土壤杆菌重组菌株pACK403与烟草叶圆片共培养转化(简报)

通过烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基因的重组工作,我们得到了在Ti质粒T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因和NPT Ⅱ基因的土壤杆菌菌株——pACK403。通过与烟草叶圆片共培养转化,再生植株的筛选,观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。以期用基因工程手段使植物获得抗病毒的特性。     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基团的重组

普通烟草花叶病毒外壳蛋白基因已和花椰菜花叶病毒35S启动子及3′未端重组成嵌合基因。在连接了用于筛选在土壤杆菌中导入外源基因的新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因和用于筛选在植物细胞中导入外源基因的嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因后,已导入一个去致瘤基因的Ti载体T-DNA区中。这种在Ti载体T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因的土壤杆菌菌株,可以用来转化植物。观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。     

油葵种子特异启动子Ha ds10 G1的克隆及功能鉴定

从油葵中克隆得到LEA蛋白基因家族Ha ds10 G1基因的启动子序列,并对其进行功能分析。利用PCR技术从油葵品种"矮大头"基因组DNA中分离Ha ds10 G1基因上游的调控序列,将其与GUS基因融合,构建种子特异性表达载体p BI121-PHa ds10,通过根癌农杆菌介导法转化烟草(Nicotiana tabacum)NC89,对再生植株进行PCR、RT-PCR和GUS组织化学分析,以检测GUS基因在转基因烟草中的表达情况。结果表明,油葵Ha ds10 G1基因启动子长度为1 417 bp,与已报道的向日葵Ha ds10G1基因启动子序列同源性为89.42%。作用元件分析发现该区域除了具有启动子核心调控序列外,还含有多个与组织特异性、激素、逆境等表达相关的顺式作用元件,如RY重复元件、ABRE元件、TC-rich元件等。转基因植株的PCR结果显示,成功地获得了转基因阳性植株;GUS活性检测表明,该启动子序列仅能够驱动GUS基因在烟草种子表达,而在根、茎、叶等组织中均未检测到GUS基因表达。因此,油葵LEA蛋白基因家族Ha ds10 G1基因上游1 417 bp片段具有种子特异性启动子功能。研究结果为油葵等油料作物的油脂遗传改良提供组织特异性启动子。     

海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)细胞壁转化酶基因启动子(EhcwINVP)的克隆及活性分析

以海州香薷基因组DNA为模板,通过hiTAIL-PCR和walking技术扩增得到其细胞壁转化酶基因启动子(Ehcw INVP)片段,长度为1727 bp。生物信息学分析结果表明,该启动子片段中含有多个对脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素以及对干旱、低温、重金属铜等逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。将通过克隆得到的Ehcw INVP序列替换p CAMBIA1301载体上驱动GUS报告基因表达的Ca MV35S启动子序列,构建Ehcw INVP融合GUS的植物表达载体Ehcw INVP::GUS。转基因拟南芥植株的组织化学分析结果表明,海州香薷细胞壁转化酶基因启动子序列具有驱动GUS基因表达的功能,且在10μmol/L铜胁迫下,转基因拟南芥植株叶和根中的GUS活性分别约是对照组的1.7倍和1.5倍。     

奶牛SCAP基因的克隆,表达定位及对FASN基因启动子的转录调控

固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(srebpcieavage activating protein,SCAP)是细胞脂肪合成酶的表达调控因子。本研究旨在肝脏L02细胞中研究SCAP对FASN基因启动子的转录调控作用,有助于进一步明确SCAP/SREBP1对于靶基因的转录调控机制。本研究以荷斯坦奶牛组织c DNA为模板,克隆SCAP基因的编码序列,构建pc DNA3.1-SCAP表达载体,将SCAP表达载体转染L02肝脏细胞,采用荧光定量PCR检测SCAP基因m RNA在24 h、48 h、72 h的表达情况;采用免疫荧光的方法对SCAP标记,激光共聚焦观察SCAP蛋白的亚细胞定位;构建FASN基因启动子载体,转染至肝脏细胞,并分别转染pc DNA3.1-SREBP1和pc DNA3.1-SCAP作为处理,荧光素酶报告基因系统分析对FASN启动子活性的影响。结果发现克隆得到SCAP的PCR产物为3 836 bp的片段,通过与pc DNA3.1载体重组后获得pc DNA3.1-SCAP表达载体,经酶切和测序鉴定正确;将pc DNA3.1-SCAP载体转染肝脏细胞培养24 h、48 h、72 h后,Real-time PCR检测发现与对照组相比,48 h时细胞中SCAP基因m RNA的表达倍数增加了21倍(p0.001);激光共聚焦观察发现,DAPI染色的细胞核呈蓝色,免疫荧光标记的SCAP呈红色,二者融合后发现SCAP定位于细胞质;启动子活性检测发现,与对照组相比,SREBP1质粒处理的细胞FASN启动子活性增加了4.1倍(p0.001),而SCAP和SREBP1共同处理细胞FASN启动子活性极显著增加了7.4倍(p0.000 1)。试验克隆构建奶牛SCAP基因表达载体,亚细胞定位SCAP蛋白主要位于肝脏细胞质中,表明SCAP可以通过结合SREBP1促进FASN基因启动子的转录。     

甜味蛋白thaumatin基因转入烟草的研究

利用基因工程技术 ,将分别克隆在两个不同载体上的甜味蛋白 thaum atin c DNA基因片段连接成一个完整的 c DNA基因 ,并将该基因克隆进 p BI12 1,构建成表达载体 p BI12 1- tha.通过冻融法导入农杆菌 ,农杆菌介导叶盘法转入烟草 ,经过组培 ,得到转基因的植株 .提取转基因烟草总 DNA,经 PCR,PCR- Southern和 Southern杂交证实 ,甜味蛋白基因已整合到烟草基因组中 .RT- PCR结果证明 ,thaumatin基因已在转基因烟草中转录成 m RNA,但SDS- PAGE和甜味尝试都表明 thaumatin基因在转基因烟草中没有表达出甜味蛋白     

小桐子低温诱导型启动子JcDnaJ20p的克隆及烟草转化功能鉴定

低温转录组数据显示,DnaJ20是小桐子低温诱导基因.为鉴定该基因启动子的低温诱导活性,基于PCR技术从小桐子叶片基因组DNA中克隆到DnaJ20基因(JcDna20)启动子序列,命名为JcDnaJ20p,利用重组技术构建了JcDnaJ20p启动子驱动GUS标记基因的植物双元表达载体pCambia1381Z-JcDna...     

香蕉海藻糖合成酶基因(MaTPS5)生物学及表达特性分析

通过研究香蕉Ma TPS5基因的生物学功能,探讨海藻糖合成酶基因在香蕉植株抗逆反应中的作用。利用随机克隆测序法从香蕉根系转录组中获得海藻糖合成酶基因,命名为Ma TPS5。生物信息学分析表明,Ma TPS5全长c DNA序列3 081 bp,完整开放阅读框2 559 bp,编码852个氨基酸;Ma TPS5蛋白属于不稳定、疏水性蛋白,等电点p I6.52,有两个结构域GT1-TPS和TPP,定位于细胞质中,含2个跨膜区域,不存在信号肽;与已知植物TPS氨基酸序列同源性达到77.31%;进化分析表明,香蕉Ma TPS5氨基酸序列与野蕉TPS氨基酸序列聚为一类,说明二者亲缘关系较近,具有共同的祖先。组织特异性表达研究表明Ma TPS5在球茎、叶、花中表达量较高,在根中表达量最低。q RT-PCR分析表明,Ma TPS5响应激素ACC和盐的处理,表达量在24 h均达到极显著水平。在Foc TR4病原菌处理后,表达量升高,并在3个时段保持一致。结果表明,Ma TPS5可能依赖乙烯信号传导途径诱导自身表达,合成海藻糖,参与香蕉抗逆反应。     

采用GUS标记技术研究钙调素在转基因烟草中的分布

为了监测钙调素 (Ca M)在植物细胞内的分布并探索其生物学功能 ,将水稻 Ca M和 GU S融合基因 (cam.gus)分别置于 35 S启动子和花粉特异启动子 L AT5 2 - 7控制下 ,构建出载体 p MD/ Ca M.GU S和 p BI/ L AT.Ca M.GU S,转化烟草 (N icotiana tobacum cv.SR ) ,GU S染色结果显示 ,Ca M.GU S融合蛋白广泛分布于植物根、茎、叶等组织 ,根尖生长点细胞、根毛细胞、表皮毛细胞、气孔保卫细胞、维管束细胞的细胞质中融合蛋白含量较多。花粉粒中也分布着 Ca M,并在萌发沟处表现出较高的浓度。保卫细胞和表皮毛细胞中 Ca M分布在相邻细胞连接处细胞模内侧 ,呈现出极性分布。研究结果表明 ,细胞内 Ca M的不均匀分布可能与细胞功能相关。     

三个方便实用的植物表达载体构建与验证

为满足植物功能基因组学研究及转基因安全性需要,本研究根据一些国内外引进或商业化的植物表达载体及其相关元件,构建了3个适合于植物,尤其是单子叶植物转化的表达载体,即p AH006、p WMB022和p WMB025。p AH006载体包含由玉米泛素ubi启动子调控的GUS基因和bar基因的完整T-DNA区域,此区段能够被酶切回收,可用于单子叶植物农杆菌介导转化效率评价及基因枪介导线状DNA转化效果研究;p WMB022载体携带由双35S启动子调控的玉米色素基因Lc和C1,可用作基因枪介导的共转化筛选标记,直观筛选含目标基因转基因材料;p WMB025载体携带由ubi启动子调控的、商业化转基因植物中广泛利用的EPSPS基因,可用于禾谷类作物农杆菌或基因枪介导的遗传转化,载体多克隆位点可通过酶切方式更换目标基因。酶切鉴定结合农杆菌或基因枪介导的小麦幼胚愈伤组织或叶片转化验证此3个载体表明,载体构建正确,其标记基因、可视化基因和报告基因均能正常表达。这3个载体的构建对于小麦等植物转化效率提升、安全型转基因作物获得和植物功能基因组学研究等具有重要意义。     

拟南芥冷诱导型启动子CBF 3的克隆及活性检测

目的：构建冷诱导型启动子CBF3基因的植物表达载体,并将其转入烟草。方法：以拟南芥基因组DNA为模板,通过特异PCR扩增,克隆冷诱导表达启动子CBF3（C-repeat binding factor）。用CBF3启动子替换pBI121载体上的35S启动子构建新的载体pBC-GUS,通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草。结果：获得了转基因烟草,转基因烟草的GUS组织化学染色及PCR分析结果表明,在低温诱导下,CBF3启动子可增强GUS基因表达。结论：CBF3启动子可应用于植物抗冷基因工程研究。     

香蕉束顶病毒DNA组分2、3的启动子区的组织特异性分析

香蕉束顶病毒（BBTV）基因组至少由6个大小约为1.0-1.1kb的单链环状DNA组分所组成,每一个DNA组分包含编码区与非编码区。本文在前人的研究基础上进一步了解BBTV DNA组分启动子的功能。首先根据BBTV 海南分离物的全序列,通过常规PCR扩增出长为540bp的 BBTV DNA3组分启动子序列BV3.1,同时通过重叠PCR扩增出646bp的DNA2与DNA3组分非编码区拼接的重组启动子序列BV23,分别替代pBI121 35S启动子序列与gus基因进行融合,构建植物表达载体pBIBV3.1、pBIBV23。农杆菌介导转化获得的pBIBV3.1转基因烟草经GUS化学组织染色后,在其叶片的叶脉处检测到微弱的GUS活性,证实了DNA3组分的韧皮部特异表达活性;而pBIBV23转基因烟草,其叶片经GUS组织化学染色后,在叶肉、叶缘及一些叶脉上检测到弱GUS活性,这表明由BV23驱动的gus基因在烟草中类似于组成型表达,则DNA2组分转录方式可能有异于DNA3组分。     

抗冻蛋白(afp)基因表达载体的构建及对香蕉胚性细胞悬浮系的转化

通过PCR从‘京都七寸人参'胡萝卜基因组DNA中扩增抗冻蛋白基因,测序结果表明该基因的核苷酸序列与从宁夏‘吴忠'胡萝卜中克隆的完全一致。先后将获得的胡萝卜afp基因克隆和亚克隆至pMD18-T和pBI121,构建植物表达载体pBI121-afp。通过冻融法将pBI121-afp导入根癌农杆菌EHA105中。以香蕉栽培品种‘北大矮蕉'的胚性细胞悬浮系为受体,采用农杆菌介导法将胡萝卜afp基因导入其中,然后在Kanamycin的选择压力下通过体细胞胚发生途径进行植株再生。共获得抗性再生植株9株,其中两株经PCR检测呈阳性,可初步确定目的基因已经整合到这两株转基因香蕉植株的基因组中。     

轮状病毒VP7基因的克隆及其植物表达载体的构建

应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增了轮状病毒VP7基因,并将其克隆到pMD18-Tvectr载体上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并测定了DNA全序列.结果表明,克隆片段全长为981 bp.将轮状病毒VP7基因定向的克隆到植物表达载体pBI121启动子下游,构建了植物表达载体.     

香蕉束顶病毒复制酶基因克隆及转基因表达

以广州市郊获得的香蕉束项病毒(BBTV)的DNA为模板,进行PCR扩增得到香蕉束项病毒复制酶基因的1.1 kb DNA.所获得的DNA序列与澳大利亚的BBTV序列的同源性达90%,这部分序列编码香蕉束顶病毒复制酶基因的羧基端.将改造的BBTV复制酶基因克隆到pBll21的CaMV 35S和NOS终止序列之间,构建表达载体,并采用基因枪轰击香蕉试管苗生长点组织的方法,经PCR检测和Westem blot分析,获得4株具有BBTV复制酶基因整合表达的To代转基因香蕉.转基因植株的抗病性正在检测之中.     

胰蛋白酶抑制剂基因siRNA表达体系的构建

以大豆基因组DNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)技术克隆了大豆胰蛋白酶抑制剂基因KSTI3的全长DNA片段,并将其构建到pMD18-T vector上。核苷酸序列测定结果表明:该基因片段全长654bp,与已发表的KSTI3基因序列同源性达99%。将反义 正义基因片段插入到pBI121 35S启动子下,构建重组质粒pBIKSTI3。通过冻融法将该重组质粒转入农杆菌EHA105中,获得了siRNA表达体系。利用农杆菌介导法将带有pBIKSTI3的菌株转化大豆,从2棵再生植株中得到2 100bp的特异性扩增条带,而未转化的植株中无该片段的产生。     

玉米淀粉分支酶基因启动子的克隆与功能分析

以玉米品种“吉糯1号”的基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到玉米淀粉分支酶基因的启动子序列,克隆到pMD18-TVector上,经测序,该启动子大小为934bp。与已报道的序列比较仅有14个核苷酸发生改变,同源性为98.5%。用该启动子取代植物表达载体pBI121的35S启动子,与GUS基因编码区连接,构建成融合质粒pSBE-GUS。经农杆菌介导法转化烟草,获得了转基因植株。GUS活性检测结果表明,由该启动子序列引导的GUS基因能在种子中表达,而在其他组织中表达微弱或未表达,证实该启动子具有种子特异性表达的功能。     

棉花杜松烯合成酶基因的克隆及其表达分析

杜松烯合成酶是棉酚合成途径中的关键酶,催化(E,E)-法呢基焦磷酸(FPP)环化形成(+)-δ-杜松烯。从陆地棉Y18R中克隆分离了杜松烯合成酶基因(GhCdn),该基因的基因组序列为2 700 bp,具有6个内含子,剪切后其ORF为1 665 bp,编码554个氨基酸,该基因属于杜松烯合成酶C亚家族。应用Overlap PCR方法将其上的2个Hind Ⅲ 酶切位点钝化后,将GhCdn基因连接到表达载体pBI121上,构建出分别由组成型启动子CaMV 35S和绿色组织高效启动子Psbp驱动的2个植物表达载体pGBI-CaMV 35S-GhCdn和pGBI-Psbp-GhCdn。通过农杆菌介导法转化棉花下胚轴并进行组织培养,获得了9个35S转基因阳性愈伤系和2个P转基因阳性愈伤系。经检测,阳性愈伤组织中GhCdn基因的mRNA表达量和棉酚含量均有所增加,但35S系普遍高于P系。本研究为通过基因工程手段提高棉花组织器官中的棉酚含量提供了依据。     

霍乱肠毒素B亚单位在转基因番茄中表达的研究

将霍乱肠毒素B亚单位（CT－B）基因及内质网引导序列（SEKDEL）克隆到质粒pRTL2和pBI121中,分别构建植物双元表达载体pBI-CTB和pBI-CTBK,CT-B基因由Ca35S启动子控制表达。采用叶盘法经根癌农杆菌介导转化番茄（金丰1号,Jinfeng1)各表达载体得到一批转基因植株。经PCR和Southern blot分析表明CT－B基因整合到了番茄基因组中;ELISA和Western blot分析表明pBI-CTB和pBI-CTBK的转基因植株能够有效表达CT－B多肽,分别占番茄叶片可溶性蛋白的0.055%和0.084%。     

白桦BpSPL2基因启动子的克隆及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的转录因子,研究表明其在参与发育阶段转变、花和果实发育等方面起着重要作用。利用PCR技术从白桦基因组DNA中扩增获得BpSPL2基因上游1 960 bp启动子序列,使用PLACE和Plant CARE在线软件分析序列,发现BpSPL2基因启动子序列中含有与开花、非生物胁迫及激素响应等相关的顺式作用元件,暗示其在植物的生长发育和胁迫应答中起重要作用。进而构建了BpSPL2基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体,并利用农杆菌介导将其瞬时转化至白桦和拟南芥,通过GUS组织化学染色检测BpSPL2基因启动子的组织表达特性,结果表明BpSPL2基因启动子具有启动子活性,能够驱动GUS基因在白桦和拟南芥中表达;而其表达活性在白桦的叶片、芽及根部中较强,在拟南芥的花药、雌蕊和叶片较强,为进一步研究白桦BpSPL2基因的表达调控及其功能分析提供参考。