农杆菌介导的紫色红曲霉遗传转化体系的建立和优化

通过优化各种转化因素,建立了根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导红曲霉(Monascus)的高效转化体系:红曲霉在PDA培养基培养21 d后收集孢子,制备红曲霉孢子悬浮液,浓度为106个/mL,根癌农杆菌浓度为OD600值0.5,诱导剂AS浓度为100μmol/L,农杆菌与红曲霉在25℃共培养3 d。采用此转化体系构建了含有530多个转化子的红曲霉T-DNA插入突变体库。随机选取50株转化子菌株进行分子验证和稳定性检测,证明T-DNA成功插入红曲霉基因组DNA中,并能稳定遗传。最后,通过形态观察筛选出8株变异较大的菌株,为以后的红曲霉基因功能研究奠定了一定的基础。     

农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化及高效筛选聚苹果酸高产菌株

建立根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法及T-DNA突变库,高效筛选聚苹果酸高产菌株及功能基因。通过含潮霉素和草铵磷抗性基因的农杆菌转化出芽短梗霉,抗性压力筛选及PCR验证建立根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法,结合发酵液p H与聚苹果酸含量响应变化,微孔板高效筛选高产聚苹果酸的T-DNA插入突变株,基因组步移确定T-DNA插入位点及功能基因。结果获得遗传稳定的抗性基因菌株,每107个细胞可获得80-120个转化子,出芽短梗霉H27号T-DNA突变株聚苹果酸摇瓶发酵产量提高24.5%,基因组步移证实糖酵解途径磷酸甘油酸变位酶基因被破坏。成功建立了根癌农杆菌介导的出芽短梗霉遗传转化方法和T-DNA插入突变库,结合高效筛选方法为聚苹果酸合成功能基因挖掘及高产机制解析奠定基础。     

植物的序列转化:意想不到的问题

尽管当前植物遗传工程方法通常只涉及将单个理想基因引入植物体,但分子生物学家已预见到将来人们可能会利用多基因来转化植物。这可通过用多个T-DNA协同转化植物或通过序列转化——各自选择不同的标记的一系列转化步骤来完成。然而,奥地利科学院的M.A.Matzke和同事研究发现,烟草植物的序列转化可能导致意想不到的问题。他们用含有一卡那霉素抗性基因的T-DNA(T-DNA-Ⅰ)通过根癌土壤杆菌转化烟草植株。在第二次转化中,他们将具有潮霉素抗性基因的T-DNA(T-DNA-Ⅱ)引入含有     

水稻T-DNA插入突变体库的构建及突变类型的分析

利用农杆菌介导的转化系统转化中花11成熟胚愈伤组织,获得1489个独立转化的T-DNA插入再生株系。PCR和Southern杂交的结果表明,69．8％转化株系被整合了T-DNA,通过Tail-PCR也从转化植株中扩增出T-DNA侧翼序列。同时对1066个T1转化株系的抽穗期、株高、单株穗数的调查结果表明,不同株系中分离出了突变植株。     

拟南芥光形态突变体的筛选与基因鉴定

以哥伦比亚(Columbia)野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,用含有激活标记双元质粒pCB260的农杆菌浸花进行转化,构建拟南芥T-DNA插入突变体库.通过突变体的筛选和表型分析,获得了两株光形态突变体,子叶下胚轴伸长的光抑制效应减弱.通过TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced-PCR)技术,成功扩增出突变植株T-DNA插入位点侧翼序列,经NCBI序列比对,T-DNA分别插在CRY1第一和第三外显子部位.突变体的表型分析及PCR鉴定结果表明,T-DNA插入CRY1并影响到突变植株的光形态建成.     

利用Inverse PCR快速筛选单个T-DNA拷贝转基因水稻植株的方法

为了获得单个T-DNA插入拷贝的植株, 我们建立了一套利用Inverse PCR(IPCR)快速检测转基因水稻中T-DNA拷贝数的方法。用IPCR的方法可以扩增出与已知T-DNA序列相邻的水稻基因组DNA未知序列,由此推测转基因水稻植株中T-DNA的拷贝数。我们共对15个转化株系20棵不同植株的DNA进行了IPCR检测。其中12株表现为T-DNA单拷贝插入,3株为双拷贝插入,1株为三拷贝插入。另外4株未检测到T-DNA插入拷贝。IPCR分析结果经过Southern杂交和测序的验证。     

702烟草冠瘿系的单细胞克隆及其植株再生

用酶分离了根癌土壤杆菌702菌株诱发的烟草冠瘿及其畸胎瘤细胞系的原生质体被培养在修改的K及NT培养液中。当它们长成小细胞团时,转移到不加激素的NT培养基上筛选出T-DNA转化了的细胞形成的细胞团。这样,建立了单细胞克隆的702C烟草冠瘿系及其702TC畸胎瘤系。经过15代继代培养,他们全部保持了他们原有的特征并且都含有nopaline。用这种畸胎瘤的芽进行了分化根的试验,有少数芽长了根得到完整的植株。分别测试了植株的各部分,植株的叶及其冠瘿都含有nopaline,而根中未测出nopaline。可能根是由丢失了T-DNA的正常细胞长成的。也可能是它的基因未表达。     

根癌农杆菌介导丝状真菌遗传转化的研究进展

根癌农杆菌介导的丝状真菌遗传转化是近年建立起来的一种新方法,该方法和以往的真菌转化体系相比具有转化方法简单、材料易得、效率高以及转化子中T-DNA单拷贝插入比例高等特点。就根癌农杆菌转化的丝状真菌种类、转化的具体过程以及影响转化效率的因素等方面进行了综述,并展望了该方法的应用前景。     

链格孢ATMT转化体系的构建及弱毒突变株验证

本文利用来自质粒pUCATPH的构巢曲霉色氨酸合成基因trpC的启动子(PtrpC)、终止子(Ttrpc)和潮霉素磷酸转移酶抗性基因(hph)以及植物表达载体pROK Ⅱ成功构建了适用于丝状真菌的根癌农杆菌介导转化的双元载体pROKIIHPH,并转化根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens LBA4404,建立了根癌农杆菌LBA4404介导的链格孢Alternaria alternata分生孢子转化体系;再从乙酰丁香酮(AS)浓度、不同的共培养时间、受体菌分生孢子浓度和农杆菌菌液浓度对A.alternata转化效率的影响对体系进行优化.结果确定了根癌农杆菌菌液体积为200 mL(OD_(600)=0.15),A.alternata分生孢子浓度为10~6个/mL,在A.tumefaciens的预培养时期以及与A.alternata共培养时期分别加入200 μmol/LAS,共培养时间48 h,转化率达120～200个/10~5分生孢子.在所筛选的约800个转化子中获得了1株毒性明显低于野生菌sd1的弱毒突变株t108,通过PCR验证推测其毒力降低可能由于T-DNA插入阻断了基因的表达.该实验结果为与突变相关基因的研究以及弱毒株t108的进一步研究和利用提供了实验材料,也为深入研究链格孢sd1菌株的基因功能奠定了基础.     

根癌农杆菌介导的哈茨木霉菌遗传转化的研究

利用根癌农杆菌EHA105进行了哈茨木霉Th-33的转化,在优化的转化条件下,EHA105对木霉菌的转化效率约45-100个转化子/106个孢子。本实验室利用该方法已建立了含4000多个转化子的木霉T-DNA插入突变体库。随机挑选24个转化子进行遗传稳定性分析,结果显示转化子经过5代无选择压力连续转接后都能在选择平板上正常生长;潮霉素抗性基因的PCR扩增和Southern blot杂交分析表明,木霉转化子含有该基因,Southern blot杂交进一步表明转化子多为单拷贝随机插入。该转化体系的改进将有利于木霉菌生防功能基因的克隆和作用机制的研究。     

根癌农杆菌介导的乙肝表面抗原基因对烟草的转化

构建了植物表达载体pBRSAg,该载体具有完整的植物表达元件,CaMV35S启动子、农杆菌T-DNA左右边界、植物报告基因gus和植物选择标记基因hpt,适用于农杆菌的转化;通过冻融法将重组质粒pBRSAg转入根癌农杆菌LBA4404中,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,经筛选培养获得烟草植株。抗性植株经GUS染色和PCR检测为阳性,初步表明乙肝表面抗原基因在烟草中得到表达。     

T-DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1-A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体R1-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(R1-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F_1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F_2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3:1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增Ds因子的引物,对F_2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到Ds的特征片段。在以卷叶突变(R1-A2)为回交亲本的F_1B_1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F_1B_1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1:1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

T—DNA插入水稻群体中卷叶突变体R1—A2的遗传分析

在根癌农杆菌介导的T-DNA(携带有除草剂Basta抗性基因bar和Ds因子)转化中花11水稻群体中,获得了一个叶片发生明显内卷的突变体Rl-A。经过连续三代的分离鉴定,获得突变体的纯合株(Rl-A2),并与中花11号进行杂交,在调查的36个F1植株中,全部表现为卷叶,并对Basta除草剂都表现为抗性。在852个F2单株中,卷叶为645株,正常叶207株,卷叶和正常叶的比例为3：1,其中,卷叶株均对Basta表现抗性,正常叶株均对Basta表现敏感,表明卷叶性状和Basta抗性存在着共分离关系。用扩增DS因子的引物,对F2中45个卷叶抗性株进行PCR鉴定,都获得预期长度的Ds因子片段,进一步表明在这些卷叶的植株中都有T-DNA的插入;而30个正常叶敏感株都不能检测到DS的特征片段。在以卷叶突变(Rl-A2)为回交亲本的F1B1植株中,全部植株表现卷叶;在以中花11号为回交亲本的F1B1植株中,卷叶和正常叶植株的分离比为1：1。上述结果表明该卷叶突变是个显性突变,受一个基因所控制,且该基因的突变与T-DNA的插入有关。     

农杆菌介导的红曲菌T-DNA插入突变库的构建及色素突变子的性质分析

以农杆菌EHA105为介导,将带有潮霉素抗性基因和gus基因的T-DNA片段转化到红色红曲菌(Monascusruber)中。通过转化条件的优化,成功构建了含有5132个转化子的T-DNA插入突变库。根据菌落颜色与色素分泌情况筛选到50株色素突变子,聚合酶链式反应(PCR)表明上述突变子均有T-DNA片段插入。经5代的继代培养后,94%的突变子具有稳定性(潮霉素抗性)。对突变子产色素和桔霉素能力的分析表明其分泌次生代谢产物的能力发生了较大变化。本方法的建立,为进一步深入研究红曲菌的代谢调节和基因功能奠定了基础。     

根癌农杆菌介导转化红曲菌及转化子发酵性能的研究

利用根癌农杆菌介导转化技术成功将潮霉素抗性基因转入发白红曲菌中,优化了抗生素浓度,发白红曲菌孢子浓度,根癌农杆菌浓度,共培养温度及时间,以及乙酰丁香酮浓度等转化条件,最终转化效率可达52个转化子/105个红曲孢子.将转化子在含有潮霉素B的培养基继代培养5代,得到了多株稳定的转化子,对部分转化子进行PCR鉴定,结果进一步...     

转抗虫基因三倍体毛白杨植株体内农杆菌残存与逃逸

用部分改造的 BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂(API-A)基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法对三倍体毛白杨进行了转化,对转化后植株体内残存农杆菌在继代培养和移栽过程中进行了跟踪检测。结果表明：通过对转化再生植株的分子生物学检测,42个株系中,33个株系为阳性,阳性率达到80％;用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测结果表明,7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达;基因转化后,可采用附加50 mg/L卡那霉素,300 mg/L羧青霉素的筛选培养基消除细菌并进行抗性芽筛选。对28个转基因株系叶片、茎段和根段在含有卡那霉素50 mg/L YEB培养基上进行细菌培养,通过在T-DNA区、质粒Vir区和农杆菌基因组设计引物,进行PCR检测,证明有3个株系（33、37、5号）检测到残存工程农杆菌,并在组培瓶中存活24个月。将带菌的3个株系组培苗移栽到花盆中,室内培养1个月后,在33号株系根际土壤中检测到了目的农杆菌。     

含Ds转座因子的T-DNA在水稻染色体上的分布研究

应用农杆菌介导的方法获得了有Ds因子插入的3000多株水稻转化群体, 用Inverse PCR方法, 从部分独立转化植株中分离了590条含Ds因子的T-DNA插入位点处的右侧旁邻水稻染色体序列. 根据旁邻序列中T-DNA右边界与侧翼水稻序列之间的插入序列的特征可分成6个主要类别, 其中类型Ⅰ是主要类型, 为通常的T-DNA整合, 即T-DNA右边界序列与水稻染色体序列相连, 或者其间插入小于50 bp的序列片段; 类型Ⅱ为T-DNA右边界旁先接T-DNA载体序列, 再与水稻序列相接的重组类型. 340个类型Ⅰ和Ⅱ的旁邻序列通过与已知的水稻染色体序列数据库一致性比较分析, 确定了它们在水稻染色体上的分布位置, 构建了一个Ds因子在水稻12条染色体插入的框架结构. 这340个有Ds因子插入的位点在整个染色体上平均相距0.8 Mb. 分析在第1条染色体上T-DNA(Ds)插入情况显示有21％的频率插入到预测基因的外显子中. T-DNA(Ds)在染色体上分布位置的确定, 使我们可以选择合适的Ds因子插入株作为起始株系, 导入Ac转座酶基因后, 使Ds发生转座, 从而获得新的Ds插入突变株, 为进一步利用Ds转座标签法分离水稻基因创造了条件.     

首次确立使用土壤杆菌的水稻性状转化技术

日本烟草产业遗传育种研究所研究员樋江井祐弘、主任研究员小鞠敏彦等使用根癌土壤杆菌进行水稻性状转化获得成功,并确立了稳定的基因导入技术。使用根癌土壤杆菌确立单子叶植物的性状转化技术在世界还是首创。 目前水稻的性状转化使用电击法等进行。但该法只适用于从原生质体可再生植株的品种,另外还有在     

发根农杆菌诱导玉米毛状根发生及再生植株

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染玉米愈伤组织15天左右获得毛状根. 转化根在不含激素的培养基上快速生长, 并表现出典型的毛状根性状. 在含ZT 1.6 mg/L和NAA 0.4 mg/L的MS培养基上, 毛状根再生成完整转化植株. PCR-Southern杂交证实T-DNA已整合入转化株的染色体组.     

我国葡萄根癌农杆菌Ti质粒的特征

以窄宿主葡萄农杆菌Ag162Ti质粒的T-DNA区tmr、tmsl和ocs基因座位以及T_A-DNA和T_B-DNA片段为探针,对12株我国分离的不同生物型、质粒类型和寄主范围的葡萄根癌农杆菌的引质粒转移DNA(T-DNA)进行Southern杂交分析。在9株生物3型octoplne Ti质粒菌株中,与上述探针均同源。其中窄宿主葡萄根癌农杆菌菌株杂交片段彼此较一致。广宿主葡萄根癌农杆菌菌株的杂交片段彼此差异较大。1株无致瘤能力的生物1型菌株与5个探针均不杂交。1株生物3型nopaline Ti质粒菌株及1株诱导冠瘿瘤中只合成精氨酸的菌株,杂交带的变化也大。由此可见葡萄农杆菌在生物进化过程中其转移DNA呈多态性,成为农杆菌中特殊类群。本分析对葡萄根癌农杆菌致病菌株的鉴定亦有帮助。