共表达内质网响应蛋白HAC1对α-半乳糖苷酶在毕氏酵母中表达的影响

为提高毕氏酵母(Pichia pastoris)中重组α-半乳糖苷酶的表达,将来源于P.pastoris GS115的hac1基因构建至pPIC9K表达载体中,转化到重组P.pastoris中与α-半乳糖苷酶共表达。研究结果表明,在AOX1启动子控制下,HAC1过表达提高了重组P.pastoris中α-半乳糖苷酶蛋白表达含量,使α-半乳糖苷酶活性提高了2.2倍。经PCR产物鉴定,结果表明重组P.pastoris基因组中插入hac1基因。经50 L发酵罐甲醇诱导168 h,Gal-HAC1-4#工程菌最终酶活达到6 560 U/mL,比Gal-21#工程菌提高了27%。甲醇诱导后Gal-HAC1-4#发酵液中粗蛋白浓度均高于Gal-21#工程菌。表明共表达HAC1蛋白可提高毕氏酵母产α-半乳糖苷酶蛋白的能力。     

人α-乳清蛋白基因的克隆及其在转基因小鼠中高效表达

从粘粒文库中筛选出人α-乳清蛋白基因,构建9.5 kb的转基因表达载体.利用显微注射的方法获得68只F₀代小鼠,经PCR检测和DNA印迹分析证实有8只小鼠（4♂,4♀）为整合人α-乳清蛋白基因的转基因阳性小鼠,整合率为11.7%,整合拷贝数在1至8之间.利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测和蛋白质印迹分析,4只雌性F₀代转基因阳性小鼠全部表达了人α-乳清蛋白.放射免疫测定法测定,含量分别为0.62 g/L、0.48 g/L、0.56 g/L、3.21 g/L;同时测定F₀代50号转基因公鼠的后代阳性母鼠（50-2号）乳样中人α-乳清蛋白含量也达到1.03 g/L,证明由原代转基因公鼠遗传给后代的人α-乳清蛋白基因亦获得了稳定的表达.所构建的人α-乳清蛋白转基因载体具有结构较小,表达量高,可以稳定遗传等优点.为利用人α-乳清蛋白基因改善牛乳成分和品质奠定了基础.     

人干扰素α-2b 基因在烟草中的表达研究

应用PCR的技术从质粒pAIFN中扩增人干扰素α-2b（Human interferon α-2b,HuIFN α-2b）编码基因,将其连接到pBI121双元载体构建植物真核表达载体pBIFN;用冻融法将该载体转染根癌农杆菌LBA4404;并用叶盘浸染法转化烟草叶片,经转化的烟草叶片的组织培养,诱导愈伤获得再生植株。通过应用PCR,RT-PCR,Wes-tern blot和WISH/VSV方法检测获得的烟草再生植株,结果表明HuIFN α-2b基因已成功整合进烟草核基因组并表达出具有活性的HuIFN α-2b蛋白。本文对HuIFN α-2b基因在烟草核系统中的表达进行了研究,为进一步在烟草叶绿体系统中该基因的表达研究奠定了基础。     

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℃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(Agrobacterium tumefaciens)介导瞬时转化烟草(Nicotiana tabacun)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I_2-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。     

甜味蛋白thaumatin基因转入烟草的研究

利用基因工程技术 ,将分别克隆在两个不同载体上的甜味蛋白 thaum atin c DNA基因片段连接成一个完整的 c DNA基因 ,并将该基因克隆进 p BI12 1,构建成表达载体 p BI12 1- tha.通过冻融法导入农杆菌 ,农杆菌介导叶盘法转入烟草 ,经过组培 ,得到转基因的植株 .提取转基因烟草总 DNA,经 PCR,PCR- Southern和 Southern杂交证实 ,甜味蛋白基因已整合到烟草基因组中 .RT- PCR结果证明 ,thaumatin基因已在转基因烟草中转录成 m RNA,但SDS- PAGE和甜味尝试都表明 thaumatin基因在转基因烟草中没有表达出甜味蛋白     

油葵含油量相关基因在烟草中的表达

采用RT-PCR和RACE技术从油葵(Helianthus annuus L.)种子中克隆了DGAT基因的cDNA全长序列,命名为HaDl(GenBank登录号为HM 015632).将HaDl与CaMV 35S组成型启动子融合,构建植物表达载体pBI-HaDl,通过根癌农杆菌介导转化烟草.对转基因植株进行GUS及PCR检测,同时采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析转基因烟草叶片中脂肪酸各成分的含量.结果表明:HaDl基因cDNA全长1 936 bp,最大开放阅读框为1 524 bp,编码507个氨基酸;推测的氨基酸序列与其它植物已报道的DGAT1基因的氨基酸序列一致性为70%～80%,具有DGAT1蛋白保守的二酰甘油结合基序"HKWIVRHLYFP",因此HaDl基因属于DGAT1基因家族.GUS活性染色及PCR检测均证明外源HaDl整合到烟草基因组并成功表达.转基因烟草叶片脂肪酸含量测定发现,油酸、软脂酸和硬脂酸的含量得到提高,推测HaDl是植物油脂合成相关的重要基因.     

导入Ghabp1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pGABP1-121,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。     

α1,2-岩藻糖基转移酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

利用PCR方法从幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori,HP)基因组DNA中获得α1,2-岩藻糖基转移酶(α1,2-fuco-syltransferase,α1,2-fuct)基因,得到大小为906 bp的目的基因,将其定向插入到原核表达载体pET-22b(+)中,得到重组表达载体pET-fuct。将重组表达载体转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,25℃,0.1 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达4 h,并用SDS-PAGE分析目的蛋白的表达情况。结果表明,可表达出相对分子质量为33 kD的蛋白,与预期分子量一致,说明α1,2-岩藻糖基转移酶在大肠杆菌BL21中实现表达,应用HPLC法进行酶活检验,酶活达到了13.21 pmol/(mgPr.h)。     

逆境条件下小麦种子活力与种子萌发相关酶活性及其基因表达的关系

分析不同基因型小麦品种逆境萌发过程中种子萌发相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境条件下,种子活力与种子萌发相关酶活性及基因表达量的关系.通过标准发芽试验和逆境(冷浸、人工老化、干旱胁迫)发芽试验,测定4个小麦品种种子活力、萌发过程中可溶性总糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量.结果表明:干旱、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定影响.不同萌发条件下,可溶性总糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;而可溶性蛋白含量随着萌发时间的延长呈现逐渐下降的趋势.α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势,但在冷浸胁迫处理后,豫农949和轮选061的α-淀粉酶活性在萌发60 h后出现下降.半胱氨酸蛋白酶活性整体呈先降低后升高的趋势,但在干旱胁迫条件下,豫农949、豫麦49-198和轮选061的半胱氨酸蛋白酶活性呈现先升高后降低再升高的趋势.不同逆境萌发条件下,α-AMY(α-淀粉酶基因)表达量整体呈先上升后下降的趋势.冷浸胁迫处理后,轮选061的α-AMY表达量高于对照,在其他逆境萌发条件下,4个品种的α-AMY表达量均低于对照;人工老化处理后,长4738的CP(半胱氨酸蛋白酶基因)表达量与对照差异不显著,在其他逆境萌发条件下,4个品种的CP表达量均高于对照.种子萌发期间,不同萌发条件下α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系,α-淀粉酶活性与可溶性总糖含量达到显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性不显著.在标准发芽条件下,α-淀粉酶活性与活力指数呈显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著.冷浸胁迫处理后,半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著.     

Transgenic Tobacco Plants with a Fully Synthesized GFM CryIA Gene Provide Effective Tobacco Bollworm (Heliothis armigera) Control

GFM CrylA gene is a fully modified synthetic gene derived from insecticidal crystal prorein gene of Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). It was synthesized based on the codon usage of plant genes instead of changing the primary sequences of amino acids of insecticidal crystal protein (ICP) gene of Bacillus thuringiensis Htibner. To test the function of the synthetic GFM CrylA gene, we introduced the GFM CrylA gene into tobacco plant cells via an Agrobacterium tumefacieus (Smith et Townsedn) Conn binary vector system. As expected, the GFM CrylA gene is expressed under control of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and allows efficient production of lepidopteran insectspecific toxic proteins in the transformed tobacco plants. Bioassays using transgenic tobacco plants with tobacco bollworm showed that the transgenic tobacco plants expressing proteins of GFM CrylA gene had effective control to tobacco bollworm. In this paper the authors firstly report the complete synthesis of GFM CryIA gene and the construction of plant expression vector pGBI4AB. The authors performed introduction of the synthetic GFM CrylA gene into the tobacco plants, and the integration of GFM CrylA gene into tobacco genome was confirmed by Southern blot analysis of the tobacco genomic DNA. The gene was efficiently expressed in the transgenic tobacco plants and effective tobacco bollworm control was verified by the insect-bioassays.     

过表达胡杨XTH基因能够提高烟草抗旱性

胡杨是典型的抗旱树种。挖掘和鉴定胡杨的耐旱基因对于提高植物抗旱性具有重要意义。木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶（XTH）是植物细胞壁重构过程中的关键酶,在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用。我们前期已从胡杨叶片中克隆了PeXTH基因。本文利用Real-time PCR检测PeXTH基因在干旱胁迫下的表达水平。在此基础上,构建植物表达载体pMDC85-PeXTH,通过农杆菌介导法将PeXTH基因转入烟草,分析过表达PeXTH基因烟草的抗旱性。研究发现,胡杨叶片中PeXTH基因的表达受干旱胁迫诱导。干旱处理后,转PeXTH基因烟草的萌发率明显高于野生型烟草;与野生型植株相比,转基因植株的叶片失水速率明显降低。干旱胁迫下,转基因烟草的气孔开度仅为野生型烟草的51.2%～53.6%。结果表明,过表达PeXTH基因能够提高烟草的抗旱性。本研究丰富了对胡杨PeXTH基因功能的认识,为植物抗旱分子育种提供了重要的基因资源。     

表达多肽抗生素apidaecin的转基因烟草及其抗病性的初步分析

将多肽抗生素apidaecin基因与病程相关蛋白的信号肽序列融合,构建了apidaecin的分泌型植物表达载体、apidaecin与另一多肽抗生素Shiva\|I的双价分泌型植物表达载体,以本实验室原来构建的Shiva-I分泌型植物表达载体做对照,转化了模式植物烟草。对3种转基因植物进行了分子检测,转化再生苗95%为PCR阳性,Southern杂交结果进一步证明外源基因已经整合到了烟草基因组中,RT-PCR检测表明外源基因可以在转基因烟草内正常转录。对T0代转基因烟草进行烟草野火病的抗病性实验,从3种转基因烟草中都得到了抗病植株,病情指数分析的初步结果显示,双价转基因烟草抗病性最好,apidaecin的次之,Shiva-I的最差。     

Male Sterile Tobacco Plants Obtained by Genetical-Engineering

Chimaeric TA29-barnase gene was obtained by fusing tobacco anther-specific promoter TA29, barnase gene and NOS terminator and was inserted into a plant expression yector containing bromoxynil-resistant bxn gene and then introduced into tobacco plants. Some transgenic tobacco plants were resistant to 1.0 × 10-3 mol/L bromoxynil. At about 26℃, all of the 9 transgenic plants were male fertile; However, at 20℃, 7 out of 11 transgenic plants were male sterile.     

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.     

菠菜甜菜碱醛脱氢酶基因在烟草中的表达

质粒pLS9含有1．5kb的编码菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因。经限制酶切后克隆到植物表达载体的35S启动子和PolyA终止子之间。经农杆菌介导转化烟草,获得90多株抗卡那霉素再生植株。经PCR检测证明60％以上再生植株含有BADH基因。转基因植株经Western blot,BADH酶活性测定,BADH酶活性特异性染色法检查和耐盐性分析,证明菠菜BADH基因在烟草正常表达。在叶绿体和胞液中均有BADH酶存在。转基因植株能耐较高浓度盐。     

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。     

表达昆虫特异性神经毒素AaIT基因的转基因烟草的抗虫性

经改造的昆虫特异性神经毒素AaIT基因插入植物高效表达载体得到重组质粒pNGY-2。重组质粒中AaIT基因5＇端与烟草花叶病毒(TMV)的Ω序列3＇端融合,受两个串联的35S启动子控制,通过土壤农杆菌LBA4404介导转化烟草NC89,经NPTⅡ选择后再经GUS染色挑选出阳性再生植株,Southern blotting进一步证实了AaIT基因已经整合到烟草基因组中,对棉铃虫(Heliothis armigera)的抗虫实验表明,转基因烟草有显著的抗虫活性。     

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。