抗虫的转AaIT基因杨树的获得

通过根癌农杆菌叶盘法将构建在双元载体上的昆虫特异性神经蝎毒素AaIT基因转化至中国南方杨树N106(小叶杨×美洲黑杨,P.deltoides×P.simonii)中,共获得了62株再生植株。PCR分析及PCR产物Southernblotting的分析结果表明,AaIT基因整合在再生植株的基因组上。对部分转AaIT基因植株进行了杀虫实验,转基因植株A5对一龄舞毒蛾(Lymantriadispar)幼虫有明显的抗性,饲喂转基因杨树叶片的幼虫死亡率显著高于未转基因对照植株,其取食面积小,存活幼虫体重明显小于对照。ELISA分析证明了AaIT蛋白的表达。     

表达苏云金杆菌5－内毒素基因的转基因烟草的抗虫性

苏云金杆蓠(Bacillus thuringiensis)HD-1的δ-内毒索基因原始克隆THl2和TH48分别含有5．3kb和6．6kb型类同源异族基因。经定点突变改造其5’端,酶切对3’端进行缺失后,在大肠杆菌中仍能表达出有杀虫活性的被修饰的毒蛋白。将上述加工过的基因插入到双元载体pBin437(pBinl9的派生质粒)中,借助辅助Ti质粒(Pal,1404转人烟草,获得了抗卡那霉索的再生植株。经southern印迹和狭槽印迹(slot blot)杂交证明有1-5个拷贝的毒素基因整合至烟草染色体中。Northern印迹法分析结果表明这两类基医都在转基因植株中得到表达。育4株5．3kb类型,3株6．6kb类型的转基因植株对烟青虫有高抗性,与对照相比,这7株转基因烟草植株的杀虫率可达40一50％,并能显著抑制昆虫蜕皮和生长发育,表现明显的抗虫作用。结果表明这两类毒蛋白基因都可在植物中表达并赋予转基因植株以抗虫性。     

高效Bt抗虫基因表达结构的构建及其在转基因烟草中表达行为的研究

构建了高效植物表达载体pBinMoBc,其携带有超强表达复合启动子OM及Ω因子控制下的CryIA?基因,作为对照,本实验构建了含有CaMV35S启动子控制下的CryIA?基因的植物表达载体pBinoBc。分别使用两个植物表达载体转化烟草,ELISA检测表明,在pBinMoBc转基因烟草中CryIA?基因的平均表达水平是pBinoBc的2.44倍,最高可达可溶蛋白的0.255%。抗虫检测结果表明,pBinMoBc转基因烟草与pBinoBc转基因烟草相比,具有更强的抗棉铃虫效果。上述结果表明,OM启动子比CaMV 35S启动子更具有实际应用价值,此结果在植物抗虫基因工程研究中具有重要意义。     

苏云金芽孢杆菌δ－内毒素crylA?基因在大肠杆菌和变铅青链霉菌中表达

利用合成的寡聚核苷酸片段,从质粒pOS1000中分离出具有适合克隆位点的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis )δ－内毒索crylA?全长基因。将该基因与大肠杆菌表达载体pKK223-3重组,并引入大肠杆菌JMl09中,经IPTG诱导．获得了超量表达的CryIA?蛋白。将crylA?全长基因插入链霉菌表达载体pHZl272中,得到重组质粒pHZl256,将该质粒引入变铅青链霉菌(Streptomyces　lividans)JT46中,经硫链丝菌素诱导．通过Westerablotting测定表明,重组变铅青链霉菌JT46(pHZl256)已表达出相应的CrylA?蛋白。杀虫试验表明,大肠杆菌和链霉菌所表达出的δ－内毒索crylA?对小菜蛾均有毒杀作用,其致死率分别为93％和57％。     

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。     

表达昆虫特异性神经麻痹毒素AaIT的杀虫杆状病毒的构建

根据杆状病毒核多角体基因及植物基因的密码子选择偏向、G+C含量和密码子第三位碱基的G+C含量,同时综合在真核系统中影响基因转录、翻译及影响mRNA稳定性等因素,在不改变所编码的氨基酸序列的基础上,设计并人工合成了昆虫特异性神经蝎毒素AaIT基因。合成的AaIT基因与合成的gp67信号肽DNA序列正确融合后通过杆状病毒转移载体pSXIV VI⁺X3体内重组到粉纹夜蛾多角体病毒(Trichoplusia ni nuclear polyhedrosis virus,TnNPV)上,得到重组病毒TnNPV-AaIT。经Southern blotting验证了AaIT基因整合在TnNPV基因组中,SDS-PAGE证明AaIT基因在重组病毒中的表达。通过用重组病毒口服感染供试昆虫,证明了含AaIT基因的重组病毒能显著缩短杆状病毒的杀虫时间,提高杀虫效率。这是迄今为止我国构建的第一株具有实用价值和应用前景的基因工程病毒。     

插入烟草叶绿体启动基因片段的重组质粒转化大肠杆菌和枯草杆菌感受态与原生质体的比较

大肠杆菌(E.coli)N100携带的pK01-26质粒插入烟草(Nicotiana tobacHm var.)叶绿体启动基因片段的重组质粒。该质粒以大肠杆菌HB101为受体可以再转化,转化频率为4.93×10^-6,以枯草杆菌168为受体不能实现转化。上述两种受体菌株的原生质体,经处理,再生细胞壁后,分别获得转化子。经原生质体转化,以大肠杆菌HB101为受体的转化频率为2.7×10^-4频率为2.6×10^-5。以H     

CH50真核表达载体pCH503的构建及小鼠体内表达的趋化与抗肿瘤活行

构建重组FN多肽CH50真核表达载体并在小鼠体内表达,研究其趋化与抗肿瘤作用.采用重组DNA技术构建表达质粒;体内进行基因转染,采用RT-PCR鉴定导入基因的表达;通过肝素亲和层析、SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物;腹腔细胞计数、Giemsa染色分析以及肌肉组织切片与染色观察体内基因转染后的趋化作用;小鼠黑色素瘤模型研究基因转染抑制肿瘤的作用.从CH50原核表达载体获得重组多肽的cDNA,5＇端加上小鼠IFN-γ5＇端非编码区和信号肽编码区的cDNA,3＇端加上人FN cDNA的3＇端非编码区;将重组cDNA插入pREP8质粒,即构建出pCH503质粒.巨噬细胞在体内经pCH503转染,然后在体外培养,能够产生CH50多肽.以pCH503分别进行腹腔基因转染和肌肉内基因转染,均可对免疫细胞产生趋化作用;pCH503体内转染可以使小鼠腹腔内黑色素肿瘤结节数降低50%～601.CH50真核表达载体pCH503可在小鼠体内表达,体内基因转染可趋化免疫细胞和抑制肿瘤结节形成,在肿瘤综合治疗中有重要意义.     

抗草甘膦抗虫植物表达载体的构建及其转基因烟草的分析

构建了含草甘膦抗性突变基因（aroAM12）和人工合成重组Bt抗虫基因（Bts1m）的植物表达载体pCM12_s1m。aroAM12基因的表达由CaMV35S启动子控制,Bts1m基因的表达由2E_CaMV35S启动子和Ω因子控制。通过农杆菌介导,将aroAM12和Bts1m基因转化到烟草中,转基因烟草通过在含草甘膦的MS培养基上筛选而获得。Southern blot分析表明所有经过草甘膦筛选出的转化植株都整合有aroAM12基因,约70%的转化植株同时整合有aroAM12和Bts1m基因。Northern blot、Immunodot blot分析进一步证明整合的两个基因在转录、翻译水平上均进行了表达,不同植株之间表达存在着差异。草甘膦抗性和虫试实验证明,获得的转基因烟草对草甘膦和烟青虫具有很强的抗性。     

恶性疟裂殖子表面蛋白1合成基因在毕赤酵母中的表达

恶性疟原虫裂殖子表面蛋白1是当今疟疾疫苗主要的候选抗原。由于天然MSP1基因AT含量异常高(为74%),使得克隆全长天然基因无法实现。本文已全合成了msp1基因(4940bp),解决了该天然基因在异源系统中不稳定的问题。为制备大量msp1重组蛋白进行疫苗有效性试验,本研究建立了msp1基因在毕赤酵母中的表达,将合成的msp1基因克隆到毕赤酵母胞内表达载体pPIC3.5,构建了重组质粒pPIC3.5/msp1,用电击转化毕赤酵母得到重组转化子,经PCR证实msp1基因已整合于毕赤酵母染色体中。含有重组表达质粒的毕赤酵母菌经甲醇诱导后表达出全长msp1重组蛋白。表达产物能与识别MSP1分子二硫键依赖构象表位的特异性单抗发生很强的反应,表明msp1重组蛋白至少在该表位构象上与天然蛋白一致。从毕赤酵母中分离得到大量msp1为开展该蛋白的结构与功能,特别是测定其疟疾保护性免疫提供可能。     

霍乱毒素B亚单位基因分泌型表达载体的构建及转化烟草的研究

为了探索利用植物分泌特性来表达重组蛋白的可行性,先构建了含钙网蛋白信号肽的植物双元载体pBIcal,再向该载体中插入霍乱毒素B亚单位编码基因,最后得到表达载体pBIcal—ctb。通过根癌农杆菌介导,该表达载体转化烟草,在卡那霉素抗性培养基上筛选,得到30棵抗性植株。经PCR鉴定,霍乱毒素B亚单位基因已经整合到烟草基因组中。初步表达分析表明,转基因烟草中含有具生物活性的霍乱毒素B亚单位蛋白。     

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。     

地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶基因的克隆、烟草瞬时表达及转化拟南芥的研究

从地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)中克隆到耐高温α-淀粉酶基因全长, 构建了原核表达载体, 转入大肠杆菌(Escherichia coli)中, 使用IPTG于28°C诱导6小时后, 通过SDS-PAGE检测到目的蛋白, 分子量约为55 kDa, 并通过酶活力检测实验证明该蛋白具有耐高温α-淀粉酶活性。同时构建了该基因融合GFP的植物表达载体, 通过农杆菌(Agro- bacterium tumefaciens)介导瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)下表皮细胞并在荧光显微镜下观察, 发现在烟草下表皮细胞的细胞质和液泡中均有绿色荧光。使用I₂-KI溶液对乙醇脱色后的烟草叶片进行染色, 显色反应表明在烟草中表达的耐高温α-淀粉酶具有酶活性。最后, 采用农杆菌介导的花蕾浸泡法将重组载体转化到拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 筛选到稳定遗传的耐高温α-淀粉酶基因的拟南芥纯合子。研究结果为后期开展表达耐高温α-淀粉酶的转基因植物的相关研究奠定了实验基础。     

Arresten在烟草中的表达及其生物学活性分析

采用5'端引入His-tag的引物从携带有Arresten基因的质粒pCA中扩增血管生成抑制因子Arresten编码基因,构建其植物表达载体pCAMBIAarr并通过冻融法转化根癌农杆菌LBA4404,获得携带目的基因的重组农杆菌.采用叶盘法以重组农杆菌转化烟草,在50 μg/mL潮霉素B为选择压力下获得再生烟草植株,经过Southern杂交、RT-PCR和Western blotting检测,获得稳定整合有Arresten编码基因的烟草转基因植株.牛血管内皮细胞BCE增殖抑制实验表明,采用镍离子螯合次氨基三乙酸亲和层析法从转基因烟草叶片中分离纯化的重组Arresten蛋白具有明显的抑制牛血管内皮细胞增殖的生物活性.     

Production of Fibrinolytic Enzyme in Plastid-Transformed Tobacco Plants

The earthworm fibrinolytic enzyme, which belongs to a group of serine proteases with strong fibrinolytic activity, has been used as an oral drug for prevention and treatment of thrombosis in East Asia. Fibrizyme is a fibrinolytic enzyme isolated from the earthworm Eisenia andrei. Here we report genetic engineering of tobacco plastids with stable integration of the fibrizyme gene into the tobacco chloroplast genome. A plastid transformation vector was constructed by introducing various regulatory elements into fibrizyme cDNA. This vector was delivered by particle bombardment into tobacco leaf explants and plastid-transformed plants were subsequently regenerated into whole plants through several rounds of selection. We confirmed stable integration of the fibrizyme gene into the tobacco plastid genome by PCR and Southern blot analyses. Northern and Western blot analyses revealed that mRNA and protein of recombinant fibrizyme were highly expressed in transformed tobacco plants.     

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。     

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。     

抗虫杀菌融合基因表达载体的构建及微束激光转化植物研究

将苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白的基因(Bacillus thuringiesis,简称Bt)通过甘氨酸接头(Gly4Ser)3与一种人工合成的抗菌肽(antimicrobial peptides,AMP)基因与相融合,编码一种新的杀虫,并具有抗菌的蛋白。把融合基因(NAMP-Bt)连接到原核表达载体pET-28a和植物表达载体pBI-121上,经过限制性酶切分析和PCR鉴定,结果表明含有融合基因的原核和真核重组表达质粒均已构建成功,并将该融合基因转入烟草,已获得抗性小植株。     

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。