(2) plants detected the absence of cre as well as nptII genes. Thus, the crossing strategy involving Cre/lox system for the excision of marker genes appears to be very effective and easy to execute. Documentation of such marker excision phenomenon in the transgenic plants expressing the important insecticidal protein for the first time has a great significance from agricultural and biotechnological points of view.  相似文献   

12.
绿色荧光蛋白(GFP)可直接进行活体观察,它的这个优点可被用于监测转基因植物中选择标记基因的消除。为此,构建了植物表达载体pGNG,将绿色荧光蛋白基因(gfp)和卡那霉素抗性基因表达盒(NosP-nptll-NosT)一起克隆在两个同向的lox位点间,在第一个lox位点上游置有CaMV 35S启动子以驱动GFP表达,第二个lox位点下游置有不含启动子的大肠杆菌β-葡萄糖醛酸酶(GUS)基因。首先在含卡那霉素(Kan)的培养基上筛选出转pGNG的烟草,借助绿色荧光可容易地检出表达GFP的转化体。然后用另一转化载体pCambia1300Cre二次转化表达GFP的转基因植物,利用另一选择标记基因潮霉素抗性基因(hpt)进行筛选,在获得的再生植株中,Cre重组酶的表达消除了转化体中两lox位点间的gfpnptll。实验结果表明可借助GFP荧光的消失,快速选出nptII被消除的二次转化体,同时GUS(作为目的蛋白) 在CaMV 35S启动子驱动下获得表达。最后利用后代的分离将hptcre除去。  相似文献   

13.
设计了一种新的诱导型Cre/lox系统,并在转基因烟草(Nicotianatabacum L.)中进行了验证.在诱导剂的作用下,位于同向lox位点之间的选择标记基因(hpt)和重组酶基因(Cre)在烟草愈伤组织中被删除.在该系统中,Cre基因在玉米乙酰苯胺类化合物诱导启动子(In5-2)的控制下表达.对转基因后代的分子检测结果表明,不论是否加入了诱导剂,目的基因(gus)均被整合到烟草基因组中;在诱导剂处理的48株转基因烟草To代中,45株的hpt基因被删除了.该系统只使用一个载体,克服了二次转化系统带来的问题.  相似文献   

14.
Chemical-regulated, site-specific DNA excision in transgenic plants   总被引:37,自引:0,他引:37  
We have developed a chemical-inducible, site-specific DNA excision system in transgenic Arabidopsis plants mediated by the Cre/loxP DNA recombination system. Expression of the Cre recombinase was tightly controlled by an estrogen receptor-based fusion transactivator XVE. Upon induction by beta-estradiol, sequences encoding the selectable marker, Cre, and XVE sandwiched by two loxP sites were excised from the Arabidopsis genome, leading to activation of the downstream GFP (green fluorescent protein) reporter gene. Genetic and molecular analyses indicated that the system is tightly controlled, showing high-efficiency inducible DNA excision in all 19 transgenic events tested with either single or multiple T-DNA insertions. The system provides a highly reliable method to generate marker-free transgenic plants after transformation through either organogenesis or somatic embryogenesis.  相似文献   

15.
16.
将置于两个同向lox位点之间的Bar基因表达盒与大豆胰蛋白酶抑制剂SKTI基因表达盒融合后获得相应植物表达载体,转化烟草Wisconsin 38后获得对棉铃虫具有明显抗性的SKTI转基因植株。SKTI转基因植株通过叶盘二次转化法导入Cre基因,对再生植株叶盘进行Basta的抗性检测,检测Bar基因的删除情况。结果表明:绝大多数再生植株对应叶盘在含8 mg/L PPT的筛选培养基上无法再生,Bar基因被删除的效率在38%~100%之间。对Bar基因删除区域进行PCR及克隆测序后发现Bar基因表达盒被精确删除。对Bar基因删除植株开花自交获得的分离后代进行NPTⅡ抗性检测,5株NPTⅡ敏感植株分子检测显示均只含有SKTI基因而无Cre基因存在,为无选择标记基因的SKTI转基因植株。  相似文献   

17.
Luo K  Sun M  Deng W  Xu S 《Biotechnology letters》2008,30(7):1295-1302
To excise a selectable marker gene from transgenic plants, a new binary expression vector based on the 'genetically modified (GM)-gene-deletor' system was constructed. In this vector, the gene coding for FLP site-specific recombinase under the control of a heat shock-inducible promoter HSP18.2 from Arabidopsis thaliana and isopentenyltransferase gene (ipt), as a selectable marker gene under the control of the cauliflower mosaic virus 35S (CaMV 35S) promoter, were flanked by two loxP/FRT fusion sequences as recombination sites in direct orientation. Histochemical staining for GUS activity showed that, upon induction by heat shock, all exogenous DNA, including the selectable marker gene ipt, beta-glucuronidase (gusA) gene and the FLP recombinase gene, between two loxP/FRT sites was eliminated efficiently from primary transgenic tobacco plants. Molecular analysis further confirmed that excision of the marker gene (ipt) was heritable and stable. Our approach provides a reliable strategy for auto-excising a selectable marker gene from calli, shoots or other tissues of transgenic plants after transformation and producing marker-free transgenic plants.  相似文献   

18.
We have developed a fast and accurate method to engineer the Bacillus subtilis genome that involves fusing by PCR two flanking homology regions with an antibiotic resistance gene cassette bordered by two mutant lox sites (lox71 and lox66). The resulting PCR products were used directly to transform B. subtilis, and then transient Cre recombinase expression in the transformants was used to recombine lox71 and lox66 into a double-mutant lox72 site, thereby excising the marker gene. The mutation process could also be accomplished in 2 days by using a strain containing a cre isopropyl-beta-d-thiogalactopyranoside (IPTG)-inducible expression cassette in the chromosome as the recipient or using the lox site-flanked cassette containing both the cre IPTG-inducible expression cassette and resistance marker. The in vivo recombination efficiencies of different lox pairs were compared; the lox72 site that remains in the chromosome after Cre recombination had a low affinity for Cre and did not interfere with subsequent rounds of Cre/lox mutagenesis. We used this method to inactivate a specific gene, to delete a long fragment, to realize the in-frame deletion of a target gene, to introduce a gene of interest, and to carry out multiple manipulations in the same background. Furthermore, it should also be applicable to large genome rearrangement.  相似文献   

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