导入Ghabpl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pGABPl—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。     

盐地碱蓬DREB同源基因SsDREB的功能研究

Ss DREB是从盐地碱蓬克隆获得的一个DREB2类转录因子,其表达受高盐和干旱诱导,而对ABA和低温处理反应不明显。本研究将Ss DREB与绿色荧光蛋白(GFP)基因构建融合表达载体并在洋葱表皮细胞中进行瞬时表达,结果表明SsDREB编码蛋白定位在细胞核中;酵母转录激活实验证明,Ss DREB能特异性结合DRE顺式作用元件,并激活下游报告基因的表达;采用农杆菌介导法将Ss DREB基因在35S启动子的驱动下转入烟草中,获得的转基因植株对干旱和盐胁迫抗性均显著提高;为研究Ss DREB过量表达提高转基因烟草抗旱、耐盐能力的分子机制,选取烟草中与提高质膜稳定性、消除活性氧和渗透平衡相关的8个逆境胁迫相关基因,以烟草α-tublin基因做为内参,利用半定量RT-PCR方法分析在正常生长条件下这8个基因在转基因烟草和对照烟草中的表达情况,实验结果表明这8个基因都受外源Ss DREB基因的调控,其中6个基因在转基因烟草中的表达量显著高于非转基因植株。     

拟南芥新型脂转移蛋白AtDHyPRP1的亚细胞定位及其对灰霉菌的抗性

通过遗传转化技术研究了拟南芥脂转移蛋白AtDHyPRP1在细胞中的定位及其对真菌病原体的抗性。采用PCR方法从拟南芥Ws生态型克隆了AtDHyPRP1基因,构建产生pRI101-AN-AtDHyPRP1植物双元表达载体和pCAMBIA1302-AtDHyPRP1-GFP融合表达载体,经农杆菌介导的叶盘和浸花法得到烟草和拟南芥转基因植株。AtDHyPRP1基因能够明显增加烟草对灰霉菌的抗性,转AtDHyPRP1烟草叶片的被侵染部位有大量H2O2积累,激光共聚焦显微观察发现AtDHyPRP1蛋白定位于细胞表面。说明AtDHyPRP1蛋白在合成后被分泌到细胞外执行特殊的功能,与植物抗病防御机制有关。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(NicotianatabacumL.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptII)及石蒜凝集素基因(lra)。通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株。Westernblot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同。对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔31的分离比方式遗传。抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用。首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性。石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(Nicotianatabacum L.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)及石蒜凝集素基因(lra).通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株.Western blot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同.对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔3:1的分离比方式遗传.抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用.首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性.石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用.     

拟南芥HyPRP蛋白AZI1在转基因烟草中的亚细胞定位及其对灰葡萄孢的抗性

通过农杆菌转化法得到了整合有拟南芥AZII基因的烟草植株,进一步利用转基因烟草分析了AZI1蛋白的亚细胞定位及其对真菌病原体的抗性特征。在上下游引物5’端分别引入NcoI和SpeI酶切位点,采用高保真耐热DNA聚合酶彤Pfu从拟南芥Co1-0生态型基因组DNA扩增AZII基因的编码序列,用NcoI和Spel对扩增片段和pCAMBIA1302质粒载体进行双酶切,通过T4DNA连接酶构建产生AZII-GFP融合表达载体。用包含融合表达载体的农杆菌细胞转化烟草叶片,经潮霉素选择获得了完整的再生植株,并收取了T。代种子。激光共聚焦显微观察发现,AZI1蛋白主要定位于细胞表面。病原体侵染结果显示,AZI1基因能够明显提高烟草对灰葡萄孢的抗性。说明AZI1蛋白通过分泌途径被定位到细胞表面后,能够抑制真菌病原体对植物组织的侵染过程。     

利用转基因烟草确定AtELHYPRP2蛋白对赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征

采用遗传转化技术获得了整合有拟南芥AtELHYPRP2(EARLI1-LIKE HYBRID PROLINE-RICH PROTEIN 2,AT4G12500)基因的转基因烟草株系,研究了该基因编码蛋白对真菌病原体赤霉菌的抗性及其亚细胞定位特征。以拟南芥Col-0生态型基因组DNA为模板,通过聚合酶链反应扩增AtELHYPRP2基因编码序列,经限制性酶切后连接至pCAMBIA1302载体,构建产生pCAMBIA1302-AtELHYPRP2-GFP融合表达载体。进一步采用农杆菌LBA4404转化烟草叶片外植体,筛选得到转基因烟草植株。RT-PCR、Western blotting印迹分析结果显示,AtELHYPRP2基因在转化体中可以有效表达。激光共聚焦显微观察发现AtELHYPRP2-GFP融合蛋白产生的绿色荧光与碘化丙啶染色后产生的红色荧光能够重合,说明AtELHYPRP2蛋白定位于细胞表面。真菌侵染实验结果显示,组成性表达AtELHYPRP2基因能够增强烟草对赤霉菌的抗性,被侵染部位有明显的H2O2积累。转基因烟草植株中PR1基因的本底表达水平比野生型高,PR1和PR5基因的系统表达水平比野生型高,说明AtELHYPRP2基因可能在SAR反应中具有一定的作用。     

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。     

过表达或沉默棉花GhPCBER基因株系的获得及其茎叶木质素和木脂素含量研究

编码苯基香豆满苄基醚还原酶(phenylcoumaran benzylic ether reductase,PCBER)的基因PCBER属于PIP亚家族,是苯丙烷代谢途径中参与木脂素合成的关键基因。该研究构建了棉花GhPCBER基因的植物过表达载体并转化拟南芥,同时构建了VIGS(virus induced gene silencing,病毒诱导的基因沉默)载体转化棉花,采用实时荧光定量PCR技术对GhPCBER基因在不同组织中的表达进行分析;对野生型和转基因植株茎叶组织中的木质素和木脂素含量进行测定分析。结果表明:(1)成功构建了GhPCBER植物过表达载体pGWB17-GhPCBRE以及基因沉默重组载体pTRV2-GhPCBER;经遗传转化获得6株转棉花GhPCBER基因抗性拟南芥植株,同时获得15株GhPCBER基因沉默棉花植株(5株为一组)。(2)PCR检测表明,6株转基因拟南芥均为过表达株系,其中株系1、2、3相对表达量更高,且在茎、叶组织中的表达量分别较野生型提高了7～14倍和6～16倍,表明GhPCBER基因成功在拟南芥中过表达;GhPCBER基因沉默棉花植株的茎、叶组织中的表达量分别比野生型棉株约下降12%和26%,表明烟草脆裂病毒(TRV)体系(pTRV2-GhPCBER)成功抑制了GhPCBER基因的表达。(3)转GhPCBER基因拟南芥茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均显著降低;GhPCBER基因沉默棉花植株茎、叶中木质素和木脂素含量较野生型均极显著降低;组织化学染色观察发现GhPCBER基因沉默棉花植株茎秆颜色明显比野生型染色浅,也证明沉默基因棉花植株茎秆中的木质素含量减少。(4)苯丙烷代谢通路中8个相关基因的实时荧光定量PCR分析发现,过表达或抑制GhPCBRE基因均会导致苯丙烷代谢途径发生重新定向。     

牡丹病程相关蛋白1表达载体的构建及遗传转化

为了对牡丹病程相关蛋白1（PsPRI）基因功能进行研究,构建了PsPRI基因超表达载体pBI121-PsPRI,通过农杆菌介导法将PsPR1基因转入普通烟草NC89中。经过抗性筛选和RT-PCR分子检测,获得含风PR1转基因植株。对转化烟草的T0代植株进行抗病性鉴定,发现转APRIJ基因烟草能轻微增强对烟草黑胫病的抗性,说明PsPRI基因具有抗烟草黑胫病原菌（Phytophthoraparasiticavar．nicotianae）的功能。     

Conjugal transfer of plasmid pTF-FC2 from Agrobacterium to plant cells in the absence of T-DNA borders

The ability of the plasmid pTF-FC2 to transfer genes into plants was investigated. Using this plasmid as the backbone two plasmids were constructed namely pTD1 and pDER-bar. These plasmids contained, as plant selectable markers, the nptII and the bar genes, respectively. The nptII gene was flanked by the right and left borders and the bar gene was not. Transgenic plants were obtained through the co-cultivation of tobacco leaf discs with the Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404(pAL4404)(pDER-bar). Molecular and genetic analysis indicated that the bar gene had been stably integrated into the plant genome and had been inherited in a Mendelian fashion. Integration was shown to be polar and unidirectional and in some cases the entire plasmid was found to have integrated into the plant genome. Interestingly, no plants were generated from tobacco leaf discs that were co-cultivated with the strain C58C1(pMP90)(pTD1).     

Expression of human papillomavirus type 16 L1 protein in transgenic tobacco plants

To develop a plant expression system for the production of the human papillomavirus type 16 (HPV16) vaccine, we investigated whether the HPV16 L1 protein can be expressed in tobacco plants and whether it can be used as the cheapest form of edible vaccine. The HPV16 L1 coding sequence was amplified by PCR using specific primers from the plasmid pGEM-T-HPV16 containing the template sequence, and subcloned into the intermediate vector pUCmT and binary vector pBI121 consecutively to obtain the plant expression plasmid pBI-L1. The T-DNA regions of the pBI-L1 binary vector contained the constitutive Cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and the neomycin phosphotransferase npt Ⅱ gene, which allowed the selection of transformed plants using kanamycin. The tobacco plants were transformed by cocultivating them, using the leaf disc method, with Agrobacterium tumefaciens LBA4404, which harbored the plant expression plasmid. The regenerated transgenic tobacco plants were selected using kanamycin, and confirmed by PCR. The results of the Southern blot assay also showed that the HPV16 L1 gene was integrated stably into the genome of the transformed tobacco plants. The Western blot analysis showed that the transformed tobacco leaves could express the HPV 16 L1 protein. Furthermore, it was demonstrated by ELISA assay that the expressed protein accounted for 0.034%-0.076% of the total soluble leaf protein, was able to form 55nm virus-like particles compatible with HPV virus-like particle (VLP), and induced mouse erythrocyte hemagglutination in vitro. The present results indicate that the HPV 16 L1 protein can be expressed in transgenic tobacco plants and the expressed protein possesses the natural features of the HPV16 L1 protein, implying that the HPV16 L1 transgenic plants can be potentially used as an edible vaccine.     

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。     

Pttkn1基因异位表达对烟草叶片形态的影响

以红花烟草(Nicotiana tabacum L.)叶片为材料,利用农杆菌介导的叶盘转化法将Pttkn1基因整合到烟草基因组中,获得了转基因植株,研究了该基因对植物形态发生和维管形成的影响,并对其进行了RT-PCR分析。结果表明,转基因烟草植株的叶片形态和叶脉发生了多种变化,包括叶片对称性丧失、出现裂片、皱缩、异位茎、杯状叶片、瘤状结构、叶脉脉序紊乱等。RT-PCR分析表明,该基因仅强烈表达于转基因烟草植株中,而在野生型和组织培养材料中均未检测到该基因的存在。表明Pttkn1基因已经成功转入烟草中,而且在叶片形态发生和维管形成过程中发挥一定的作用。     

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。     

Expression of the B Subunit of E. coli Heat-labile Enterotoxin in the Chloroplasts of Plants and its Characterization

Transgenic chloroplasts have become attractive systems for heterologous gene expressions because of unique advantages. Here, we report a feasibility study for producing the nontoxic B subunit of Escherichia coli heat-labile enterotoxin (LTB) via chloroplast transformation of tobacco. Stable site-specific integration of the LTB gene into chloroplast genome was confirmed by PCR and genomic Southern blot analysis in transformed plants. Immunoblot analysis indicated that plant-derived LTB protein was oligomeric, and dissociated after boiling. Pentameric LTB molecules were the dominant molecular species in LTB isolated from transgenic tobacco leaf tissues. The amount of LTB protein detected in transplastomic tobacco leaf was approximately 2.5% of the total soluble plant protein, approximately 250-fold higher than in plants generated via nuclear transformation. The GM1-ELISA binding assay indicated that chloroplast-synthesized LTB protein bound to GM1-ganglioside receptors. LTB protein with biochemical properties identical to native LTB protein in the chloroplast of edible plants opens the way for inexpensive, safe, and effective plant-based edible vaccines for humans and animals.     

根癌农杆菌介导法获得烟草转人骨形成蛋白—3成熟肽基因植株

利用冻融法将质粒pCAMBIA-hBMP-3m直接转入根癌农杆菌LBA4404,以烟草无菌苗叶盘为外植体,通过农杆菌介导法进行遗传转化,获得了在含25mg/L潮霉素（Hy-gromycin,Hyg）的筛选培养基上再生的抗性植株,经PCR检测呈阳性,初步鉴定并筛选整合了人骨形成蛋白－3成熟肽基因的转基因植株。     

转人α-乳清白蛋白基因烟草中半胱氨酸含量的提高

将人α-乳清白蛋白基因构建到植物表达载体上,通过农杆菌介导采用叶盘法将人α-乳清白蛋白基因导入到烟草中,经过PCR和Southern blot分析表明:人α-乳清白蛋白基凶已经整合到烟草基因组中;经过RT-PCR葙GUS组织化学染色证明:人α-乳清白蛋白基因得到了表达.测定了9株转基因烟草叶片半胱氨酸含量,大部分植株有着明显的提高,最高幅度达到了318.02%,半胱氨酸含量平均提高了166.40%.