烟草花叶病毒外壳蛋白的基因导入和转化烟株的再生

用T-DNA区携有嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因和卡那霉素抗性基因(NPTⅡ)的土壤农杆菌株pACK403和pACK404与烟草品种SRl和斯佩特G-28单倍体无菌菌叶碟片进行共培养转化。转化后的叶碟片在含有头孢噻肟钠500毫克/升和卡那霉索300毫克/升的培养基上诱导芽,在含有头孢噻肟钠500毫克/升和卡那霉素100毫克/升的培养基上诱导生根。Nopaline测定,烟草花叶病毒外壳蛋白基因的表达检测、转化烟株对烟草花叶病毒侵染抗性的检测结果证明:用这种方法能可靠地将外源基因导入烟草,并能在转化烟株中表达。再生得到的转化烟株在烟草花叶病毒强感染情况下能延迟病症表现4—25天。     

农杆菌介导凝乳酶基因转化黑曲霉载体的构建

目的:研究针对黑曲霉中高表达的糖化酶基因( glaA)位点,构建含有潮霉素抗性的农杆菌介导的牛凝乳酶基因转化黑曲霉基因置换载体,并在潮霉素基因两端设计了正向重复序列,使在后续的研究中消除抗性基因成为可能.方法:将glaA上游( Gla5)和下游(Gla3)片段作为同源臂,通过重叠延伸PCR技术连接在Cym基因两端构成GlaA5-Cym-GlaA3( CYM)片段,并在潮霉素基因下游引入与Cym基因下游方向相同的Gla3,通过中间载体获得GlaA5-Cym-GlaA3-hph-Gla3结构.结果:将上述结构克隆至在T-DNA区内只含有多克隆位点的Ti质粒载体pSZA,经过酶切鉴定,成功获得载体pSZH-CYM.     

含有融合标记基因和LoxP/FRT位点的植物表达载体构建及应用

本研究利用化学合成法合成了包含pCAMBIA0390左右边界T-DNA和LoxP/FRT (LF)位点的DNA片段Ⅰ,利用SacⅡ和SphⅠ酶切位点,去除了pCAMBIA0390左右边界T-DNA和多克隆位点之间的序列,然后连接DNA片段Ⅰ和载体片段,构建了植物表达载体pGM323-LF-enTP.随后,再合成含有适合在单子叶植物中表达的由玉米Ubi-1启动子驱动的融合标记基因(Bar::gus)和水稻actin-1启动子驱动的Bt抗虫蛋白基因(Cry1Ab)表达元件的DNA片段Ⅳ,在pGM323-LF-enTP的基础上,利用SalⅠ和PstⅠ位点构建了同时含有LF位点、Bar::gus以及Cry1Ab基因表达元件的表达载体pGM626-LF-ABt.利用含有pGM626-LF-ABt的农杆菌遗传转化烟草和玉米,以草丁膦作为抗性筛选剂,非转化细胞得到了有效抑制,快速获得了转基因植株,利用GUS组织化学检测和RT-PCR分析了转基因植株中标记基因的表达,结果表明pGM626-LF-ABt可以用于农杆菌介导的单、双子叶植物遗传转化.本研究为培育安全抗虫转基因植物奠定了基础.     

根癌农杆菌介导的乙肝表面抗原基因对烟草的转化

构建了植物表达载体pBRSAg,该载体具有完整的植物表达元件,CaMV35S启动子、农杆菌T-DNA左右边界、植物报告基因gus和植物选择标记基因hpt,适用于农杆菌的转化;通过冻融法将重组质粒pBRSAg转入根癌农杆菌LBA4404中,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,经筛选培养获得烟草植株。抗性植株经GUS染色和PCR检测为阳性,初步表明乙肝表面抗原基因在烟草中得到表达。     

玉米核基质结合区在烟草中对外源转基因表达水平的影响

为研究核基质结合区(matrix attachment region, MAR)在转基因植物中的功能,将来自玉米基因组的MAR序列构建在植物表达载体T-DNA中, 并将报告基因β-葡糖醛酸酶(β-glucuronidase, GUS)基因(uidA)插入两段MARs序列之间.将此载体与不包含MARs序列的植物表达载体分别转化烟草(Nicotiana tabacum L.).GUS活性检测表明,MARs可以显著提高外源基因uidA在转基因烟草中的表达水平,平均表达水平提高2倍,最高单株活性可达10倍.并且转基因植株GUS活性高低与稳定mRNA的量成正比,表明MARs在转录水平提高基因表达.     

草酸氧化酶基因转化烟草的研究

为研究草酸氧化酶基因(OxO)对植物抗病的作用,将含有CaMV 35s启动子的植物表达载体以根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘方法,转化了烟草97131。具有卡那霉素抗性的再生植株经PCR检测,得到了与阳性对照一致的470bp的片段,进一步对PCR产物测序表明OxO基因已整合进烟草基因组中。在对草酸的耐受性实验中,转基因烟草对草酸的抗性明显高于未转化烟草。     

申克孢子丝菌STE20基因RNA干扰菌株的构建方法

目的 构建真菌通用的RNA干扰载体,以广泛用在多种真菌基因干扰的研究中。方法 利用现有的植物双元表达载体进行改造,将pBlueScriptⅡ的多克隆位点(MCS)酶切下来构建干扰载体;为使载体适于农杆菌转化,加入T-DNA边界重复序列;为便于转化后的筛选,将潮霉素抗性基因构建到干扰载体上。改造以前的干扰载体仅适于青霉菌属的RNA干扰,为扩大干扰范围,扩增pSilent-1质粒中的真菌通用启动子Ptrpc,间隔序列和终止子Ttrpc,并引入潮霉素抗性基因,使其在间隔序列两侧加上目的基因的正反向干扰序列以构建载体。结果 利用本实验构建的载体PCB309-PSUST及优化的反应体系成功实现了对孢子丝菌STE20基因的有效干扰,操作简便、转化效率高、转化子稳定。结论 成功构建的这种载体适于根癌农杆菌介导,能够对多种丝状真菌基因进行RNA干扰研究用。     

几丁质酶基因表达载体构建及转化烟草的研究

构建了一个含有多个调控序列的带有几丁质酶基因的植物表达载体,通过发根农杆菌的Ri质粒介导转化烟草的三个品种：K326,RG11,VA116,在卡那霉素抗性培养基上筛选,获得了7株再生植株,以PCR检测、DNA斑点杂交证明表达载体构建成功,几丁质酶基因导入烟草并整合到烟草基因组中。     

激发子基因peaT1转化三生烟及其对TMV抗性的提高

通过根癌农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导转化法,将含有激发子基因peaT1的植物表达载体pCAM-BIA2300-G4AS-peaT1转化三生烟,获得了转基因烟草植株。用PCR检测确认了阳性转化株,用Southern杂交、RT-PCR和Western杂交进一步证实了peaT1基因的整合、转录和表达。对T1代转基因阳性株进行TMV接种试验,结果显示,与非转基因对照相比,表达peaT1的烟草叶片枯斑数量减少,表明蛋白激发子基因peaT1的表达提高了转基因烟草对TMV的抗性。     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基团的重组

普通烟草花叶病毒外壳蛋白基因已和花椰菜花叶病毒35S启动子及3′未端重组成嵌合基因。在连接了用于筛选在土壤杆菌中导入外源基因的新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因和用于筛选在植物细胞中导入外源基因的嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因后,已导入一个去致瘤基因的Ti载体T-DNA区中。这种在Ti载体T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因的土壤杆菌菌株,可以用来转化植物。观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。     

土壤杆菌重组菌株pACK403与烟草叶圆片共培养转化(简报)

通过烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基因的重组工作,我们得到了在Ti质粒T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因和NPT Ⅱ基因的土壤杆菌菌株——pACK403。通过与烟草叶圆片共培养转化,再生植株的筛选,观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。以期用基因工程手段使植物获得抗病毒的特性。     

拟南芥激活标记突变体库的构建及突变体基因的克隆

激活标记(activation tagging)技术是以功能获得突变体为研究对象,在植物功能基因组学的研究中具有重要的作用.文章以双子叶模式植物拟南芥(Arabudidopsis thaliana)野生生态型植株为实验材料,以含有激活标记质粒pSKI015的农杆菌直接喷雾进行转化,并以抗除草剂Basta为筛选标记,构建了拟南芥的激活标记突变体库.结果共得到约20 000个独立转化株系(T1代),其中38个株系有明显的表型变化,约占转化植株总数的千分之二.基因组DNA Southern杂交结果表明,大多数转化植株为多拷贝T-DNA插入.通过质粒拯救(plasmid rescue)和TAIL-PCR(Thermal asymmetric interlaced-PCR)可获得T-DNA插入的基因组旁邻序列,为克隆突变体的基因奠定基础.     

农杆菌介导的红曲菌T-DNA插入突变库的构建及色素突变子的性质分析

以农杆菌EHA105为介导,将带有潮霉素抗性基因和gus基因的T-DNA片段转化到红色红曲菌(Monascusruber)中。通过转化条件的优化,成功构建了含有5132个转化子的T-DNA插入突变库。根据菌落颜色与色素分泌情况筛选到50株色素突变子,聚合酶链式反应(PCR)表明上述突变子均有T-DNA片段插入。经5代的继代培养后,94%的突变子具有稳定性(潮霉素抗性)。对突变子产色素和桔霉素能力的分析表明其分泌次生代谢产物的能力发生了较大变化。本方法的建立,为进一步深入研究红曲菌的代谢调节和基因功能奠定了基础。     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法.通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm.载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA.利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59.2%.对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19.5%的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ.这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物.研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与 bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20.0%～47.4%,低于使用双T-DNA转化的共转化频率.     

外源RNA干涉基因在烟草中的转化及表达

依据RNA干涉机制,以TMV复制酶基因为靶标基因,针对TMV 5个株系复制酶基因间高度同源序列设计引物,经RT-PCR反应获得靶序列,构建靶序列反向重复结构的RNA干涉双元载体.用根癌农杆菌介导将外源基因转化至烟草品种K326基因组中,培育RNA干涉转基因烟草.人工接种病毒验证转基因烟草中外源基因在植物抗病毒能力方面的表达效果,实时荧光定量PCR分析转基因烟草抗病毒能力.结果表明,实验培育的RNA干涉转基因烟草67%对TMV呈现高度抗性;荧光定量PCR分析显示,对TMV具高度抗性的转基因烟草中病毒复制酶基因转录产物mRNA存在很大程度的降解,证实了RNA干涉技术在培育抗病毒烟草品种中的效果.     

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。     

表达尾穗苋凝集素基因的转基因烟草对桃蚜(Myzus persicae)繁殖的影响

为研究尾穗苋凝集素(ACA)在植物中可能的抗虫作用,通过RH-PCR克隆了ACA cDNA并通过RACE分析证实了cDNA序列的正确性.构建了ACA基因的韧皮部特异表达载体pBCACAc并通过根癌杜菌介导转化了烟草(Nicotiana tabacum L.).PCR和Southern blot分析结果证明,ACA基因已经整合到转化再生植物的基因组中,其插入插贝数1~4个不等.对转基因烟草叶片蛋白时行行免疫反应的结果表明,ACA基因已被转录和翻译.用桃蚜(Myzuspersicae Sulzer)对转基因烟草离体叶片进行了的接虫试验结果表明,测试过的78%的烟草对桃蚜口密度增长的平均抑制率在75%以上,在抗性植株上观察到有桃蚜若虫死亡的现象.以上结果表明,ACA基因是一个有效的抗蚜基因,在作物抗蚜分子育种具有应具应用价值.     

获得高抗虫转双基因烟草

利用DNA合成仪人工合成了豇豆胰蛋白酶抑制剂(cpTl)的cDNA编码全序列。合成的基因经过克隆和序列分析后．克隆到植物高效表达载体上,并转化农杆菌,通过共转化的方法,将cpTI基因和经人工改造的苏云金芽孢杆菌(B．T)δ－内毒素基因共转化烟草,得到经PCR扩增并Southern－blotting验证的分别含有CpTI和B．T基因的植株以及同时含有CpTI和B．T基因的植株。利用棉铃虫幼虫进行的杀虫测试表明．转基因烟草和对照烟草相比具有明显的杀虫活性-同时转双基因的烟草和转单一基因的烟草相比具有增强的杀虫活性。     

TMV和PVY外壳蛋白双基因融合干涉及烟草转化

为了降低烟草花叶病毒(fobacco mosaic virus,TMV)和马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)复合侵染对烟草带来的危害,本实验找到TMV-CP和PVY-CP基因部分保守序列,将保守序列进行双基因融合,此双基因即为RNAi的靶序列,用限制性内切酶将双基因从pMD18-T载体上切下,正反向连接到pUCCRNAi载体后,经酶切鉴定后定向连接到含超强启动子的pC2300-35S-OCS表达载体上,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,构建含靶序列反向重复结构的RNAi双元载体系统,提取转化质粒,经酶切验证鉴定表明TMV和PVY外壳蛋白基因植物表达双元载体构建成功.并转化烟草,获得了3株对TMV和PVY抗性显著提高的转基因烟草.     

利用FLP/frt重组系统产生无选择标记的转基因烟草植株

在植物转基因植株产生过程中,对转化细胞进行抗性筛选是通用程序,转化细胞的抗性一般是抗生素抗性或除草剂抗性,将赋予转化细胞抗性的选择标记基因删除是提高转基因植物生物安全性的重要措施。来自于啤酒酵母的FLP/frt位点特异性重组系统可有效删除同向定点重组位点frt之间的基因。通过多步骤重组,建立了可在植物中广泛应用的FLP/frt位点特异性重组系统。该系统包括含有frt位点的植物表达载体pCAMBIA1300-betA-frt-als-frt和含有由热诱导启动子hsp启动的FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA1300-hsp-FLP-hpt。利用二次转化的方式将二者先后转入烟草植株,热激处理后,热诱导型启动子hsp调控的重组酶FLP基因的表达催化位于选择标记基因als两侧同向frt位点间的重组反应,有效地删除了选择标记基因als。41%的经热激处理的二次转化植株发生了选择标记基因的删除,表明该系统在获得无选择标记基因的转基因植株中有很好的应用价值。