玉米转基因成分筛查策略

本研究通过查阅相关数据库中转基因玉米品系中的常用遗传转化载体中含有的调控元件和标记基因,并结合目前国内外现有转基因检测标准方法,建立了基于P-CaMV 35S、T-NOS、Bar基因、Pat基因、Cp4-epsps基因、NPTⅡ基因、cry1A基因、P-Rice actin、phy结构特异性片段等9种元件/基因实时荧光PCR方法的玉米转基因筛查策略,并对32种转基因玉米进行筛查实验测试,结果表明本筛查策略可覆盖30种独立性状转化体。同时还构建了包含玉米内标基因及9种目标元件/基因序列的质粒分子,经过验证该质粒分子具有良好的可替代性,可作为阳性对照与本检测方法配套使用。     

转基因水稻检测用阳性质粒分子的构建及应用

通过分析转基因水稻(Oryza sativa)中调控元件和功能基因的种类及应用频率,结合水稻基因工程研究中标记基因的使用情况,确定将CaMV35S启动子、NOS终止子,标记基因Bar、HPT和NPTⅡ基因作为转基因水稻的筛查检测靶标。通过重叠延伸PCR技术,将水稻内标基因SPS、筛选靶标(CaMV35S启动子、NOS终止子、Bar基因、HPT基因和NPTⅡ基因)、事件特异性检测靶标(TT51-1、KF-6和KMD1)聚合克隆到质粒载体上,构建质粒分子pBS Rice。应用结果表明,阳性质粒分子pBS Rice既适用于转基因水稻的筛查检测,也适用于抗虫水稻TT51-1、KF-6和KMD1的事件特异性检测。研究结果为转基因水稻安全监管提供了一种不依赖于转基因水稻原材料供应的阳性对照,其对目前国内外批准的转基因水稻检出率达100%,满足了监管过程中转基因水稻的检测需要。     

PCR对转基因玉米CBH351品系的鉴定检测

成功建立了转基因玉米CBH351（Starlink^TM)的筛选和品系鉴定检测的PCR方法,该方法根据玉米自身IVR基因作为内源特异参照基因来检查模板DNA提取的质量,避免了假阴性结果,设计检测CaMV35S启动子的引物扩增195bp,来对转基因玉米进行筛选检测;并进一步设计转基因玉米CBH351（StarlinkTM)品系转化质粒图谱中CaMV35S启动子和Cry9C边界位置基因特异性引物扩增170bp,以及目标基因Cry9C的右端与CaMV35S终止子的左端边界位置基因特异性引物扩增171bp,以此来鉴定检测CBH351（StarlinkTM)的品系。     

转基因玉米实验室PCR检测体系的优化及应用

为建立稳定的转基因玉米PCR检测体系,本实验采用正交设计法优化了玉米PCR反应体系,并对当地主要种植的16个玉米品种进行了转基因检测。结果显示Mg2+浓度对PCR扩增结果有较大影响,浓度低时影响扩增条带的特异性。降低d NTPs和引物浓度有助于扩增出较清晰的带型。3对定性PCR引物均可扩增出2个转基因玉米阳性样品的z SSIIb、Ca MV35S、NOS基因,而随机抽样的16个玉米样品均未检测到转基因目的片段。优化的PCR方法可作为转基因玉米实验室定性筛查的推荐方法,转基因玉米在本地的种植并不普遍。     

用于筛查转基因作物成分的质粒标准分子的研制

为弥补传统标准物质的缺乏,构建了一种可用于筛查转基因作物成分的质粒标准分子。首先,通过PCR扩增获得454 bp的RBCL基因、236 bp的CaMV35S启动子以及200 bp的NOS终止子目的片段,经两次重叠延伸PCR扩增将上述3个片段连接成849 bp的重组子。随后,将该重组子克隆至pMD18-T载体,经PCR扩增、测序分析后成功获得阳性重组质粒pMD-RBCL-CaMV35S-NOS。进一步的替代性研究显示,该重组质粒DNA与标准物质基因组DNA的检测分析结果一致。因此,该重组质粒标准分子可作为阳性标准物质用于转基因作物成分的初步筛查检测。     

pMCLacⅠ/neo转基因小鼠靶基因突变检测的新策略

由于pMCLacⅠ/neo转基因小鼠含有两种不同状态的LacⅠ靶基因,有别于以往所建立的只含有一种靶基因的系统.因此,建立一种能快速、有效地分析这两种靶基因的检测方法,成为该转基因小鼠建立后的又一新课题.通过适当方法将pMCLacⅠ/neo中两种LacⅠ靶基因分开后,采用了新近建立的M9/L正向选择系统进行检测,并用已知的LacⅠ基因突变子作为阳性对照,验证该策略的可行性.实验结果提示,M9/L正向选择系统可应用于pMCLacⅠ/neo转基因小鼠中两种LacⅠ靶基因的检测;实验中所建立的突变检测方法快速、有效.     

转基因抗虫作物鉴定质粒标准分子的构建与应用

苏云金芽胞杆菌基因是转基因抗虫作物中通用的外源功能基因,在绝大多数抗虫转基因作物中均有存在,然而Bt基因检测标准样品的缺乏却限制了我国转Bt基因抗虫作物检测工作的发展。为了弥补传统基体标准样品的缺失,首先将Cry1Ab、Cry1Ac、Cry3A 3种常用Bt外源基因克隆到pUC57质粒上,通过测序、酶切和qPCR等技术对质粒的序列和扩增功能进行了验证,然后对扩增效率和实际应用情况加以测试,评价其转基因检测的适用性,构建了质粒标准分子。结果显示,制备的质粒标准分子测序结果与靶标序列完全符合,酶切结果、qPCR扩增结果和扩增效率等均符合预期,在Cry1Ab、Cry1Ac、Cry3A基因特异性检测中的应用符合阳性对照要求,表明制备的阳性质粒标准分子能够作为转Cry1Ab、Cry1Ac、Cry3A基因qPCR基因特异性检测的阳性标准样品。     

核酸层析法转基因快速检测体系的建立及应用

随着我国转基因研究及产业化进程提速,转基因检测的重要性日益凸显,因而快速、高效的分子检测新方法的研发具有重要的生产实践及科研意义。在转基因检测中,常规PCR技术具有检测范围广的特点,但较为费时费力,且对实验条件要求较高;而胶体金蛋白试纸法检测方便、快捷,但可检范围窄。基于此,建立了一套基于核酸层析法快速转基因检测的方法体系。将经液氨研磨后的样品通过一管法提取DNA后直接进行PCR扩增,再将PCR扩增产物滴加到胶体金检测卡上,通过直接观察胶体金卡条显色状况进行结果判别。此方法最终检验出玉米内参基因ZSSⅡB及Zein、大豆内参基因SPS、水稻内参基因Lectin,转基因元件启动子CaMV35S及终止子NOS,以及抗虫基因Cry1Ab/1Ac、抗除草剂基因Bar、Pat、CP4-EPSPS及选择标记基因NPTⅡ、Pmi等外源基因;并成功检出特异性转基因事件Mir604及Bt11。研究获得的核酸层析检测方法具有灵敏度高、省时省力且对检测条件要求低等优点,集PCR法与蛋白试纸检测法二者优势于一身,可广泛应用于转基因产品的精确快速检测,为我国转基因生物安全监管提供了良好的技术支撑。     

转基因ABP9玉米株系的耐盐性分析

旨为分析转基因ABP9玉米的耐盐性,并进一步研究玉米耐盐的分子调控机制。通过对转基因ABP9玉米植株进行PCR、Southern blot和qRT-PCR分析鉴定;采用Hoagland营养液水培法,对转ABP9基因玉米及非转基因对照进行NaCl胁迫处理,分析二者在幼苗期的生理指标和基因表达差异。结果表明,转入的ABP9以单拷贝整合到基因组中,且能较高表达。与非转基因对照相比,转基因玉米幼苗NaCl胁迫下的叶绿素含量、Fv/Fm、渗透调节物质和抗氧化酶活性,以及盐胁迫后恢复过程中的叶片相对含水量均显著提高;而其丙二醛含量、相对电导率均显著降低。转录组测序和qRT-PCR分析显示,一系列盐胁迫应答基因在转基因玉米植株中上调表达。转入ABP9的增强表达提高了转基因玉米的耐盐能力。     

玉米脱氧麦根酸分泌通道蛋白基因YS3启动子的克隆与启动活性分析

缺铁是世界范围内农业生产面临的严重问题,玉米通过分泌脱氧麦根酸(2’-deoxymugineic acid, DMA)吸收利用土壤中的难溶性铁。为探明玉米DMA分泌通道蛋白基因YS3的表达和调控机制,本文通过克隆获得长为2813 bp的YS3基因启动子,该序列含有大量TATA-box、CAAT-box等启动子基本元件,以及光响应、激素调控等多个顺式调控元件;构建YS3启动子驱动GUS基因的植物表达重组载体pCAMBIA-YS3GUS,利用农杆菌介导转化拟南芥,获得pYS3::GUS转基因植株,对转基因植株进行GUS组织化学染色,并通过石蜡切片技术对转基因植株进行组织观察,分析pYS3::GUS转基因植株中YS3基因启动子的活性。结果表明,YS3启动子主要驱动GUS基因在拟南芥根部表达,且主要集中在根部表皮细胞,机械损伤可激发YS3启动子活性,驱动GUS基因在损伤临近部位表达。本研究对于理解玉米DMA分泌的分子调控机理方法od3 gmaigensuan有重要意义。     

抗虫耐除草剂玉米GH5112E-117C定性PCR检测方法

转基因抗虫耐除草剂玉米GH5112E-117C是由北京奥瑞金公司研发的转mG2-aroA基因和mcry1Ah基因抗虫耐除草剂玉米新品系,对玉米螟、粘虫等鳞翅目害虫具有抗性、耐草甘膦除草剂的转基因玉米,在我国具有重要产业化应用前景。本文研发了GH5112E-117C转基因玉米的定性PCR检测方法,该方法能特异性地检测转基因抗虫耐除草剂玉米GH5112E-117C,在每个反应引物浓度为0.2 μmol/L、Taq DNA 聚合酶0.625 U、DNA模板50 ng,退火温度为58℃的条件下,检测灵敏度可稳定达到0.1%。该方法为转基因抗虫耐除草剂玉米GH5112E-117C的精准检测提供了一种新的技术手段,为农业转基因监管提供技术支撑。     

pMCLacI／neo转基因小鼠靶基因突变检测的新策略

由于pMCLacI／neo转基因小鼠含有两种不同状态的LacI靶基因,有别于以往所建立的只含有一种靶基因的系统。因此,建立一种能快速、有效的分析这两种靶基因的检测方法,成为该转基因小鼠建立后的又一新课题。通过适当方法将pMCLacI／neo中两种LacI靶基因分析后,采用了新近建立的M9／L正向选择系统进行检测,并用已知的LacI基因突变作为阳性对照,验证该策略的可行性。实验结果提示,M9／L正向选择系统可应用于pMCLacI／neo转基因小鼠中两种LacI靶基因的检测;实验中所建立的突变检测方法快速、有效。     

加工产品中转基因玉米Bt11成分实时荧光PCR定量(性)检测

实验在玉米自身基因和外源基因的边界序列之间设计了具有品种和品系特异性的引物和探针 ,并以实时荧光PCR技术 ,建立了加工产品中转基因玉米Bt1 1成分品系鉴定检测和定量检测的方法。实验对加热条件和时间对检测转基因成分的影响作了探讨 ,并检测了部分市售食品和饲料。检测结果发现 ,加热时间温度越高、时间越长 ,对转基因成分定量检测的影响越大 ;在所检测的样品中可以检测出转基因玉米Bt1 1成分 ,有些样品还同时检出其他转基因成分。本研究实验建立的方法 ,可以用于加工产品中转基因成分的定量检测 ,也可以用于定性检测 ,或作为常规PCR定性检测后的确证实验方法。     

过表达钾转运蛋白基因trkH提高玉米的钾营养

钾是植物生长发育必须的营养元素,参与多种生理生化过程。土壤缺钾严重影响了玉米的产量和品质,通过遗传改良的方式提高玉米的钾营养是解决这个问题的有效途径。本实验室前期从海洋微生物宏基因组DNA中克隆得到细菌钾转运蛋白基因trkH,在酵母和烟草中验证了功能。为进一步分析trkH基因在玉米中的功能,以Hi-Ⅱ基因型玉米为转化受体,采用农杆菌介导法将trkH基因转入玉米,获得具有Baster抗性的独立转化苗21株。PCR检测结果表明trkH基因已成功转入到玉米基因组中。Bar试纸条检测结果表明Bar基因在蛋白水平上成功表达。将部分T₀代转基因植株与玉米骨干自交系PH6WC杂交,获得8个T₁代株系,半定量RT-PCR检测结果表明转基因植株在转录水平上均能表达。三叶一心期喷洒除草剂进行筛选,选择比例接近1：1的L3、L5和L7转基因株系进行PCR检测,统计检测结果并进行χ²测验,结果表明符合孟德尔分离定律。L3、L5和L7转基因株系玉米苗期的钾耗竭实验结果表明过表达trkH基因能够提高转基因玉米的K⁺吸收,为培育钾营养高效玉米新品种奠定基础。     

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦（PPT）选择获得可育的玉米转基因植株,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi-1启动子驱动外源基因,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低;可能的原因为Ubi-1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。     

用实时荧光PCR方法鉴定转基因玉米T14/T25

本研究以实时荧光PCR技术鉴定商业化种植的转基因玉米T14/T25品系。根据转基因玉米T14/T25转入的外源基因质粒图谱,设计转基因引物和探针进行PCR和实时荧光PCR检测,建立了转基因玉米品系鉴定的实时荧光PCR方法。实验结果表明,用TaqMan探针可检测到T14/T25产生的荧光信号,而对其他玉米品系则检测不到荧光信号,为转基因产品的鉴定检测提供了新方法。Abstract: To identify genetically modified (GM) maize T14/T25 lines, a real-time fluorescent PCR (RTF PCR) assay was performed in this study. Primers and Taqman probes specific for inserted genes in the T14/T25 were used to conduct the real-time fluorenscent (RTF) PCR and PCR assays. The RTF PCR method was established to detect and identify GM maize lines. The results show that the TaqMan probe could identify T14/T25 maize used, while other GM and NO-GM maize didn’t be detected. The RTF PCR could be a new method for detecting other genetically modified organism.     

转基因动物研究中存在问题

１５年来已建了许多用作研究人类疾病的转基因动物模型。转基因动物已作为研究代谢调节、分化、发育中有关基因功能的工具,它已作为一种分子农场可生产基因产品等。但要看到,转基因还有许多问题要解决。首先是转基因的阳性率低,这是受了许多因素如ＤＮＡ样品质量,分子大小和结构,动物种属,原核的可见性,注射针的调节和微注射技术等影响。通常转基因首建的阳性率在１０-２０％,有时甚至低于１％。在基因操作后,外源基因整合到宿主基因组,可引起包括插入突变在内的宿主细胞基因突变,缺失突变,宿主基因扩增和位移。转基因的表达不能预测,可能因转基因的改变,质粒序列的影响,整合部位和拷贝数不确实,缺乏顺式作用元件或反式作用因子。这使得转基因功能分析紊乱。此外,转基因动物模型可能和预期不符,转基因过度表达可使动物表型异常。一些社会问题也将在本文中讨论。     

转水稻粗缩病毒运动蛋白缺陷型基因玉米的二重PCR检测研究

本研究以外源基因（RDV MP-）和玉米内源基因Zein作为PCR扩增对象,旨在建立一种简便有效的转基因玉米及其产品的二重PCR检测技术。转外源基因（RDV MP-）材料的常规PCR检测结果证明外源基因在转基因材料中可稳定遗传;对常规PCR检测的阴性结果材料进行二重PCR检测,扩增结果除进一步证实常规PCR检测的阴性结果结论外,还证明提取的植物总DNA质量符合试验要求,进而从二重PCR检测结果还得出常规PCR检测的阴性结果出错率为1.4%。此方法简单,实用,结果可靠,可适用于转基因植物及产品的检测。     

转豇豆胰蛋白酶CPTI基因棉花检测用标准分子的制备

利用PCR的方法克隆豇豆胰蛋白酶基因CPTI、基因表达调控元件35S启动子、NOS终止子以及棉花内标基因Sad1,连接到克隆载体上,构建成质粒标准分子pGB。PCR检测过程中,质粒标准分子和转基因棉花中能扩增出4个目的条带,而非转基因棉花中不能扩增出相应的条带,证明构建好的质粒标准分子能用于转基因棉花的定性检测。荧光定量PCR绘制4个目的基因片段的标准曲线,各标准曲线的相关系数均达到0.985以上,说明建立的PCR具有很好的Ct值-初始浓度相关性,达到定量分析的需求,而且荧光定量PCR反应具有很好的重复性和稳定性,可用于实际样品的定量检测。     

实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

随着基因工程技术在农业生产中应用的深入,越来越多具有改良特征的转基因植物在全球范围内得到广泛种植,随之而来的转基因食品也迅猛发展,转基因产品大规模商业化引起了对安全性问题的担忧。为保证转基因产品标签制度的顺利实施,建立快速、准确、高通量的定量检测方法十分必要。我们综述了国内外转基因食品检测技术的研究进展,重点阐述了实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用,并展望了通过构建质粒标准分子的方法来实现对更多转基因植物品系的定量检测。