双管基因枪介导的基因瞬时表达技术在拟南芥中的应用

基因瞬时表达是植物中研究目标基因功能的常用手段。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 相比原生质体和农杆菌介导的基因异源表达技术, 利用粒子轰击进行基因瞬时表达一直鲜有报道。其主要原因是拟南芥叶型相对较小、基因枪操作相对烦琐以及基因表达效率差异较大。该研究通过优化双管基因枪系统, 在营养生长旺盛的拟南芥莲座叶中实现GFP和GUS基因高效表达。同时, 通过GUS报告基因明确了坏死诱导因子BAX、Avh238和ATR13/Rpp13激发拟南芥细胞坏死的表型。但在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中明显诱导细胞坏死的Avrblb1/RB基因对, 在拟南芥中却丧失了诱导细胞坏死的活性。由于双管基因枪系统每次轰击时设置平行对照, 可有效降低转化实验中的样本变异度, 为拟南芥及其突变体研究中准确评价基因功能和高通量筛选目标基因提供新的技术参考。     

基因枪技术在植物基因工程研究中的应用

文章介绍了近年来采用基因枪技术在植物基因工程研究中开展的一些工作。     

利用GUS基因瞬时表达探索佛手叶盘基因枪转化参数

佛手是芳香科枸橼类植物,有很好的药用和观赏价值,但其品种较为单一,对其进行遗传改良和品种选育显得十分必要.为了将基因枪转化方法应用于佛手的遗传改良和品种选育,本实验以GUS基因为报告基因,利用基因枪方法将其转入金华佛手外植体内,通过检测GUS基因在佛手叶盘中的瞬时表达情况,分析了外植体的幼嫩程度、射程、氦气压力、真空度、轰击次数等参数对GUS瞬时表达的影响,并研究了最佳检测时间.结果表明,以幼叶为受体,在射程为6 cm、氦气压力为7.584×106Pa,真空度为88.046 kPa条件下,2 d后可检测出GUS基因的最佳表达活性.轰击次数多少对GUS基因瞬时表达影响不明显.     

基因枪技术在农作物基因转化中的应用和进展

基因枪技术是一种重要的基因转化方法,近来在单子叶植物的基因转化中应用尤为广泛,本文简要介绍了基因枪技术的转化原理、实际应用、优缺点、影响因素及其发展前景。     

拟南芥硫酯酶基因在毕赤酵母中的表达

硫酯酶在生物体内能催化水解脂酰酰基载体蛋白和饱和脂肪脂酰链,对中链脂肪酸(Medium chain fatty acids,MCFAs)的积累起着关键作用。为获得具有生产中链脂肪酸能力的工程菌,以拟南芥c DNA为模板,PCR扩增得到其脂酰-ACP硫酯酶基因At Fat A,经Eco RⅠ/XbaⅠ双酶切后连接至同样双酶切的质粒中,获得重组质粒p PICZαA-At Fat。将重组质粒电击转入毕赤酵母GS115中,通过Zeocin抗性筛选,挑选出阳性克隆子并摇瓶发酵诱导,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析获得明显目的蛋白条带,首次成功构建At Fat A的真菌表达系统。气质联用法检测发酵产物胞外游离脂肪酸,发现毕赤酵母At Fat A重组菌株比起始GS115菌株胞外游离MCFAs(主要是辛酸)产量增加51%,MCFAs产量占胞外总脂肪酸产量的28.7%,而野生菌中这一比例仅有18.1%,这为日后生产安全无毒害的MCFAs探索了一条新的途径。     

拟南芥原生质体瞬时表达快速验证重组酶外源基因删除

通过在拟南芥原生质体中瞬时表达重组酶删除系统,以拟南芥热激蛋白Hsp18.2基因的启动子诱导加入马铃薯StLs1基因第2个内含子的重组酶表达,证明瞬时转化质粒DNA中位于识别位点之间的基因元件可以被有效删除。建立了一种快速验证重组酶外源基因删除系统的方法。     

拟南芥根特异表达基因启动子在烟草中的表达

以拟南芥为材料,利用PCR技术分离pyk10启动子序列,构建了该启动子GUS植物表达载体,农杆菌介导转化烟草,分析该基因在烟草中的表达,以明确拟南芥根特异表达基因pyk10启动子在烟草中的表达特性.结果表明:克隆的pyk10启动子与已报道的pyk10启动子一致性为100%,GUS基因在烟草的根部特异表达,表明该启动子为根部特异表达启动子,为揭示植物根的发生、分化和发育机制,以及培育抗根部病虫害和营养高效利用型转基因烟草奠定了基础.     

高速微粒基因枪在植物基因工程中的应用

人口的过度增长。耕地面积的日益减少,国民经济的发展和人民生活水平的逐步改善,迫切要求提高作物产量和产品质量。传统的育种方法虽然还有不不可低估的潜力,但由于种质资源的贫乏和生物种间的差异限制,就显示出不可回避的局限性。这样,使得人们不得不去寻找有效的改良作物品种的新方法、新技术来缓解这一矛盾。以改良作物创造新品种作为战略目标的植物基因工程的兴起,向人们展示了崭新的农业分子育种方法。植物基因工程不仅要对目的基因进行鉴定、分离和克隆,更重要的是要将     

基因枪介导的籼稻遗传转化及外源基因在受体中的遗传研究

由来自水稻成熟胚的愈伤组织或由此而建立的悬浮细胞系作基因枪转化的靶材料,将质粒ｐＩＬＴＡＢ２２７（含ｈｐｈ基因和ｇｕｓ基因）导入籼稻,在Ｂａｓｍａｔｉ－１、青油粘、新山粘２９、胜优２号,明恢６３等品种获得了转基因植株。Ｔ０转化体ｇｕｓ基因组织化学染色和ＤＮＡ分子杂交（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ）证实,ｇｕｓ和ｈｐｈ基因已整合到上述品种的基因组中。本实验仔细研究了ｈｐｈ基因在Ｂａｓｍａｔｉ－１的Ｔ１     

基因枪介导的籼稻遗传转化及外源基因在受体中的遗传研究

由来自水稻成熟胚的愈伤组织或由此而建立的悬浮细胞系作基因枪转化的靶材料 ,将质粒 p ILTAB2 2 7(含 hph基因和 gus基因 )导入籼稻 ,在 Basmati- 1、青油粘、新山粘 2 9、胜优 2号 ,明恢 63等品种获得了转基因植株。 T0 转化体 gus基因组织化学染色和 DNA分子杂交 ( Southern blot)证实 ,gus和 hph基因已整合到上述品种的基因组中。本实验仔细研究了hph基因在 Basmati- 1的 T1、T2 和 T3等各个世代的遗传及表达。对 T1家系中各个体核 DNA的分子检测表明 ,hph基因普遍呈 3∶ 1的分离 (转基因阳性∶阴性 ) ,表明 hph基因为单一位点的整合 ,其遗传符合单 (显性 )基因控制的孟德尔遗传规律。还发现一些株系表现 1∶ 1的不正常的分离 (阳性个体较预期的少 ) ,推测这是由于雌或雄配子之一方的 hph基因受到抑制而产生基因沉默的结果。在 T2 、T3世代获得了具 hph基因的纯合体。笔者还探讨了外源基因在核基因组中的遗传稳定性及基因的沉默与活化问题     

拟南芥WUSCHEL基因在转基因烟草中的超表达

WUSCHEL(WUS)是近年报道的一个重要的干细胞调控基因.本实验用RT-PCR技术从拟南芥(Arabidopsisthaliana L.)中克隆到其cDNA并构建了双增强的CaMV3 5S启动子驱动的超表达载体pBKB.借助农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),获得转基因植株.PCR和RT-PCR鉴定分别证明,外源WUS已整合到烟草基因组并已表达.转基因烟草地上部分出现大量异位增生的突起,扫描电镜观察表明:突起部分的细胞与分生组织细胞相似,部分突起能够发育为叶芽、花芽,表明WUS超表达引起烟草细胞异常分裂并在已分化组织中重新启动了器官形成.茎尖和花的内两轮器官没有上述变化.结合拟南芥的有关研究,推测烟草中可能也存在类似拟南芥WUS和其阻抑蛋白CLAVATA3、AGAMOUS间的反馈调节机制.转基因烟草叶发育表型变化明显,与生长素极性运输受抑制引起的表型相似,因此,作为生长点调控基因,WUS可能通过生长素对叶的发育进行调控.本研究为WUS基因的功能分析和有关生物技术应用提供了有意义的信息.     

GFP基因在新疆小拟南芥和拟南芥中的表达分析

以质粒pMCB30为模板,扩增GFP基因,连接到载体pCMBIA2300-35S-OCS上,构建过量表达载体p35S:GFP,将其转入农杆菌GV3101.通过农杆菌介导法将p35S:GFP载体分别转入新疆特色植物小拟南芥和拟南芥中.T0代经含有卡那霉素的1/2MS培养基筛选,获得了T1代转基因小拟南芥2株,T1代转基因拟南芥9株.通过激光共聚焦显微镜观察,在转基因小拟南芥和拟南芥的根尖细胞中均可检测到GFP绿色荧光蛋白;对转基因植株进行PCR扩增,均可检测到GFP基因,表明GFP基因已成功转入小拟南芥和拟南芥中.该研究建立了小拟南芥的遗传转化体系,为进一步利用GFP基因和进一步研究小拟南芥的功能基因奠定基础.     

基因枪技术及其在基因治疗中的应用进展

目前基因转染载体主要分为病毒型载体和非病毒型载体,病毒载体虽转染率较高、表达时间长,但其安全性令人担忧,非病毒载体中基因枪的优势最为明显,临床化趋势最强。通过分析非病毒基因转染技术面临的障碍,介绍了基因枪技术的产生和原理及其显著的优势,并总结了当前基因枪技术在基因治疗中的应用,指出了基因枪技术发展面临的问题和发展方向。     

基因枪法转化基因在小麦条锈菌中的瞬时表达

以小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)野生毒性菌株为转化受体,以含有gus报告基因的质粒(pGUS6L20)和潮霉素抗性基因的质粒(pKLHyg14)为载体,应用基因枪法研究了小麦条锈菌夏孢子遗传转化的瞬时表达特征。结果表明,在金粉直径为0.6μm、射程6cm、载体DNA5μL、可裂膜压力为900Psi或1100Psi时,gus基因和潮霉素抗性基因的瞬时表达率相对较高。     

中华按蚊电转化显微注射技术平台的构建及其在基因瞬时过表达中的应用

【目的】构建在中华按蚊 Anopheles sinensis 中的电转化显微注射技术平台,并利用该技术平台实现活体基因瞬时过表达对其进行验证,为开展系统的基因功能研究奠定基础。【方法】以CUY21EDIT Ⅱ电转仪为主体构建中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;使用同源重组法构建 EGFP 和 Bm-iAANAT 基因的瞬时过表达质粒,在中华按蚊化蛹3 h时注射该质粒进入蛹体,随即使用电转仪对注射后的蛹进行电击,待注射个体发育至化蛹39 h时,利用体视荧光显微镜观察蛹体表皮着色和发光情况,并通过荧光定量PCR检测 EGFP 和 Bm-iAANAT 的表达。【结果】构建了用于显微注射的 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40和 PIZ-modi-Aepub-AANAT- T2A-EGFP-SV 40过表达载体。 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40注射组中华按蚊在化蛹39 h时约87.5%的个体成活并正常黑化,这其中约92.7%的个体的表皮检测到明显的绿色荧光,注射无启动子载体 PIZ-modi-EGFP-SV 40并进行电击的阴性对照组和注射过表达载体 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40但未进行电击的阳性对照组个体则没有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,注射组中发光个体的 EGFP 基因明显高表达。 PIZ-modi-Aepub-AANAT-T 2 A-EGFP-SV 40注射组的蛹在化蛹39 h时有80.4%个体存活,这其中92.2%的个体相对于注射无启动子载体 PIZ-modi-AANAT- T2A -EGFP-SV 40的阴性对照组和注射过表达载体 PIZ-modi-Aepub-AANAT- T2A -EGFP-SV 40但未进行电击的阳性对照组个体黑化明显受阻,且有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,报告基因 Bm-iAANAT 和 EGFP 的表达明显提高。【结论】成功构建了在中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;通过此技术平台能够便捷、快速和高效地实现报告基因在活蛹中的瞬时过表达,并产生了目的表型。这为中华按蚊功能基因组研究奠定了基础。     

PEI介导的大规模基因瞬时转染研究进展

基因重组蛋白具有巨大的商业和科研价值。近年来,大规模基因瞬时表达(large scale transient gene expression,TGE)技术的出现提供了一种相较于传统筛选稳定细胞株重组蛋白生产工艺而言更加高效(high efficient)和更加节约人力(labor consuming)、物力(cost effective)和时间(time consuming)的解决方案。通过基因瞬时表达技术,可以在短时间内获得毫克至克级别的在分子结构、理化特性和生物学功能等方面都接近于原始存在的蛋白质分子,可以满足细胞信号转导、新药筛选和临床前研究等药物研发前期的阶段对重组蛋白的巨大需求。因此,该技术成为当前研究的热点。阳离子聚合物-聚乙烯亚胺(PEI)是目前报道的工业化、大规模瞬时转染表达重组蛋白领域最广泛使用的基因载体和转染试剂。本文就近年来PEI介导的大规模瞬时转染的转染机理、宿主细胞选择以及转染优化措施等各方面的最新研究进展作一综述。     

外源ble基因在杜氏盐藻中的瞬时表达

利用电击法将带有ble基因的pSP124S转入杜氏盐藻细胞内进行瞬时表达．研究了外源基因在盐藻内的存留及表达情况,确定了合适的电击转化条件,发现利用电击法可以使大量的质粒导入盐藻细胞,质粒在细胞中逐渐降解但至少96h内可以检测得到。外源启动子能够使ble基因有效转录,转录至少可以持续72h,ble基因能够在盐藻细胞中正确翻译,可以作为盐藻遗传转化研究的筛选标记。     

外源ble基因在杜氏盐藻中的瞬时表达

利用电击法将带有ble基因的pSP124S转入杜氏盐藻细胞内进行瞬时表达,研究了外源基因在盐藻内的存留及表达情况,确定了合适的电击转化条件,发现利用电击法可以使大量的质粒导入盐藻细胞,质粒在细胞中逐渐降解但至少96h内可以检测得到,外源启动子能够使ble基因有效转录,转录至少可以持续72h,ble基因能够在盐藻细胞中正确翻译,可以作为盐藻遗传转化研究的筛选标记。