人牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶的cDNA克隆、基因定位及组织表达谱分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)在真核生物中主要参与对包括Rho/Rac,Rap和Rab家族在内的多种蛋白质的翻译后修饰及细胞凋亡的调控.牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPPS)是合成GGPP的关键酶,它催化法呢基焦磷酸与异戊烯焦磷酸的缩合反应而产生GGPP.报道了从人睾丸cDNA文库中克隆到一个与果蝇GGPPS cDNA高度同源的基因转录本,它的序列长1466 bp,其中nt 239～1138是一个完整的可读框,编码一个由300个氨基酸组成的35 ku蛋白质.该推导蛋白质的氨基酸序列与果蝇GGPPS的一致性和相似性分别达到了57.5%和75%,并且含有异戊二烯转移酶中保守的5个特征性结构域.Northern杂交结果显示人GGPPS基因在心脏中表达最高,在脾、睾丸、脑、胎盘、肺、肝、骨胳肌、肾、胰腺组织中为中度表达,而在其他组织中未见有明显的杂交带.采用辐射杂种细胞系定位技术,发现GGPPS位于人染色体lq43区.由于此前有遗传连锁资料证实该区域存在一个前列腺癌的易感位点,并且另有研究发现GGPP的结构类似物可抑制PC-3前列腺癌细胞系中p21rap蛋白的牻牛儿基牻牛儿基化,从而提示GGPPS有可能是与该病相关的候选基因之一.     

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶和紫杉二烯合酶基因在灰盖鬼伞中的组合表达

紫杉二烯是紫杉醇合成途径中的前体物质。紫杉醇是红豆杉的一种重要的次级代谢产物,是一种重要的新型抗癌药物。然而,紫杉醇在植物中含量低且难提取,限制了高效应用。利用基因工程手段,借助担子菌类真菌灰盖鬼伞具有的内源类异戊二烯合成途径,构建含有牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(Geranylgeranyl diphosphate,GGPP)合酶和紫杉二烯合酶的融合基因表达载体p Bg GGTS和独立表达盒表达载体p Bg GGg TS,并分别转入灰盖鬼伞LT2菌株中,经过选择性筛选、PCR鉴定、Southern blotting杂交验证,分别获得了5株融合表达的灰盖鬼伞工程菌和5株独立表达盒的灰盖鬼伞工程菌株。各随机挑选了1株工程菌株,分别提取菌丝体和发酵液分析。GC-MS分析表明,两种工程菌株与原出发菌株的菌丝提取物无明显差异峰,而与出发菌株的发酵液提取物相比,两种转基因灰盖鬼伞的发酵液中均出现了明显的差异峰,采用GC-MS特征质量离子分析方法判定为紫杉二烯,分别为44 ng/L(转化p Bg GGg TS)和30 ng/L(转化p Bg GGTS)。结果表明,通过在灰盖鬼伞融合基因或各自独立表达的形式共表达ggpps和ts基因,可以生物合成紫杉二烯。     

甘草根特异性过表达HMGR基因毛状根的诱导

目的:构建甘草根特异性过表达3-羟基-3-甲基戊二酰Co A还原酶(HMGR)基因毛状根培养体系。方法:利用根特异性过表达甘草HMGR基因的植物双元表达载体,通过发根农杆菌ACCC10060介导,转化甘草外植体并诱导毛状根的形成,利用PCR法及测序法对转基因毛状根进行验证。结果:诱导得到大量生长良好的甘草根特异性过表达HMGR基因毛状根。结论:为进一步研究功能基因HMGR与甘草酸次生代谢的相关性,以及提高甘草毛状根中的甘草酸含量奠定了良好的实验基础。     

ggpps 5'-侧翼序列的克隆及其启动子功能验证

目的:研究牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPs)基因启动子的活性;方法:从曼地亚红豆杉细胞中克隆ggpps基因5'-侧翼序列,并将该侧翼序列代替pBI121质粒上的CaMV35S启动子,以Gus基因作为报告基因构建植物表达载体,并进一步导入农杆菌LBA4404中获得阳性转化子,然后用叶盘转化法验证该侧翼序列的启动子活性;结果:本研究从曼地亚红豆杉细胞中成功克隆了ggpps基因的5'-侧翼序列,并且验证了该侧翼序列具有启动子活性;结论:ggpps基因的5'-侧翼序列的测序结果表明本实验成功克隆了该侧翼序列,启动子功能验证结果表明ggpps 5'-侧翼序列具有启动子活性,这些结果为进一步的通过缺失法进行ggpps基因启动子功能研究奠定了基础.     

发根农杆菌诱导桑树毛状根体系的建立

应用发根农杆菌ACCC10060,以直接接种和共培养2种方法侵染桑树10 d龄子叶,并将2种处理的外植体分别接种于MS+AS(乙酰丁香酮,100 μmol/L)的平板,暗培养2 d后转接至MS+CS(头孢霉素,200 mg/L)平板培养3周,每3 d转接1次以除去其中所含的发根农杆菌菌体,结果2种侵染方法均成功诱导桑树产生毛状根,诱导效率分别为14%和17%.在无激素MS培养基上离体培养除菌后的毛状根,呈现旺盛的生长态势和典型的发状根结构特点.CTAB法提取毛状根基因组并进行PCR检测,结果扩增出了423 bp的rolB基因片段,表明Ri质粒的T-DNA已经成功整合到桑树的基因组中.     

发根农杆菌介导的尾巨桉遗传转化体系的建立

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）的建立对植物功能基因的验证具有重要意义,为了在桉树（Eucalyptus）中建立发根农杆菌介导的遗传转化体系,本研究以不同的发根农杆菌菌株侵染尾巨桉（Eucalyptus urophylla × E. grandis）的叶片和茎段,确定合适的农杆菌菌株和外植体类型,在此基础上开展农杆菌浓度、侵染时间对毛状根诱导的影响。结果表明：采用发根农杆菌菌株MSU440,以叶片为外植体进行发根诱导,最高获得了81.0%的毛状根诱导率,毛状根平均根长达到3.23 cm。在发根农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.3、侵染时间为30 min时,共培养48 h后经过20 mg·L^-1卡那霉素筛选培养,通过PCR分子鉴定和GUS染色证实外源基因稳定地整合在桉树毛状根基因组中,转化率达20.2%。初步建立了发根农杆菌介导的桉树遗传转化体系,为桉树基因功能鉴定和进一步的转基因育种奠定基础。     

发根农杆菌介导的长春花高效转基因体系的建立

以长春花幼叶为外植体建立了发根农杆菌介导的长春花高效遗传转化体系,主要技术环节为：用携带有基因表达载体的发根农杆菌R1000侵染幼嫩叶片,侵染的叶片外植体与发根农杆菌共培养2d,外植体移至除菌培养基除菌培养2～3周,切取外植体上诱导长出的毛状根置于筛选培养基上培养1-2周,最后对筛选出的阳性毛状根无性系进行扩繁。筛选出的阳性毛状根经GUS染色和PCR分子鉴定表明,该方法的发根诱导率和阳性转化率分别为82％±2．49％和100％。该转化方法所获得的毛状根系数量大、质量高、遗传稳定且所需时间短,明显优于现有的长春花遗传转化技术,是长春花遗传转化的高效便捷体系。     

极性和NAA浓度对发根农杆菌遗传转化黄瓜子叶的影响

本文研究了极性和NAA浓度对发根农杆菌（Agrobacteriumrhizolgenes）R1000和R1601诱导黄瓜子叶产生毛状根的影响。结果表明,感染发根农杆菌R1000和R1601的黄瓜子叶都仅在其下端产生毛状根。培养基中加人0．1mgL-1和5．0mgL-1NAA预培养和共培养都可提高发根农杆菌R1000和R1601对黄瓜子叶外植体下端的生根能力。但仅用5．0mgL-1NAA预培养和共培养的感染发根农杆菌R1000和R1601的子叶外植体上端可不同程度地生根,生根率分别为32．5％和6．48％。经检测,毛状根均含有农杆碱和甘露碱。     

新疆紫草毛状根的诱导及培养

将处于对数生长期(A600为0.5)的发根农杆菌MSU440、A4、R1000、15834、1025和R1601与新疆紫草子叶外植体共培养.结果表明:(1)发根农杆菌不同菌种对转化率有显著影响,供试6个菌种中只有MSU440菌株获得转化株.PCR及序列分析表明发根农杆菌Ri质粒的rolC基因已在新疆紫草毛状根基因组中整合并得到表达,转化率达4.5%.(2)子叶较真叶的不定根发生率高,且生根持续时间长.(3)在B5无铵无激素固体培养基上,毛状根分支多且根较长,达2~3 cm,毛状根鲜重月平均增殖达7~9倍,是固体培养毛状根的适宜培养基.(4)毛状根在MS无铵无激素液体培养基中培养12 d时,毛状根鲜重平均增殖达12倍,MS无铵液体培养基有利于毛状根的扩大生产.首次获得了激素自主、快速伸长生长、多分支、多根毛的新疆紫草毛状根株系,初步建立了新疆紫草毛状根诱导体系,为大规模培养、生产紫草素奠定了基础.     

丹参毛状根中水溶性酚酸类化合物的产生（简报）

由发根农杆菌（Agrobacteriumrhizogenes）ATCC15834诱导丹参叶片形成毛状根,经HPLC分析,证实其中含有原儿茶醛、丹酚酸A、丹酚酸B等酚酸类活性成分。其中丹酚酸A的含量为生药的2．17倍。     

Ri-mediated Transformation of <Emphasis Type="Italic">Glycyrrhiza uralensis</Emphasis> with a Squalene Synthase Gene (GuSQS1) for Production of Glycyrrhizin

Root of Glycyrrhiza uralensis, one of the most important medicinal plants, containing bioactive triterpene saponins (glycyrrhizin). Squalene synthase (SQS) plays a regulatory role in the biosynthesis of triterpene saponins. In the present investigation, SQS coding sequence from G. uralensis was cloned by polymerase chain reaction (PCR) and a transgenic system was developed for G. uralensis through Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation. The SQS gene placed under a CaMV 35S promoter was transferred into G. uralensis using A. rhizogenes strain ACCC10060. The transformed hairy roots were selected on Murashige and Skoog (1962)-containing phosphinothricin (PPT) and root lines were established. The integration of SQS gene was confirmed by PCR and Southern blot. Three transgenic root lines UP1, UP24, UP31 were obtained and their growth rates were detected. The result showed that transgenic root lines but UP1 line grew faster than control hairy roots; high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis demonstrated the highest glycyrrhizin content of transgenic roots was 2.5 mg/g dry weight and was about 2.6 times higher than control hairy roots. The nucleotide sequences GuSQS1 and GUSQS2 reported in this paper appear in the EMBL nucleotide sequence database with the accession number AM182329 and AM182330, respectively.     

青蒿转杜松烯合成酶基因发根系的培养

将已克隆的棉花杜松烯合成酶的ｃＤＮＡ（ｃａｄＣ１４）插入到植物表达载体ｐＢＩ１２１中,构建含ＣａＭＶ３５Ｓ启动子驱动下的杜松烯合成酶基因的植物表达载体ｐＢＩＣ１４。用含ｐＢＩＣ１４质粒的发根农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ）１５８３４感染青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）叶片并诱导发根,共建立１２１个生长迅速的发根系。经浓度为２０ｍｇ／Ｌ的Ｋａｎ筛选,获得１２个抗Ｋａｎ阳性根系。ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ分析表明,外源杜松烯合成酶基因已整合到青蒿基因组中,其转基因频率为３％。ＲＴＰＣＲ分析表明,外源杜松烯合成酶基因在Ｃ３７根系中,在转录水平上已有表达。     

南方红豆杉毛状根诱导体系的建立及毛状根中 紫杉醇的分离纯化研究

目的:研究发根农杆菌对南方红豆杉转化的转化体系和毛状根中紫杉醇的提取纯化工艺;方法:采用发根农杆菌对南方红豆杉不同外植体进行诱导,并对影响毛状根转化的因素进行分析。采用超临界CO2流体萃取法、硅胶柱色谱法以及高效液相法对毛状根中的紫杉醇进行分离提纯;结果:成功构建了南方红豆杉毛状根诱导体系。其中农杆菌的种类、外植体类型、预培养和共培养时间、培养基中激素浓度均影响毛状根的转化率。毛状根经高压纸电泳检测显示表达冠瘿碱。毛状根中紫杉醇经超临界CO2法提取及硅胶柱色谱法分离提纯,采用高效液相法分析显示其纯度可达到98%。结论:发根农杆菌诱导南方红豆杉产生的毛状根中可产生紫杉醇,可作为紫杉醇的主要来源。     

香石竹毛状根诱导、离体培养及其植株再生

为了探讨利用发根农杆菌遗传转化所产生的毛状根来创新香石竹种质的可能性,本文采用叶盘法,建立了发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes对香石竹Dianthus caryophyllus L.叶片外植体的遗传转化及其植株再生体系。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染香石竹幼嫩叶片外植体12 d后,从叶片外植体切口中脉处产生白色毛状根,21 d后约90%的叶片外植体产生毛状根。所获得的无菌毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基中快速自主生长。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在香石竹毛状根基因组中整合并得到表达。将毛状根置于MS+6-BA 1.0-3.0 mg/L+NAA 0.1-0.2 mg/L中培养15 d后产生淡黄绿色的疏松愈伤组织。愈伤组织不定芽分化的最适培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.02 mg/L,培养6周后不定芽分化率为100%;平均每个愈伤组织产生30-40个不定芽;将不定芽转至1/2 MS或1/2 MS+0.5 mg/L NAA的培养基中10 d后产生不定根,发育成再生植株。再生植株移植于栽培基质中20 d后,成活率达95%以上。     

Shoot regeneration from GUS-transformed tomato (Lycopersicon esculentum) hairy root

To study the influence of genetic background on the transformation and regeneration of cultivated tomato plants, hairy root lines of tomato (Lycopersicon esculentum) were obtained by inoculating the hypocotyl explants of three tomato cultivars with the Agrobacterium rhizogenes strain DCAR-2, which harbors the pBI-121 binary vector. The Ri-T-DNA transformation into the plant DNA was confirmed by both of mikimopine and GUS assay analyses. The regeneration efficiency from hairy root explants was assessed. The data indicated that white embryonic calli were formed within two weeks in the presence of 2 mgl(-1) 2, 4-D plus 0.25 mgl(-1) kinetin. Adventitious shoots emerged from the embryonic callus in the presence of 1 mgl(-1) GA3 along with 0.5 mgl(-1) NAA. The regeneration frequency was higher in the cultivar UC-97, followed by Momotaro and then Edkawi. Molecular confirmation of the integration of the GUS gene into the hairy root-derived plants genomes was done via PCR using GUS-specific primers and also using Southern blotting analysis. Our data shows that regeneration is possible from hairy roots of the cultivated tomato and this system could be used to produce transgenic tomato plants expressing the genes present in Agrobacterium rhizogenes binary vectors.     

Genetic transformation and hairy root induction in Holostemma ada-kodien K. Schum--a vulnerable medicinal plant

Hairy roots were induced from shoot buds and seedling hypocotyls of Holostemma by infection with agropine type Agrobacterium rhizogenes strains. Type of explant, Agrobacterium rhizogenes strain used for infection, co-culture time and photoperiod influenced the transformation frequencies. Hairy roots were induced from seedling hypocotyls and shoot bud explants upon infection with agropine type Agrobacterium rhizogenes strains. The hairy roots were thin, whitish in colour and showed negatively geotropic growth. The transformed nature of hairy roots was confirmed by opine analysis.     

发根农杆菌介导药用甘薯西蒙1号的遗传转化

用发根农杆菌A4分别感染药用甘薯西蒙1号的叶片、茎切段、叶柄等外植体,诱导出毛状根,并对毛状根进行了离体培养.采用L9(34)正交设计法优化甘薯西蒙1号的毛状根诱导条件;PCR扩增检测转化毛状根;用高效液相色谱仪检测了毛状根中咖啡酸的含量.结果表明:转化中茎切段是最合适的外植体,最佳感染时间20 min,共培养最佳时间为2天;PCR扩增检测表明发根农杆菌Ri质粒的T-DNA片段已整合进植物的基因组中;经高效液相色谱仪证实毛状根中含有咖啡酸,含量为0.03792 mg/g.