GUS在植物基因功能研究中的应用和优化

β-葡糖醛酸酶(GUS)报告系统是现代分子生物学研究领域中被广泛使用的一种重要工具,在解析基因时空表达调控的研究中发挥着重要作用.本文概述了报告基因GUS的生化特性及检测手段,从启动子元件鉴定、基因诱捕、无标记转基因技术等方面论述GUS的应用现状和优势,并针对内源GUS、GUS抑制因子等问题和改进优化手段进行了分析,为该技术在植物功能基因研究中进一步拓展提供新线索和思路.     

小鼠脂联素与绿色荧光蛋白融合基因表达载体的构建及在COS-7细胞中的表达

以绿色荧光蛋白(GFP)基因(gfp)为报告基因,构建小鼠脂联素(mADPN)基因(mAd)与gfp的融合基因mAd/gfp表达载体pCI-neo-apoEHCR-hAATp-mAd-gfp,脂质体法转染体外培养的COS-7细胞,荧光显微镜观察GFP在细胞中的表达可间接反映mADPN的表达,并通过RT-PCR在核酸水平进一步确证mAd的表达.荧光显微镜观察及RT-PCR结果均证明mADPN在COS-7细胞中获得了高效表达,表明mADPN重组表达载体pCI-neo-apoEHCR-hAATp-mAd可以在真核细胞COS-7中高效表达mADPN,为进一步探讨mAd在小鼠体内的表达提供了可行性依据.     

绿色荧光蛋白cDNA在腺病毒重组载体转染中的应用

绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）基因是目前发现的唯一能在细胞内表达,且不需要其他外源底物参与的全新报告基因.将GFP cDNA与腺病毒载体pAdE1CMV重组,以lipofectin转染293细胞（一种人胚肾细胞）,观察其在真核细胞内的表达情况,为转基因技术提供了新的监测方法.     

小鼠HMGB1启动子荧光素酶报告基因的构建及功能鉴定

利用PCR技术扩增小鼠高迁移率族蛋白1(HMGB1)基因启动子序列,构建小鼠HMGB1启动子荧光素酶报告基因pGL3-basic-HMGB1.经PCR、酶切及测序鉴定后,用脂质体法将pGL3-basic-HMGB1转入巨噬细胞264.7中,并应用萤光素酶测定系统检测其活性.检测结果显示pGL3-basic-HMGB1具有启动子活性.小鼠HMGB1启动子荧光素酶报告基因pGL3-basic-HMGB1的成功构建,为进一步研究HMGB1提供基本材料.     

Soluble,highly fluorescent variants of green fluorescent protein (GFP) for use in higher plants

Green fluorescent protein (GFP) from Aequorea victoria has rapidly become a standard reporter in many biological systems. However, the use of GFP in higher plants has been limited by aberrant splicing of the corresponding mRNA and by protein insolubility. It has been shown that GFP can be expressed in Arabidopsis thaliana after altering the codon usage in the region that is incorrectly spliced, but the fluorescence signal is weak, possibly due to aggregation of the encoded protein. Through site-directed mutagenesis, we have generated a more soluble version of the codon-modified GFP called soluble-modified GFP (smGFP). The excitation and emission spectra for this protein are nearly identical to wild-type GFP. When introduced into A. thaliana, greater fluorescence was observed compared to the codon-modified GFP, implying that smGFP is brighter because more of it is present in a soluble and functional form. Using the smGFP template, two spectral variants were created, a soluble-modified red-shifted GFP (smRS-GFP) and a soluble-modified blue-fluorescent protein (smBFP). The increased fluorescence output of smGFP will further the use of this reporter in higher plants. In addition, the distinct spectral characters of smRS-GFP and smBFP should allow for dual monitoring of gene expression, protein localization, and detection of in vivo protein-protein interactions.     

GFP用于单核细胞增生李斯特菌PrfA调控毒力基因actA转录表达的研究

PrfA是单核细胞增生李斯特菌(LM)中迄今为止发现的惟一个调控绝大多数毒力基因转录表达的蛋白因子.为了研究PrfA转录调控毒力基因表达的分子机制,将无启动子的绿色荧光蛋白(GFP)基因与毒力基因actA的启动子融合,连接到穿梭载体pLSV16质粒上,构建成表达融合载体pLSV16-PactA-gfp,然后将其电转化入LM野生株P14、PrfA高表达突变株P14a和prfA基因等位缺失突变株A42中表达.利用荧光显微镜和荧光酶标仪检测上述3株细菌中绿色荧光蛋白的不同表达强度,从而评价actA基因依赖于PrfA的转录活性强弱.结果显示,绿色荧光蛋白在P14a中发出的荧光强度最高,P14次之,A42最弱,两两比较均有显著差异(P＜0.01),表明毒力基因actA的转录水平高低与PrfA的活性成正相关,其转录表达依赖于PrfA的调控;该试验同时也显示GFP能方便、有效地用于研究PrfA调控LM不同毒力基因的转录表达水平.     

ZNF230/荧光蛋白融合基因表达载体的构建及其在Cos细胞中的表达与定位

为了用绿色荧光蛋白标记观察人类无精症相关基因ZNF230在Cos7细胞中的蛋白质表达及定位,用PCR方法扩增得到突变的人和小鼠mt ZNF230和mt znf230基因,使其3′端的终止密码TGA突变为TGG,并装入T 载体,双酶切后通过定向克隆将其与真核表达载体pEGFP N1的绿色荧光蛋白(greenfluorescenceprotein,GFP)基因融合,构建了ZNF230—荧光蛋白融合基因表达载体。然后经真核表达质粒-脂质体介导,导入Cos7细胞系。荧光显微镜观察显示:在空白载体pEGFP N1转染的Cos细胞中荧光布满整个细胞,而在转染阳性载体pEGFP ZNF230和pEGFP znf230的Cos细胞中荧光主要聚集在细胞核中。表明转染的Cos细胞系能高效表达人ZNF230和小鼠znf230蛋白,ZNF230基因表达的蛋白定位于细胞核内。     

绿色荧光蛋白基因(GFP)在抗虫转基因植物研究中的应用

绿色荧光蛋白基因（GFP）在抗虫转基因植物研究中的应用 朱生伟 秦红敏 孙敬三 田颖川 （1. 中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学院重点实验室,北京100093;2. 北京大学生命科学学院,北京100871;3. 中国科学院微生物研究所,北京100080）     

利用CLSM检测GFP基因在家蚕的瞬时表达

将绿色荧光蛋白(GFP)基因导入农蚕蛹(G0)的睾丸,利用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)系统检测,得到GFP基因在家蚕刚孵出未进食的幼虫(蚁蚕)(G1)瞬时表达的荧光图像。 Abstract:Plasmid DNA containing the GFP(Green Fluorescent Protein)reporter gene was injected into the testis of silkworm(Bombyx mori L.)pupa(G0),we observe the fluorescence imaging of expression of GFP gene in silkworm newly-hatched larvae(G1)examined by Confocal Laser Scanning Microscope.     

病程相关基因启动子片段与GUS的融合基因在拟南芥中的表达

PR1是拟南芥(Arabidopsisis thaliana L.)系统获得抗性的一个标志基因.利用PCR技术,从拟南芥中扩增并克隆了PR1基因的启动子片段.将该启动子片段与GUS报告基因拼接,构建成含有PR1-GUS融合基因的重组表达质粒.经根癌农杆菌介导转化,得到了转基因的拟南芥植株.用已知的系统获得抗性激活剂处理转基因植物,检测到GUS活性.因此,这一转基因体系可以作为一种简便、灵敏的实验体系以筛选激活植物系统获得抗性的化合物.     

用绿色荧光蛋白监测转基因植物中选择标记基因的消除

绿色荧光蛋白(GFP)可直接进行活体观察,它的这个优点可被用于监测转基因植物中选择标记基因的消除。为此,构建了植物表达载体pGNG,将绿色荧光蛋白基因(gfp)和卡那霉素抗性基因表达盒(NosP-nptll-NosT)一起克隆在两个同向的lox位点间,在第一个lox位点上游置有CaMV 35S启动子以驱动GFP表达,第二个lox位点下游置有不含启动子的大肠杆菌β-葡萄糖醛酸酶(GUS)基因。首先在含卡那霉素(Kan)的培养基上筛选出转pGNG的烟草,借助绿色荧光可容易地检出表达GFP的转化体。然后用另一转化载体pCambia1300Cre二次转化表达GFP的转基因植物,利用另一选择标记基因潮霉素抗性基因(hpt)进行筛选,在获得的再生植株中,Cre重组酶的表达消除了转化体中两lox位点间的gfp和nptll。实验结果表明可借助GFP荧光的消失,快速选出nptII被消除的二次转化体,同时GUS(作为目的蛋白) 在CaMV 35S启动子驱动下获得表达。最后利用后代的分离将hpt和cre除去。     

稳定表达ALB启动子及荧光素酶报告基因的肝干细胞株的构建

目的构建稳定表达ALB启动子及荧光素酶报告基因的肝干细胞株。方法PCR扩增获得ALB启动子,并与pBGLuc连接获得携带ALB启动子及荧光素酶报告基因的pBGLuc—ALB质粒,脂质体转染质粒到不同细胞,ALB—GLuc活性检测功能。构建逆转录病毒,感染HP14．5肝干细胞株获得携带ALB启动子及荧光素酶报告基因的稳定细胞株,经Dex、HGF体外诱导后第3、6、9、12天ALB—GLuc检测荧光素酶活性,免疫荧光检测ALB的表达。结果PCR、酶切及测序结果显示ALB启动子正确插入至荧光素酶GLuc基因上游,HEK293、HP14．5、LC14d及Hepa1-6细胞中ALB—GLuc活性与免疫荧光结果一致。HP14．5ALB—Gluc稳定细胞株在高浓度的稻瘟菌素中存活,免疫荧光结果显示Dex、HGF诱导后细胞中ALB的表达逐渐增强,并与ALB—Gluc活性升高一致。结论成功构建了稳定表达ALB启动子及荧光素酶报告基因的肝干细胞株,为研究肝干细胞的体外成熟分化提供了重要的细胞手段。     

含p27启动子的荧光素酶报告基因的构建和活性测定

目的:克隆p27基因的启动子,插入荧光素酶报告基因载体中,并检测其活性。方法:采用PCR技术从人乳腺癌细胞系MCF-7基因组中扩增出p27启动子,插入荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中,确定所扩增的DNA序列,在293T细胞中检测其活性。结果:测序结果显示扩增的p27启动子序列正确,活性实验表明构建的报告基因具有启动子活性,雌激素受体(ER)α能以剂量依赖的方式升高p27报告基因的转录。结论:克隆了p27启动子,为ERα共调节子的功能研究提供了重要基础。     

含p21启动子的荧光素酶报告基因的构建和活性测定

目的:克隆p21基因的启动子,插入荧光素酶报告基因载体中,并检测其活性。方法:采用PCR技术从人乳腺癌细胞系MCF-7基因组中扩增出p21启动子,插入荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中,确定所扩增的DNA序列,在293T细胞中检测其活性。结果:测序结果表明扩增的p21启动子序列正确,活性实验表明构建的报告基因具有启动子活性,雌激素受体(ER)α能以剂量依赖的方式升高p21报告基因的转录。结论:克隆了p21启动子,为ERα共调节子的功能研究提供了重要基础。     

人p53启动子萤光素酶报告基因的构建及其活性测定

目的：克隆p53基因的启动子,插入萤光素酶报告基因载体,并检测启动子活性。方法：采用PCR技术从人肝癌细胞系HepG2基因组中扩增人p53启动子,插入萤光素酶报告基因载体pGL4．0-empty,将重组质粒转染293T、ZR75-1、HepG2、A549细胞,测定p53启动子的转录活性。结果：构建了p53启动子的萤光素酶报告基因;通过测序及质粒酶切鉴定,所构建的p53启动子正确;活性实验表明,报告基因在多种细胞中显示构建的p53启动子活性,并呈现一定的剂量效应;转录因子USF能以剂量效应方式提高p53报告基因的转录活性。结论：克隆了人p53启动子,为进一步研究调控p53的转录因子奠定了基础。     

含VEGF启动子的报告基因的构建及雌激素受体对其活性的影响

目的：构建含血管内皮生长因子（VEGF）基因启动子的荧光素酶报告基因载体,并检测其在雌激素受体作用下的转录活性。方法：以乳腺癌细胞系MCF-7基因组为模板,扩增VEGF启动子片段,克隆到荧光素酶报告基因载体pGL3-basic中。用脂质体介导的基因瞬时转染法,将重组正确的报告基因载体转染293T细胞,检测重组质粒中荧光素酶报告基因的表达。结果：酶切鉴定和DNA序列分析表明构建了正确的pGL3-basic—VEGF报告基因载体;转录活性实验表明构建的报告基因载体具有启动子活性,雌激素受体α（ERα）能以剂量依赖的方式升高VEGF启动子调控下的报告基因的转录。结论：克隆了VEGF启动子,为ERα共调节子的功能研究奠定了基础。     

高羊茅组织培养再生体系及GUS基因瞬间表达研究

以成熟种子为外值体,对高羊茅纰织培养和植株再生体系进行了优化,分析了不同浓度2．4-D、6-BA和激动素对高羊茅愈伤组织诱导和愈伤组织分化成苗的影响．结果表明：9．0mg／L 2．4-L)对愈伤组织的诱导效果最佳．0．2mg／L激动素是愈伤组织分化成苗的最适浓度．二者的诱导率和分化率分别达到68．08%和45．83％。在愈伤组织继代培养基中附加1．0mg／L 2．4-D、0．5mg／L 6-BA和1．25mg／L CuSO4;有利于胚性愈伤组织的形成,可以明显促进愈伤组织分化。同时．采用基因枪法将GUS基因导入高羊茅愈伤组织中,通过组织化学染色检测到了GUS瞬间表达活性;并对影响CUS基因瞬间表达的因素进行了分析．以期为提高基因枪法遗传转化效率提供参考。     

新型瞬时报告载体pRSET-EGFP的构建及表达

目的：利用分子生物学技术和方法将pRSET-B质粒改建为带有绿色荧光蛋白(GFP)突变体基因(GFP-S65T)的新型瞬时表达载体pRSET-EGFP,并在E．coli．BL21中得到GFP基因的高效表达。方法：PCR法从pEGFP质粒克隆GFP-S65T cDNA并在5’末端引入KpnⅠ的位点。将扩增出来的GFP-S65T基因和pRSEY-B质粒用HindⅢ和KpnⅠ双酶切后连接构成重组质粒。用化学法把重组质粒转化到E．coli．BL21中,培养发酵液。OD540=0．4时加入IPTG诱导GFP-S65T基因转录和表达,合成绿色荧光蛋白。还对诱导条件进行了优化,发酵液OD540=0．4加入IPTG可以得到最优表达。结果：通过Ni^2 柱亲和层析,纯化得到绿色荧光蛋白,SDS-PAGE电泳检测,分子量为27kDa,与文献报道值一致。这说明Ni^2 柱能够有效的纯化表达产物。结论：成功构建了新型瞬时表达载体pRSET-EGFP,并且在E．coli．BL21中得到高效表达。     

放射诱导调控腺病毒介导gfp报告基因在肿瘤细胞内的表达

为建立放射诱导基因表达调控系统并用于肿瘤的基因治疗,利用PCR技术克隆出放射诱导基因Egr-1基因启动子,经测序证实后与报告基因gfp连接,并利用新型、高效的细菌内同源重组腺病毒载体制备方法制备出重组腺病毒AdEgr-GFP。感染腺病毒的肿瘤细胞给予不同剂量的γ射线照射,体外采用FACS方法检测GFP的表达发现,照射可明显提高GFP表达,并呈剂量依赖性,Western印迹检测也显示类似的结果,为进行体内实验,瘤内注射AdEgr-GFP腺病毒后48h,肿瘤局部接受不同剂量的γ射线照射,8h后制备肿瘤组织标本用于分析GFP的表达。肿组织图像分析结果显示,γ射线照射可显著提高肿瘤组织中GFP的表达,并呈剂量依赖性,结果说明,放射经Egr-1启动子可有效调控腺病毒介导gfp基因的肿瘤细胞内表达。