双价外壳蛋白基因植物表达载体的构建及马铃薯转基因植株的鉴定

在克隆了马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＸ）、马铃薯Ｙ 病毒（ＰＶＹ）和马铃薯卷叶病毒（ＰＬＲＶ）的外壳蛋白基因的基础上,构建同时包含ＰＶＸ和ＰＶＹ 与ＰＶＹ 和ＰＬＲＶ 两个外壳蛋白基因植物表达框架的表达载体,通过农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）介导转化烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍ ）和生产上常用的几个马铃薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ ）优良品种：“Ｆａｖｏｒｉｔａ”、“虎头”、“克４”。经ＰＣＲ检测证明外源基因已整合到植物的染色体上,得到批量转基因植株。在转ＰＶＸ＋ＰＶＹ 外壳蛋白基因的烟草上接种ＰＶＸ （５ μｇ／ｍ Ｌ）、ＰＶＹ（２０ μｇ／ｍ Ｌ）病毒,得到有一定抗性的植株     

表达马铃薯X病毒和Y病毒双价外壳蛋白基因马铃薯植株的抗病性

表达马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＸ）和马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＹ）双价外壳蛋白（ＣＰ）基因的马铃薯虎头和克新４号,用机械摩擦同时接种ＰＶＸ和ＰＶＹ后,通过症状观察,植株中ＰＶＸ和ＰＶＹ的ＥＬＩＳＡ检测结果表明,转基因头虎头和克新４号的多数株系的平均病毒含量均明显低于未转基因的对照植株,不同时期病毒测定结果表明,许多株系病毒积累缓慢,延迟发病,说明转ＰＶＸ,ＰＶＹ双价ＣＰ基因的马铃薯,对ＰＶＸ和ＰＶＹ复合侵染发生不     

马铃薯Y病毒外壳蛋白基因在转基因马铃薯中的表达

ＰＶＹ是马铃薯Ｙ病毒组的典型成员,主要感染马铃薯、番茄、辣椒和烟草等。近年来,利用植物基因工程手段获得了不少抗病毒转基因工程植物,为培育抗病毒作物新品种提供了新途径［１］。病毒外壳蛋白基因导入并使之在植物中表达可获得抗相应病毒的转基因植物,已在烟草、番茄、马铃薯、苜蓿、黄瓜和番木瓜等植物中获得成功［１～３］。本室已成功地对在我国流行的ＰＶＹＮ株系外壳蛋白基因进行了克隆及序列测定［４］,在此基础上,我们构建了植物表达中间载体,通过土壤农杆菌介导的叶盘法转化马铃薯,获得了大量转基因植株。分子检测证明…     

表达马铃薯Y病毒外壳蛋白的转基因烟草的抗病性研究

将马铃薯Ｙ病毒中国分离物（ＰＶＴ－Ｃ）的外壳蛋白（ＣＰ）基因,在土壤农杆菌ＬＢＡ４４０４的介导下,转化烟草生产品种ＮＣ８９,获得了６个烟草株系。通过抗性分析发现,６个株系中有一个株系在２００μｇ／ｍｌＰＶＹ－Ｃ的攻毒下,仍未发病,分子检测发现,转基因植物中抗性产生的程度并不是同ＰＶＹ－Ｃ外壳蛋白的表达水平成正相关。     

转PVY外壳蛋白基因马铃薯及其田间实验

报道了将马铃薯Ｙ 病毒（ＰＶＹ）中国分离株的外壳蛋白基因通过农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａ－ｃｉｅｎｓ）介导转入马铃薯（Ｓｏｌａｎｕｍ ｔｕｂｅｒｏｓｕｍ Ｌ．）的生产品种“Ｆａｖｏｒｉｔａ”、“虎头”和“克４”,在获得大量再生植株的基础上经过ＰＣＲ检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交证明,大部分株系中ＰＶＹ 外壳蛋白基因的表达框架已完整整合到马铃薯的染色体上。人工接种ＰＶＹ 病毒（２０ ｍ ｇ／Ｌ）后一些转基因株系对ＰＶＹ 病毒的侵染表现较强的抗性,同时其单株结薯数和平均薯重有所增加。在田间实验中,转基因马铃薯植株生长良好而且部分转基因株系产量高于未转基因的脱毒马铃薯,从这些株系中有希望得到抗病性好而且高产的马铃薯品系     

利用TMV—U1作为载体表达鼠肝炎病毒S糖蛋白片段

为了验证转基因烟草中表达的外壳蛋白（ＣＰ）能够重新包被侵入的烟草花叶病毒（ＴＭＶ）的假设,利用抗原表位标记的方法观察ＣＰ亚单位在病毒５′端的交换。通过ＰＣＲ 方法将来源于鼠肝炎病毒（ＭＨＶ） Ｓ蛋白的两个小肽段（１１ ａ．ａ．和１５ ａ．ａ．）的ＤＮＡ序列分别插入ＴＭＶ－Ｕ１ ＣＰ基因邻近３′端的两个位点,并构建了带有外源序列的ＴＭＶ 侵染克隆Ｖ９ （１１ ａ．ａ．）和Ｅ１５ （１５ ａ．ａ．）。通过体外转录反应,得到Ｖ９ ＲＮＡ 及Ｅ１５ ＲＮＡ。突变病毒ＲＮＡ 侵染烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ）后表现不同特性。Ｖ９ 和Ｅ１５ 侵染ＸａｎｔｈｉＮＮ烟草后同野生型ＴＭＶ一样产生枯斑。但是,当它们侵染Ｘａｎｔｈｉｎｎ 烟草时,Ｖ９ 产生同侵染ＸａｎｔｈｉＮＮ 烟草相同的枯斑,而Ｅ１５的特性同ＴＭＶ－Ｕ１几乎完全相同,能对Ｘａｎｔｈｉｎｎ 烟草进行系统侵染并在叶片中聚集大量的带有外源片段的外壳蛋白,而且病毒的结构极其稳定。Ｖ９ 和Ｅ１５ 特性的差异可能是由于外源片段在外壳蛋白中存在位置的不同影响了外壳蛋白的结构所致     

用^32P标记cDNA探针进行核酸斑点杂交检测马铃薯卷叶病毒（PLRV）

利用克隆的马铃薯卷叶病毒（ＰＬＲＶ）外壳蛋白（ＣＰ）基因ｃＤＮＡ,用切口平移法制成＾３２Ｐ标记探针,通过核酸斑点杂交,对马铃薯卷叶病毒ＲＮＡ,提纯的马铃薯卷法病毒和感染ＰＬＲＶ的马铃薯茎、叶、声     

烟草NtWRKY40在植物应答病毒侵染过程中的作用

WRKY转录因子家族在植物的抗病、抗逆反应中具有重要功能。已有研究表明,烟草花叶病毒(TMV)的侵染显著地诱导烟草Nt WRKY的表达,有必要进一步探明该基因在植物应答病毒侵染过程中的作用。采用PCR的方法克隆获得Nt WRKY cDNA,生物信息学分析结果显示,该基因属于WRKYⅡa亚族成员,与绒毛状烟草NtoWRKY40高度同源,命名为NtWRKY40。以此建立了过表达该基因的转基因烟草,并以TMV为毒源进行了转基因烟草和野生烟草的侵染实验,以观察NtWRKY40在烟草应答病毒侵染过程中的作用。实验结果表明,野生烟草在TMV侵染后9 d,NtWRKY40的表达量显著升高,而NtWRKY40过表达转基因烟草在病毒侵染后,病毒相关基因的表达高于野生型对照,与染病程度成正相关,说明过表达NtWRKY40增加了植株对病毒的敏感性,该基因为负调控因子。此外,为探索应用人工miRNA的抗病毒技术,以烟草天然miR167前体为骨架、马铃薯Y病毒(PVY)外壳蛋白基因的一段反向互补序列为成熟序列,构建了amiR167-PVY植物表达载体并转化烟草,以抑制PVY。对amiRNA转基因植株进行抗病毒实验的结果显示,amiR167-PVY能够部分抑制病毒基因的表达,转基因植株具有一定的抗病毒能力。     

马铃薯X病毒外壳蛋白的表达水平与变偶密码子使用频率的相关性

把经密码子修饰的马铃薯X病毒（Potato Virus X, PVX）外壳蛋白（Coat Protein, CP）基因和未修饰的野生型外壳蛋白基因与CaMV 35S启动子融合后,构建成相应的植物表达载体,利用农杆菌介导转化烟草。分别对修饰CP和野生CP的转基因烟草进行Western blot和ELISA分析,结果表明经密码子修饰的PVX外壳蛋白的表达量是野生型蛋白表达量的1/3～1/5。Northern blot结果表明修饰和未修饰的外壳蛋白在转录水平上是一致的。以上结果暗示外源基因中稀有密码子的数量可能是限制外源基因表达的一个因素。改变基因中稀有密码子的数量有可能成为控制基因表达的一种有效途径。     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默。发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录。利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默。进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默。对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加。     

RNA介导的病毒抗性在转基因烟草中的遗传分析

以含非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白(PVY—MCP)基因的抗病和感病T0代转基因烟草为材料,对转基因及RNA介导的病毒抗性在T1～T4代转基因植株中的遗传进行了研究。结果表明,在含低拷贝(1～2个)转基因的感病植株后代中,转基因是作为一个单显性遗传位点,遵循孟德尔遗传分离规律,各世代转基因植株仍表现感病。含多拷贝(4～6个)转基因的抗病植株,转基因在T1代的分离虽符合多位点插入的15：1和63：1遗传规律,但转基因发生了重排,RNA介导的病毒抗性表现为不稳定遗传。从含多拷贝转基因的抗病植株的T1代株系中,分离获得了两株含2个拷贝转基因的抗病植株;其后代中,转基因及抗性遗传遵循孟德尔遗传分离规律,可稳定遗传和表达,获得纯合的抗病转基因株系。对转基因在不同抗病类型植株中整合方式分析显示,抗病植株中多存在转基因的反向串联重复序列。     

植物遗传工程

920268抗病毒植物的遗传工程〔英〕/Godoni,F一ZAreh.Virol一2990,115(i一2)一i~22〔译 自DBA,1991,10(9),91一05050] 讨论的主要内容包括:用于交叉保护的外壳蛋 白序列对植物的转化,表达病毒外壳蛋白的转基因植物的田间试验,抗病毒侵染的反义RNA技术,病毒卫星RNA在植物中的表达,ribozyme和锤头RNA机制,作为受体专性抗病毒荆的抗个体基因型的抗体;人干扰素基因在转基因植物中的克隆和表达。构建了抗下列病毒的转基因植物,烟草花叶病毒、首藉花叶病毒、烟草线条病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒等。外壳蛋白介导的保护是最广泛采用的…     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.).Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默.发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录.利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默.进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默.对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加.     

马铃薯卷叶病毒基因间隔区转化的马铃薯抗病性研究

将本室合成、克隆的马铃薯卷叶病毒（ＰｏｔａｔｏＬｅａｆｒｏｌＶｉｒｕｓ,ＰＬＲＶ）中国分离株的基因间隔区（ｉｎｔｅｒｇｅｎｉｃｓｅｑｕｅｎｃｅ,ＩＳ）双链ｃＤＮＡ以正、反向两种方式分别构建于转化载体ｐＲＯＫ２中,通过致瘤农杆菌介导,以马铃薯叶圆片为转化材料,转化马铃薯栽培品种Ｄｅｓｉｒｅ,获得了转基因植株。卡那霉素抗性分析和ＰＣＲ检测目的基因,证明ＰＬＲＶＩＳ双链ｃＤＮＡ已经整合到转基因马铃薯的染色体基因组中。将转基因植株移栽网棚用蚜虫接种ＰＬＲＶ,观察症状并用酶联免疫吸附测定（ＥＬＩＳＡ）检测转基因植株中ＰＬＲＶ含量。结果表明,表达ＰＬＲＶＩＳ正意和反意ＲＮＡ的转基因植株,接种病毒后表现无症状或症状轻微,ＰＬＲＶ平均滴度均较未转基因对照植株低。表达正意ＲＮＡ的转基因植株ＰＬＲＶ滴度降低４３％～７２％,表达反意ＲＮＡ的转基因植株ＰＬＲＶ滴度降低７２％～８６％,由此可见,表达ＰＬＲＶＩＳ反意ＲＮＡ的转基因马铃薯对ＰＬＲＶ抗性较强。     

中国六省,市辣（甜）椒病毒种群及其分布的研究

１９８３－１９９１年间,国家“６５－７５”重点科技攻关项目协作组,在京、津、辽、苏、吉、新六个地区,采集辣（甜）椒病毒病标样３６１８个,采用三常规（生物、血清、电镜）鉴定手段分离出烟草花叶病毒（ＴＭＶ）、黄瓜花叶病毒（ＣＭＶ）、马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＸ）、马铃薯Ｙ病毒（ＰＶＹ）、烟草蚀纹病毒（ＩＥＶ）、苜蓿花叶病毒（ＡＭＶ）、蚕豆萎蔫病毒（ＢＢＷＶ）、烟草脆裂病毒（ＴＲＶ）等八种病毒;描述了它们的生物学、血清学、电镜学性状及危害辣（甜）椒的特性;分析了各类病毒在不同地区、季节的消长规律,明确了各地辣椒上的主导病毒病原,为抗病育种及制定综合防治措施,提供了科学依据。     

dsRNA介导的番木瓜环斑病毒（PRSV）的抗病性研究

以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）和烟草（Nicotiana tabacum）及PRSV寄主植物番木瓜（CaricapapayaL.）作为试验材料,开展了番木瓜环斑病毒外壳蛋白基因dsRNA介导的PRSV病原抗性的研究。利用农杆菌介导法将番木瓜环斑病毒外壳蛋白CP基因反向重复表达载体pHellsgate12-CPIR（简称PHG12-CPIR）分别转化到烟草和拟南芥中,获得阳性植株,并利用渗透法和农杆菌介导的瞬时表达体系将pHG12-CPIR载体导入到番木瓜中。对转基因植株进行攻毒试验并分析了其抗病性。在接种3~7d内,在拟南芥和番木瓜上转基因植株的发病情况较轻,而野生型植株叶片与转基因植株相比,均表现出不同程度的黄化、皱缩和枯斑等症状。在接种PRSV后,番木瓜和拟南芥转化植株表现症状的叶片的比例与对照相比,结果显著低于对照,而在烟草植株上症状表现的差异不明显。在3种植物上RT-PCR检测结果显示,在接种番木瓜环斑病毒PRSV后,野生型植株中有高浓度的病毒积累,而转pHG12-CPIR基因植株中几乎没有病毒积累,推测转pHG12-CPIR基因植株中瞬时表达系统已启动RNAi机制抑制了CP基因的表达。     

CMV抑制PVYN CP基因沉默及其介导的抗病性

以前曾报道用RNA介导的抗病毒策略,获得了高度抗病的表达马铃薯Y病毒坏死株系外壳蛋白基因(PVY^N CP)的转基因烟草,并对T1、T2代转基因植株进行了遗传和抗病性分析。此次以T,代转基因植株为试验材料,在筛选高度抗病植株并证明其抗病性是基于转基因沉默的基础上,采用Northern杂交的方法,证明CMV侵染抑制了转基因植株中PVY^N CP基因的沉默,而且CMV对PVY^N CP基因沉默的抑制部位是发生在接种后的新生叶上,接种叶及其下部叶片中PVY^N CP基因沉默则未受到影响。采用ELISA方法对CMV PVY^N复合接种的转基因植株进行PVY^N检测,结果表明,接种叶及下部叶没有检测到PVY^N,植株叶片对PVY^N表现为抗病。而在CMV接种后植株新生叶中则检测出了高滴度的PVY^N,植株叶片对PVY^N表现为感病。该文报道了在表达PVY^N CP基因的RNA介导抗性转基因植株中,异源病毒侵染抑制了转基因的沉默,并导致转基因植株的抗病性丧失。     

马铃薯Y病毒NIb复制酶基因在转录水平介导的相对广谱抗病性

在大肠杆菌中表达了马铃薯Ｙ病毒中国分离物（ＰＶＹ－Ｃ）复制酶ＮＩｂ基因,并制备了其抗血清。利用ＰＣＲ定点突变方法使ＮＩｂ基因移码－１位,构建了移码－１位ＮＩｂ基因（ＵＮ）的植物表达载体。通过土壤农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ ＬＢＡ４４０４）介导转化烟草ＮＣ８９,获得５１株再生植株。对再生植株的分子检测结果表明,转基因烟草中检测到ＵＮ基因相应的ＲＮＡ转录产物,３推测该基     

翻译和非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白基因介导的抗病性比较

利用RT－PCR方法克隆获得马铃薯Y病毒烟草叶脉坏死株系（PVY^N）的可翻译和不可翻译外壳蛋白（CP）基因,并分别插入pROKⅡ质粒中获得重组双元表达载体。通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的基因转化方法,将可翻译和不可翻译的PVY^N-CP基因分别导入烟草栽培品种NC89叶片组织中,得到抗卡那霉素的再生植株,对所得到的抗卡那霉素的再生苗进行PCR检测表明,被导入可翻译和不可翻译CP基因的植株分别占卡那霉素抗性植株的95％和98％。攻毒实验表明,两种类型的转基因烟草对PVY^N的抗病性具有相似性,其表现型为：免疫、抗病和感病。免疫型转基因植株的抗病性不受接种物类型及其剂量的影响。Southern印迹杂交结果显示,目的基因已经整合到烟草基因组中。Northern印迹杂交证明,两种类型的CP基因都已在RNA水平上得到了表达,但细胞内RNA的积累量与转基因植株的抗病强度成负相关。Western印迹杂交表明,在表达不可翻译PVY^N－CP基因的转基因植株内 以CP蛋白,而在导入可翻译的PVY^N-CP基因的植株内检测到了CP蛋白,且CP蛋白含量与抗病性不存在正相关。本研究结果证明,表达可翻译与不可翻译PVY^N-CP基因的转基因烟草对PVY^N的抗病性均为RNA介导的抗病性。     

我国培育成功抗卷叶病毒转基因马铃薯

内蒙古大学张鹤龄教授主持的课题组首次用我国自己克隆的马铃薯卷叶病毒 (中国株 )外壳蛋白基因转化并培育成功抗卷叶病毒的转基因马铃薯 ,专家鉴定认为 ,这一成果处于国际先进水平。马铃薯卷叶病毒是引起马铃薯退化的主要病毒 ,严重续发感染可导致减产 80 % ,每年使世界马铃薯减产约 2 0 0万吨。在内蒙古大学张鹤龄教授主持下 ,1993年完成了国家自然科学基金项目“马铃薯卷叶病毒外壳蛋白基因分子克隆”课题。此后 ,他们利用自己合成克隆的马铃薯卷叶病毒 (中国株 )外壳蛋白基因通过农杆菌介导转化 ,经过数年选育 ,获得了性状稳定的 5个品…