毛白杨纤维素合成酶基因(PtoCesA1)克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

以毛白杨形成层为材料克隆了毛白杨纤维素合成酶基因（PtoCesA1）,序列分析表明该基因序列为3215bp,与欧洲颤杨的PtCesA1基因同源性为97％具有开放的阅读框,编码区在52～2985碱基之间,编码区为2925bp。通过同义突变引入BamHI酶切位点,将全长基因克隆到植物表达栽体pBll21中,经酶切和PCR鉴定确认载体构建正确,为下一步ptoCesA1转基因功能研究打下了基础。     

酿酒酵母HAL1基因的克隆及植物表达载体的构建

HAL1基因是酵母中重要的耐盐基因。以酿酒酵母AS2.375菌株的DNA为模板,根据已发表的序列设计引物,经PCR扩增得到约900 bp的HAL1基因片段,连接到pMD18-T载体上,转化大肠杆菌JM109,筛选重组质粒进行酶切分析和序列测定,结果显示已克隆到完整的可读框,该基因的序列与已知序列同源性达99%。将HAL1基因从T-载体上切下连接到pAM194载体上构建了HAL 1基因的植物表达载体,用于烟草的转化获得了耐盐性提高的转化植株。     

马铃薯淀粉合成酶融合基因植物表达载体构建

通过反义抑制马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎淀粉合成酶GBSS、SSⅡ和SSⅢ基因的表达,可降低淀粉中直链淀粉含量和改变分支链的长度,从而降低马铃薯淀粉糊化温度、改善其抗凝沉性。依据GBSS、SSⅡ和SSⅢ基因的cDNA序列分析,从各基因中筛选和克隆了一段同源性极低、约500~600bp的片段;通过PCR技术实现了3个片段的融合,得到了1671bp的融合基因GS2S3;将GS2S3反向连接在GBSS5′侧翼序列之后,构建了由GBSS5′侧翼序列驱动的GS2S3反义基因的植物表达载体pBI-GS2S3,并进行了初步转化。     

毛白杨PtSEP3-1基因启动子的克隆分析及其表达载体构建

SEP(SEPALLATA)类基因属于花器官发育ABCDE模型中的E类基因,拟南芥中的研究表明该类基因可能具有控制花器官形态发育以及激活其它类型基因的功能,是一类花发育过程中的关键基因。因此,研究杨树SEP类基因启动子表达特性对于杨树的开花调控研究具有重要意义。本文根据毛白杨SEP3基因和毛果杨基因组序列设计引物,通过PCR获得了PtSEP3-1基因上游2000bp的序列。序列分析结果表明该序列具有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,还包含大量光响应元件ACE、Box I和Box4等,此外还有脱落酸响应元件ABRE,赤霉素响应元件GARE-motif以及胁迫响应元件HSE、TC-richrepeats等。进一步构建了一个以PtSEP3-1启动子驱动GUS基因的植物表达载体pPtSEP3-1protest,为该启动子的功能鉴定奠定了基础。     

拟南芥PR-1基因启动子的克隆与植物表达载体的构建

根据已报道的拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）病程相关蛋白基因（PR-1）序列设计引物,通过PCR技术从拟南芥中扩增得到水杨酸诱导表达的PR-1基因启动子片段,序列分析表明,该启动子含910bp核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为99．7％：将该启动子构建到植物表达载体pB1121上,获得病程相关蛋白基因（PR-1）启动子驱动的GUS报告基因的植物表达载体pBI-prlp,将其转入根癌农杆菌GV3101,通过农杆菌介导转化拟南芥,获得转基因拟南芥植株,为深入研究寄主-病原物相互作用的分子机理奠定基础。     

植物纤维素合成酶基因的研究进展

纤维素是植物细胞壁的主要成分。自然界中每年大约有1800亿吨的纤维素产物生成。纤维素的巨大经济价值使纤维素合成酶基因成为基因工程的热点之一。1996年, Delmer小组首次从植物中克隆出纤维素合成酶基因。近年来,在纤维素合成酶的结构、功能、定位和基因功能的研究方面成果斐然。本文概述了植物纤维素合成酶基因的研究进展。 Abstract:Cellulose is a major component in plant cell wall.About 180 billion tons of cellulose are produced per year in nature.The commercial importance of cellulose makes the genes coding it one of attractive targets for plant genetic engineering.A number of cellulose synthase genes have been first cloned from plant species by Delmer's group in 1996.Recently,research achievement has been obtained in accumulating to understanding the cellulose synthase function,location,and the gene function.The paper summarized the research progress of cellulose synthase genes in higher plants.     

大豆GmAKT1基因的克隆及其正反义植物表达载体构建

本研究利用同源克隆的方法从东农50中克隆得到一个钾离子通道相关基因,命名为GmA KT1。生物信息学分析Gm AKT1含有一个长2 628 bp的开放阅读框,编码875个氨基酸,推测为亲水跨膜蛋白。组织特异性表达分析发现GmA KT1在大豆根部表达量最高。根据TA连接特征将克隆片段分别正向、反向插入PCXSN-1250载体,得到植物过表达载体PCXSN-GmA KT1(+)及反义表达载体PCXSN-GmA KT1(-),为进一步研究大豆GmA KT1的转化、分析功能,及改良大豆品种提供科学依据。     

植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成

纤维素地球上最丰富的生物大分子和最重要的可再生资源,1996年克隆了第一个植物纤维素合成酶基因,植物纤维素的生物合成需要多个纤维素合成酶与其他相关酶如Korrigan纤维素酶,蔗糖合成酶等来共同完成。本文介绍了植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成途径及其相关基因如蔗糖合成酶基因、KORRIG-AN基因等研究进展。     

番茄LeEIL1基因的克隆分析及表达载体构建

采用RT-PCR方法从番茄果实cDNA中成功克隆了番茄LeEIL1基因,并测序验证序列正确;经数据库检索等生物信息学分析方法,对番茄LeEIL1蛋白质与拟南芥、烟草、水稻、香石竹等的EIN3/EILs蛋白质序列进行了同源性分析,初步确定了番茄LeEIL1上的DNA结合功能域及其结合激活位点.并构建了LeEIL1的酵母表达工程茵pPIC9k-EIL1/KM71,为该基因的功能研究奠定了基础.     

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     

云南红豆杉紫杉烯合成酶基因克隆、序列分析与植物表达载体的构建

利用分段RT—PCR法成功地从云南红豆杉叶片总RNA中分离出两条长约1．4kb和1．5kb的cDNA片段,克隆到pUCm—T载体中,序列拼接分析表明,该cDNA片段与Wildung MR等发表的紫杉二烯合成酶基因编码区2586bp有41个核苷酸不同,同源性为98．42％,具有编码862个氨基酸蛋白质的能力．为了检测所克隆的基因编码产物是否具有活性,并进一步制备抗体以便于将来转基因植物的检测,构建了一个酵母表达载体GAPA-T14;为了转化植物构建了两个具有不同启动子的植物表达载体,pBI121-T14(含35S启动子)和pBIH-T14(在pBI121的基础上以胶乳特异启动子取代35S启动子)．     

拟南芥psy基因cDNA的克隆及其植物表达载体的构建

为了获得胚乳组织特异性表达八氢番茄红素的转基因小麦,以拟南芥幼叶RNA为模板,由特异型引物通过RT-PCR一步法得到大小约为1.3kb的基因片段,将此片段连接在克隆载体pMD18-T进行测序,结果表明,该基因片段为八氢番茄红素合成酶基因(psy)cDNA片段。将psy基因片段正向插入植物表达载体pLRPT中高分子量麦谷蛋白亚基基因1Dx5启动子与nos终止子之间,pLRPT载体无1Dx5基因开放阅读框,运用菌落PCR对重组子进行筛选与鉴定,说明拟南芥psy基因已正确插入pL-RPT,成功构建了植物表达载体pLRPTPSY。     

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。     

茶树黄酮醇合成酶基因的克隆与原核表达

本研究采用EST测序技术和RT-PCR技术,获得了一个茶树茶多酚代谢中的重要基因--黄酮醇合成酶(FLS)基因,在GenBank登录(GenBank accessionNo.EF205150),其序列全长1317 bp,其中开放阅读框长996bp,编码331个氨基酸,3′端有一个明显的多聚腺苷酸加尾信号,推测的蛋白分子量约为37.5kD,理论等电点为5.80.序列分析表明它与葡萄FLS基因序列的亲缘关系比较近.将该基因重组到表达载体pET-32a(+)中进行原核表达,经IFTG诱导、SDS-PAGE检测,结果表明茶树黄酮醇合成酶基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约61 kD的外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量相符.用Ni-NTA亲和层析柱对融合蛋白进行纯化,得到了纯度在90%以上的纯化蛋白,为进一步研究PET-FLS融合蛋白的活性及功能奠定了基础.     

木糖异构酶基因xylA的克隆及其表达载体的构建

木糖异构酶基因xylA是一种正向选择标记基因,在植物基因工程中使用该标记可以获得安全的转基因植物.构建了以xylA基因为选择标记的植物表达载体.从大肠杆菌Top10中扩增出xylA基因,插入到质粒pCAMBIA2301的Xho Ⅰ位点,通过酶切和PCR检测插入片段的正确性,得到载体pCAMBIA2301-xylA,将pBI121载体上的‘35S-GUS-Nos'表达框插入到pCAMBIA2301-xylA的EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ位点.得到中间载体pCAMBIA2301-xylA-GUS,用Sac Ⅰ和Sma Ⅰ切下克隆载体上的CBF1基因替代pCAMBIA2301-xylA-GUS中的GUS片段,用电转化法将获得的表达载体转化到农杆菌中,为将来获得安全的转基因抗寒植株奠定基础.     

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。     

拟南芥、荠菜DREB1A基因的克隆与植物表达载体的构建

用PCR方法从拟南芥和荠菜中分别克隆了DREB1A基因.序列分析发现从拟南芥中克隆的AtDREB1A基因与已发表的AtDREB1A基因序列(DQ372533)的同源性为99.69%.首次从荠茱中克隆的CbDREB1A基因序列(EF156749)与DQ372533的同源性为99.54%.利用这两个基因分别构建了两个诱导表达载体(prd29A/AtDREB1A,prd29A/CbDREB1A)和两个组成型表达载体(pCaMV35S/AtDILEBlA,pCaMV35S/CbDREB1A),以便进一步开展植物抗旱基因工程研究.     

梭梭CMO基因的克隆与植物表达载体的构建

采用RT-PCR、RACE等方法从超旱生耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中扩增出甜菜碱合成过程中的限速酶胆碱单加氧酶(CMO)编码基因的cDNA序列(命名为HaCMO),其开放阅读框为1 344 bp,推测的氨基酸序列全长为447个氨基酸残基.根据已获得的开放阅读框,构建重组植物表达载体pCAMBIA2300-HaCMO.HaCMO核苷酸序列与藜科几种盐生植物如菠菜(Spinacia oleracea)、山菠菜(Atriplex hortensis)、辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)、盐角草(Salicornia europaea)和甜菜(Beta vulgaris)等的一致性均在74.5%以上,推导编码蛋白的氨基酸序列一致性均在73.5%以上,表明CMO编码基因在藜科植物中是一种比较保守的基因.研究结果为进一步从分子水平探明梭梭的抗旱、耐盐机制,挖掘并利用植物抗逆基因奠定了基础.