CMV甜瓜分离物外壳蛋白基因的克隆及植物表达载体的构建

从河南省临颖县采集的病毒感染的甜瓜样本经ELISA检测和接种分离获得黄瓜花叶病毒(Cucunber mosaic virus ,CMV) 分离物.把该分离物接种西葫芦, 从发病的叶片中提取总RNA,并以此为模板经RT-PCR扩增获得CMV的外壳蛋白(cp)基因,将其克隆到pUCm-T质粒上.经序列测定和分析,结果表明该cp基因由657个核苷酸组成,编码218个氨基酸.其核苷酸序列与黄瓜花叶病毒亚组I的分离物有较高的同源性,达92.2%～93.9%,与亚组II的同源性仅为76.8%～77.8%,与我国报道的CMV分离物的cp基因序列比较,除香蕉株系XB外核苷酸序列的同源性达91.8%～93.4%.根据这些分析,该CMV分离物属于亚组I.将cp基因通过中间载体pJIT163定向克隆到植物表达载体pBINPLUS中(重组双元载体质粒命名为pBCP),并经冻融法导入农杆菌中,经PCR及酶切鉴定,证实质粒已被导入.利用该植物表达载体对西瓜的遗传转化工作目前正在进行中.     

CMV甜瓜分离物外壳蛋白基因的克隆及植物表达载体的构建

从河南省临颖县采集的病毒感染的甜瓜样本经ELISA检测和接种分离获得黄瓜花叶病毒(Cucunbermosaicvirus,CMV)分离物。把该分离物接种西葫芦,从发病的叶片中提取总RNA,并以此为模板经RTPCR扩增获得CMV的外壳蛋白(cp)基因,将其克隆到pUCmT质粒上。经序列测定和分析,结果表明该cp基因由657个核苷酸组成,编码218个氨基酸。其核苷酸序列与黄瓜花叶病毒亚组I的分离物有较高的同源性,达92.2%～93.9%,与亚组II的同源性仅为76.8%～77.8%,与我国报道的CMV分离物的cp基因序列比较,除香蕉株系XB外核苷酸序列的同源性达91.8%～93.4%。根据这些分析,该CMV分离物属于亚组I。将cp基因通过中间载体pJIT163定向克隆到植物表达载体pBINPLUS中(重组双元载体质粒命名为pBCP),并经冻融法导入农杆菌中,经PCR及酶切鉴定,证实质粒已被导入。利用该植物表达载体对西瓜的遗传转化工作目前正在进行中。     

病毒基因沉默抑制子及其作用机制

基因沉默或RNA 沉默是植物、真菌以及无脊椎动物抵御病毒侵染的重要机制, 为了应对这种机制, 病毒编码RNA 沉默抑制子抑制宿主的基因沉默, 抵抗由基因沉默介导的宿主对病毒的抗性. 病毒编码的RNA 沉默抑制子, 又被称为病毒基因沉默抑制子, 广泛存在于各种植物RNA 病毒和DNA 病毒以及部分动物病毒中. 近年来, 针对病毒基因沉默抑制子作用机制的研究表明, 病毒基因沉默抑制子通过与宿主基因沉默通路中的RNA 或者关键蛋白分子相互作用, 发挥抑制宿主对病毒的抗性以及干扰宿主正常的基因表达调控的功能. 由于植物基因沉默通路的复杂性, 病毒基因沉默抑制子的作用机制也是复杂而多样的.     

植物病毒基因沉默抑制子研究进展

RNAi普遍存在于真核生物中,是植物应对外来病毒入侵的一种防御机制。但是植物病毒能通过产生不同的抑制子蛋白来抑制寄主基因沉默的发生。病毒抑制子通过干扰基因沉默的起始、siRNA的积累或干扰系统性基因沉默等方式抑制寄主的基因沉默。有的病毒抑制子蛋白还能促进病毒的积累和胞间移动,加强侵染组织的病毒病症状表现。主要阐述了RNAi的机制、病毒抑制PTGS的作用方式、几种常见的沉默抑制子以及抑制子与病毒侵染的关系。     

银杏CONSTANS基因植物表达载体构建

目的:构建银杏CONSTANS基因的表达载体.方法:PCR扩增CO基因得到1.2kb左右的片段,用BamH Ⅰ+HindⅢ酶切纯化,通过T4 DNA连接酶连接到植物表达载体pCAMBIA 1304上,并转化到农杆菌LBA4404,然后进行菌落PCR及酶切鉴定.结果:载体构建成功.结论:构建了GbCO正义链和反义链的植物表达载体pCAMBIA 1304-GbCOs和pCAMBIA 1304-GbCOa,可用于GbCO基因的转基因功能研究.     

油茶FAD2基因的植物表达载体和RNA干扰载体构建及其功能分析

茶油是从油茶种子中提取的食用植物油,富含油酸、亚油酸以及亚麻酸等多种人体必需的不饱和脂肪酸。在植物的不饱和脂肪酸生物合成途径中,脂肪酸脱饱和酶(Fatty Acid Desaturase,FAD)有多个家族成员,可以将单不饱和脂肪酸转化成多不饱和脂肪酸,其中FAD2可以将油酸(18∶1Δ9)和棕榈油酸(16∶1Δ9)转化成亚麻酸(18∶2Δ9,11)和十六碳二烯酸(16∶2Δ9,11)。为了揭示油茶FAD2基因的功能,本研究在原有的基础上构建了这个基因的植物表达载体p BI121-Co FAD2以及RNA干扰载体p BI121-Co FAD2 RNAi,并分别对相应的拟南芥突变体和野生型植株进行了转基因研究。结果表明,同野生型相比,fad突变体中,18∶1和16∶1含量较高,18∶2和16∶2含量较低;突变体植株经过植物表达载体的转化后,脂肪酸组分得到了恢复;而野生型植株经过RNA干扰载体的转化后,18∶1和16∶1含量升高,18∶2和16∶2含量降低。由此说明,油茶FAD2基因在植物体内具有调控18∶1和16∶1转变成18∶2和16∶2的功能,对于茶油脂肪酸组分的构成起着关键的调控作用。     

拟南芥AtNHX5基因的cDNA克隆及其正义、反义表达载体的构建

采用RT-PCR方法从拟南芥品种Landsberg的实生苗叶片中克隆AtNHX5基因的cDNA,核酸序列表明该基因编码区为1 554 bp,编码538个氨基酸.与GenBank发表的序列(AF490589)相比,有三处碱基不同,分别为850 bp处的G(GenBank的为A)、904 bp处的T(A)、985处的G(A).将该基因分别正向或反向置于CaMV35S启动子之后,可构建正义、反义表达载体.     

高光效基因植物表达载体的构建

通过一系列中间载体的构建 ,将来自C4作物 (甘蔗 )光合作用中的关键酶基因 (高光效基因 )RbcS和PEPCase基因插入到植物表达质粒中 ,获得了具有卡那霉素抗性的RbcS植物表达载体 pC2 0SNR和具有PPT除草剂抗性的PEPCase基因的正义 (pC30SNP)和反义 (pC30SNPr)植物表达载体。再将这 3个载体分别转入农杆菌LBA4 4 0 4和A2 81或EHA10 5中 ,获得了适于C3 植物转化的农杆菌重组工程菌株。为进一步利用C4植物高光效基因转化C3 植物 ,以期提高光合效率提供基础。     

黄瓜花叶病毒2b蛋白C末端无抑制局部RNA沉默的活性

目的:黄瓜花叶病毒 (Cucumber mosaic virus,CMV) 编码的2b蛋白具有RNA沉默抑制子的功能,其C末端氨基酸序列非常保守。为了明确2b蛋白C末端保守序列在RNA沉默抑制中的作用,构建了CMV Q株系野生型2b及其C末端缺失突变体2b^delC的植物瞬时表达载体。通过农杆菌共渗滤法对野生型2b及其C末端突变体的沉默抑制子活性进行了分析。结果与结论:烟草接种叶片中野生型2b及其C末端突变体的Western blot检测表明,野生型2b蛋白与其C末端突变体在植物中积累水平变化不大,说明2b蛋白C末端氨基酸残基在维持2b蛋白在植物细胞中的稳定性方面无作用。在整株、细胞和分子水平上分别比较了野生型2b及其突变体2b^delC对共表达GFP的表达量影响,结果表明在所有的测定结果中二者均无明显地差异,说明2b蛋白C末端94-111位氨基酸在抑制局部RNA沉默上无生物学活性,讨论推测C末端应不存在与小RNA结合的结构域。     

一个RNAi载体上反向重复片段的测序策略

相邻的反向重复DNA片段有形成单链内二级结构的倾向,属于一种测序困难的DNA模板。解决RNAi载体插入的反向重复片段的测序问题,为该类载体正确性的测序验证奠定基础。采用常规分子克隆方法构建表达小麦TaATG2串联反向重复片段的RNAi载体,设计2种策略对经菌落PCR初步鉴定的载体进行测序验证:一种是以完整的载体质粒为模板进行测序;另一种是先对载体进行酶切处理,切除反向重复片段中的一个后对保留另一个片段的线性载体进行测序。结果表明,第一种测序策略受到串联反向重复片段形成的单链内部二级结构的影响,测序信号在反向重复片段处出现衰减或乱峰,无法读取序列。第二种测序策略排除了2个反向重复片段之间的干扰,保留在载体上的片段测序信号清晰,序列准确。采用酶切切除一个片段后进行测序的方法,经过2次酶切和2次测序可以有效地对载体上的2个反向重复片段分别进行序列测定,进而确认构建载体的正确性。     

10kD玉米醇溶蛋白基因的克隆与植物表达载体构建

由于紫花苜蓿中的含硫氨基酸水平很低,采用基因工程手段将富硫蛋白基因-10kD玉米醇溶蛋白(zein)基因转入苜蓿中以提高其水平。根据该基因的保守序列设计引物,并在下游引物终止密码子前引入内质网驻留蛋白信号序列(KDEL),通过PCR技术从玉米(Zea mays L.)黄化幼苗基因组中扩增目的基因的开放阅读框(ORF)。序列测序得到全长为465bp的目的片断,该片段编码154个氨基酸,其中甲硫氨酸(M)31个占20.13%,半胱氨酸(C)6个占3.90%,含硫氨基酸共占24.03%。该基因与报道的10kD玉米醇溶蛋基因具有很高的同源性。将该基因构建到植物表达载体pCAMBIA13011上,以转化紫花苜蓿提高其含硫氨基酸的水平。     

蝴蝶兰LFY基因克隆及高效植物表达载体的构建

根据NCBI中蝴蝶兰LFY花序分生组织基因序列设计2对引物,用RT-PCR法从蝴蝶兰花芽中扩增出LFY基因,对扩增产物进行克隆和测序.结果表明,获得的蝴蝶兰LFY基因约为1500 bp,与报道序列同源性达98.71％.将LFY基因插入pRI101-ON载体中,经PCR、双酶切及测序鉴定,证实重组表达质粒中含有目的片段,表明成功构建了高效植物表达载体pRI1O1-LFY.     

海藻糖合酶基因的克隆及其植物表达载体的构建

以担子菌灰树花的菌丝体中提取总ＲＮＡ,并纯化出ｍＲＮＡ,ｍＲＮＡ经反转录合成ｃＤＮＡ第一链,以ｃＤＮＡ第一链为模板经ＰＣＲ扩增海藻糖合酶（Ｔｓａｓｅ）基因,获得一长约２．２ｋｂ的片段,把该片段连接一ｐＧＥＭ－Ｔ－ｅａｓｙ ｖｅｃｔｏｒ上进行测序,其全长共２１９９ｂｐ。随后将此片段以正向插入植物表达载体ｐＢＩ１２１的ＨｉｎｄⅢ＋Ｘｂａｌ位点构建ｐＵＢ,再把海藻糖合酶基因以正向插入载体ｐＵＢ的ＢａｍＨ     

二氢黄酮还原酶基因的克隆与转基因烟草的获得

以蒺藜苜蓿(Medicagotrunctulacv.5160)幼果总RNA为模板,采用RT-PCR技术克隆到二氢黄酮还原酶(DFR)基因的cDNA序列,所获得的cDNA序列全长1018 bp,具有完整的ORF,编码337个氨基酸。Blast分析表明,该片段与GenBank中注册的DFR基因同源性为99.80%。以植物表达载体pBI121为基础,构建了Ca MV35S启动子驱动的DFR基因植物表达载体pBIDFR;采用直接转化法将pBIDFR导入根癌农杆菌EHA105,用该菌株对普通烟草进行遗传转化获得6株转基因植株。     

CBF4基因植物表达双元载体的构建

目的:对拟南芥CBF4基因序列进行克隆.方法:用限制性内切酶将CBF4基因从pMD18-T CBF4载体上切下,定向连接到含超强启动子的pC2301-35S-OCS表达载体上,成功构建了CBF4基因植物表达载体pC2301-35S-OCS-CBF4.利用冻融法将此表达载体导入只含辅助质粒的根癌农杆菌中,提取转化质粒,经PCR扩增和酶切验证鉴定表明.结果:CBF4基因植物表达双元载体构建成功.结论:转CBF4基因烟草的抗寒性比野生型烟草要高.     

病毒诱导的基因沉默技术及其在植物中的研究进展

病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)是近年来发现的一种转录后基因沉默现象,是植物抵抗病毒侵染的一种自然机制。现已被开发为快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术。与传统的植物转基因技术相比,VIGS无需构建转基因植株,而且具有操作简便、获得表型快速等优点,目前已广泛应用于与植物抗病、逆境胁迫、细胞信号转导以及生长发育等相关基因功能的研究。该文就VIGS技术的作用机理、主要操作规程、在植物基因功能研究方面的应用以及存在的问题进行综述。     

花生白藜芦醇合酶基因cDNA的克隆及植物表达载体的构建

为得到含有白藜芦醇合酶cDNA(RS cDNA)并能表达白藜芦醇(Res)的转基因植物,以花生为材料,从其根部提取基因组DNA,并以其为模板,利用引物悬挂延伸PCR法扩增得到大小约1200bp的片段,将这个片段连接到克隆载体PBS-T上进行测序,测序结果证明,此片段就是花生的RS cDNA。将此片段再正向插入到植物表达载体PBI121的CaMV35s启动子和NOS终止子之间,对重组子进行筛选与鉴定,证明花生的RS cDNA已经正确插入PBI121中,成功的构建了植物表达载体PBI121L。     

Post-transcriptional Gene Silencing of GBSSI in Potato: Effects of Size and Sequence of the Inverted Repeats

In the past, silencing of granule-bound starch synthase (GBSSI) in potato was achieved by antisense technology, where it was observed that inclusion of the 3' end of the GBSSI coding region increased silencing efficiency. Since higher silencing efficiencies were desired, GBSSI inverted repeat constructs were designed and tested in potato. First, large inverted repeats comprising the 5' and the 3' half of the GBSSI cDNA were tested. The 5' IR construct gave a significantly higher silencing efficiency than the 3' IR construct. Since it was not known whether the observed difference was due to the sequence or the orientation of the inverted repeat, the GBSSI cDNA was divided into three regions, after which each region was tested in small inverted repeats in two orientations. To this end large numbers of independent transformants were produced for each construct. The results suggested that there was no effect of inverted repeat orientation on silencing efficiency. The percentage of transformants showing strong inhibition varied from 48% for a 3'-derived construct to 87% for a 5' as well as a middle region-derived construct. Similar to the large inverted repeats, the 3' sequences induced the least efficient silencing implying that the observed differences in silencing efficiency are caused by sequence differences. The small inverted repeat constructs with a repeat size of 500-600 bp and a spacer of about 150 bp were more efficient silencing inducers than the large inverted repeat constructs where the size of the repeat was 1.1 or 1.3 kb whilst the size of spacer was 1.3 or 1.1 kb. The results presented here show that size and sequence of the inverted repeat influenced silencing efficiency.     

单链莫内甜蛋白基因的合成及其植物表达载体的构建

目的:合成单链莫内甜蛋白基因,构建其植物表达载体。方法与结果:根据已报道的单链莫内甜蛋白的氨基酸序列及甜味机理,重新设计合成了全长294bp的莫内甜蛋白基因,其中单链莫内甜蛋白氨基酸序列中的Asp69(原AspA16)突变为Asn。利用DNA重组技术,将莫内甜蛋白基因克隆到植物表达载体pBl221中,构建了莫内甜蛋白基因的植物表达载体pBI221-monellin。结论:构建了莫内甜蛋白基因的植物表达载体,为转化园艺植物以改善其口感奠定了基础。