鸭梨ＡＣＣ 氧化酶基因ｃＤＮＡ 片段的克隆及农杆菌介导的反义遗传转化

研究根据ACC氧化酶基因的保守序列设计一对特异性引物,以鸭梨果实为试材,借助RT PCR方法扩增得到一条长度为831bp的鸭梨ACC氧化酶基因cDNA片段,该片段编码276个氨基酸残基,与其它梨品种ACC氧化酶基因序列同源性均在94%以上。将此片段反向插入真核表达载体pBI121的CaMV 35S启动子和NOS终止子之间,构建了鸭梨ACC氧化酶基因的反义表达载体,并在农杆菌LBA4404的介导下实现对鸭梨组培苗的遗传转化。经PCR鉴定证实共有4株鸭梨组培苗中外源基因得到成功转化,Southern杂交显示在这4株转基因鸭梨中除有1株外源基因呈双拷贝外,其余3株中外源基因均以单拷贝形式存在。     

鸭梨ACC氧化酶基因cDNA片段的克隆及农杆菌介导的反义遗传转化

研究根据ACC氧化酶基因的保守序列设计一对特异性引物。以鸭梨果实为试材,借助RT,PCR方法扩增得到一条长度为831bp的鸭梨ACC氧化酶基因eDNA片段,该片段编码276个氨基酸残基,与其它梨品种ACC氧化酶基因序列同源性均在94％以上。将此片段反向插入真核表达载体pBI121的CaMV35S启动子和NOS终止子之间,构建了鸭梨ACC氧化酶基因的反义表达载体．并在农杆菌LBA4404的介导下实现对鸭梨组培苗的遗传转化。经PCR鉴定证实共有4株鸭梨组培苗中外源基因得到成功转化,Southern杂交显示在这4株转基因鸭梨中除有1株外源基因呈双拷贝外,其余3株中外源基因均以单拷贝形式存在。     

甜瓜ACC氧化酶反义基因植物表达载体的构建及转化烟草的研究

用限制性内切酶从目的基因供体质粒pBI-aACO1上切下大小约2．3kb的目的基因,将其定向连接在受体质粒pCAMBIA2301载体上,构建成含有GUS基因的甜瓜ACC钣化酶反义基因植物表达载体pCB-aACO1。采用直接转化法将pCB-aACO1导入根癌农杆菌菌株EHA105,并用新构建的工程菌对普通烟草进行了遗传转化研究。在Kanamycin选择压力下获得的烟草转化不定芽和完整植株,经过GUS基因组织化学法检测以及PCR方法鉴定,证实了该反义基因已导入烟草基因组中,此项研究为下一阶段用该反义基因转化甜瓜品种以改良甜瓜果实耐贮运性打下基础。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg/L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9.5%,番茄的贮存期在50天以上。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg／L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9．5％,番茄的贮存期在50天以上。     

桃ACO基因反义转化桃幼胚子叶的研究

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens )和基因枪两种方法,以桃(Prunus persica L. Batsch)幼胚子叶为受体,转化桃ACC氧化酶（ACO）反义基因片段,经筛选培养获得了卡那霉素抗性芽。微芽嫁接培养抗性芽部分可成株。PCR、Southern 杂交和GUS基因表达等分子检测,初步表明外源反义ACO基因已经整合到桃基因组中。     

康乃馨ACC氧化酶cDNA的克隆及其反义植物表达载体的构建

以康乃馨（Dianthus caryophyllus L.)花瓣为材料,用改进的异硫氰酸胍一步法提取总RNA,根据已报道的康乃馨ACC氧化酶（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase,CO)基因的序列设计产合成一对引物,通过RT-PCR方法获得一约1.2kb特异片段,把该片段连接pGEM^(R)-Teasy vector上进行测序,其全长共1156bp,编码区915bp。共编码304个氨基酸残基,序列分析结果表明该序列与GenBankL35152中的康乃馨ACC氧化酶基因的cDNA序列完全相符,推断该基因在康乃馨种内可能是完全或高度保守的,随 后将此片段反向插入植物表达载体pBI121的35S启动子和NOS终止子之间,构建了一反义植物表达载体pBO;又把花特异表达启动子PchsA插入pBI121的HindⅢ Xbal位点构建中间载体pGHB,再把康乃馨ACC氧化酶基因反向插入中间载体pCHB的XbaI Satl位点构建成另一反义植物表达载体pCBO。     

鸭梨多酚氧化酶基因反义表达载体的构建及农杆菌介导的遗传转化

根据鸭梨多酚氧化酶基因序列设计引物,PCR扩增该基因3′端450bp的片段,并将该片段反向插入真核表达载体pB I121的CaMV 35S启动子和NOS终止子之间,首次构建了鸭梨PPO基因的反义表达载体;其后,在农杆菌EHA105的介导下,成功实现了PPO反义基因对鸭梨组培苗的遗传转化。经Northern杂交和酶活检测证实,转基因鸭梨植株体内的多酚氧化酶基因转录和翻译水平均得到明显抑制,从而为耐褐化梨新品种的培育奠定了基础。     

基于四环素调控系统的叶绿体启动子在大肠杆菌中活性检测

旨在研究四环素调控系统在叶绿体基因工程中调控启动子活性。以四环素基因及四环素特异性识别序列的核心操控区为基础,首先合成带有四环素核心操控区的prrn O1O2启动子,通过酶切连接的方法连接到表达载体Bio3-GFP,并在大肠杆菌中验证该启动子的活性。结果表明,在该启动子的驱动下GFP基因表达使菌落呈明亮绿色;构建四环素诱导下GFP基因的表达载体Bio3-Tet R-prrn O1O2-GFP,筛选出适应大肠杆菌生长的最高四环素使用浓度为5μg/m L;然后构建四环素调控系统下的GFP表达载体,在未加入四环素时,prrn O1O2启动子的功能被抑制,加入四环素后,GFP基因表达出绿色荧光蛋白。说明利用四环素调控系统可以在大肠杆菌中控制叶绿体启动子prrn O1O2的活性,从而避免了核基因组对质体基因组的调控干扰,为进一步利用质体基因工程育种提供有效的方法和途径。     

反义基因促进芥菜形态发生

新加坡大学利用编码1-氨基环丙烷-1-羧酸盐(ACC)氧化酶(一种催化ACC转化成乙烯的酶)的反义基因转化了芥菜植株。结果发现,与未转化的对照植株相比,转基因植株的乙烯生产量降低,离体培养物再生苗能力显著增加。高效再生性转基因植株始终保持ACC氧化酶活性和乙烯生产量降低。在R1代亦出现反义基因的效应。     

大豆fad基因反义表达载体构建及转化烟草研究

使用PCR方法从大豆基因组DNA中扩增出大豆油酸脱饱和酶基因fad2-1,连接到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109菌株.测序后,用DNAstar软件进行同源性比对.然后将正确的序列反向克隆到表达载体pBt,并转化农杆菌菌株LBA4404,经双酶切鉴定和PCR扩增检测,获得具有该基因反向序列的农杆菌工程菌,转化...     

苎麻CCoAOMT基因cDNA反义转化模式烟草'WS38'

苎麻咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(CCoAOMT)是其木质素合成过程的一种关键酶,运用克隆的该酶基因cDNA及植物表达载体pBI121、pWM101,分别构建了35S启动子控制的苎麻CCoAOMT基因反义cDNA基因质粒(pBI121-antiBnCCoAOMT)和cDNA全长表达质粒(pWM101-BnCCoAOMT),并通过根癌农杆菌介导法将其转化至模式烟草WS38,获得了转基因烟草.对转基因植株进行分子分析和组织学初步研究表明,转反义RNA基因植株叶柄木质素含量较野生烟草或转正义基因烟草叶柄木质素含量降低.说明运用反义RNA技术对CCoAOMT基因的表达进行基因工程调控,一定程度上可以对木质素的合成产生干扰,为获得低木质素或木质素组分改良的苎麻基因工程奠定基础.     

Expression of vde Gene Integrated Into Tobacco Genome in Antisense and Overexpressed Ways

Violaxanthin de-epoxidase (VDE) is localised in the thylakoid lumen of chloroplasts and catalyses de-epoxidation of violaxanthin into antheraxanthin and zeaxanthin. Tobacco vde gene was inserted into a binary vector pCAMBIA1301 with the hygromycin resistant gene for selection in antisense and overexpressed ways. Two constructs with antisense and overexpressed vde gene were introduced in tobacco (Nicotiana tabacum L.) using Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404, PCR and Southern blot analyses demonstrated that the exogenous gene was integrated into genome of tobacco plants. VDE activity assay and HPLC analysis of pigments showed that the vde gene was expressed in the overexpressed transformants, whereas suppressed in the antisense ones. The chlorophyll fluorescence measurements proved that the contents of VDE in transgenic plants have a significant function in non-photochemical quenching.     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用, 使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用, 利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导入烟草基因组, 采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明, 整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因, 也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明, 外源基因已整合到烟草基因组中, 并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明, 转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系, 而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性等生理性状也发生了明显变化, 表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加, POD活性明显增强, MDA含量明显降低; 而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力, 而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

水稻重复序列RRD3:植物启动子及其在RNA干涉中的应用

RRD3是通过复性动力学从水稻基因组中克隆到的一个中度重复序列,序列分析揭示其含有多个保守的启动子元件,包括4个TATA-boxes和CAAT-box,在Escherichia coli及哺乳动物表达系统中均表现出启动子活性。我们将RRD3片段插入到植物启动子捕获载体pCAMBIA1391Z中,检测RRD3片段是否在植物中也有启动子活性,转基因烟草再生植株和水稻愈伤组织均显示了gusA基因的表达,表明其在单子叶和双子叶植物中均可行使启动子功能。基于RRD3的双效启动子特性,我们设计并构建了植物通用双元RNAi载体pCRiRRD3,适于进行植物的RNA干涉实验研究。我们在植物RNAi载体pCRiRRD3的内含子(200bp)的上下游分别引入了2个多克隆位点,方便了正义及反义片段的接入。转基因烟草植株的GUS组织化学及荧光定量分析表明该载体可有效进行RNA沉默。这些研究结果表明,利用单子叶和双子叶双效活性的RRD3启动子而构建的植物RNAi载体,可同时有效地应用于大部分单子叶和双子叶植物的RNAi实验及研究。     

Antisense expression of a gene encoding a calcium-binding protein in transgenic tobacco leads to altered morphology and enhanced chlorophyll

Entamoeba histolytica contains a novel calcium-binding protein like calmodulin, which was discovered earlier, and we have reported the presence of its homologue(s) and a dependent protein kinase in plants. To understand the functions of these in plants, a cDNA encoding a calcium-binding protein isolated from Entamoeba histolytica (EhCaBP) was cloned into vector pBI121 in antisense orientation and transgenic tobacco plants were raised. These plants showed variation in several phenotypic characters, of which two distinct features, more greenness and leaf thickness, were inherited in subsequent generations. The increase in the level of total chlorophyll in different plants ranged from 60% to 70%. There was no major change in chloroplast structure and in the protein level of D1, D2, LHCP and RuBP carboxylase. These morphological changes were not seen in antisense calmodulin transgenic tobacco plants, nor was the calmodulin level altered in EhCaBP antisense plants. The results of this paper have been granted US Patent No. 6,791,009.     

Differential expression of antisense in regenerated tobacco plants transformed with an antisense version of a tomato ACC oxidase gene

Ethylene production was measured during vegetative and reproductive development in normal tobacco plants and in transgenic tobacco plants carrying antisense genes for tomato ACC oxidase driven by the 35S CaMV promoter (Hamilton et al., 1990). When expressed in three independently derived transgenic plants, the antisense ethylene gene failed to affect ethylene production in young/mature leaves or in stems but it did inhibit ethylene production in roots by 37–58%. Ethylene production in developing flowers (i.e. from small unopened flower buds up until open flowers at anthesis) was not affected in transgenic plants but ethylene production in fruits was inhibited by 35%. The most dramatic effect on ethylene production in transgenic plants was seen immediately after wounding leaf tissue, in which case the antisense gene inhibited wound ethylene production by 72%. Thus, the antisense gene composed of a 35S CaMV promoter driving a heterologous ACC oxidase sequence had differential effects on ethylene production in tobacco plants.