油菜叶绿体基因组同源重组片段的克隆及phb基因定点整合载体的构建

利用叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据烟草、水稻和玉米叶绿体基因组全序列资料,设计合成引物,PCR扩增并克隆了油菜叶绿体两个重要的功能基因rbcL和atpB(GenBank登录号分别为AF267640和AF267641）,并以此作为定点整合源基因的同源重组片段。以来自叶绿体的强启动子PpsbA和Prrn等驱动PHB合成途径中3个关键酶基因phbA、phbB和phbC,分别构建表达盒,并将它们按照其在原始菌株中的自然转录顺序phbC-phbA-phbB相串联,最后连同选择标记基因aadA表达盒一起,克隆到油菜叶绿体同源片段中,构建成pgb基因定点整合载体pRCABZ和pRCABF.酶切及Southem杂交结果证明所构建的转化载体符合预期设计。叶绿体转化及后续工作目前正在进行之中。     

油菜叶绿体基因组同源重组片段的克隆及phb基因定点整合载体的构建

利用叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据烟草、水稻和玉米叶绿体基因组全序列资料,设计合成引物,PCR扩增并克隆了油菜叶绿体两个重要的功能基因rbcL和atpB（GenBank登录号分别为AF267640和AF267641）,并以此作为定点整合外源基因的同源重组片段。以来自叶绿体的强启动子PpsbA和Prrn等驱动PHB合成途径中3个关键酶基因phbA、phbB和phbC,分别构建表达盒,并将它们按照其在原始菌株中的自然转录顺序phbC-phbA-phbB相串联,最后连同选择标记基因aadA表达盒一起,克隆到油菜叶绿体同源片段中,构建成phb基因定点整合载体pRCABZ和pRCABF。酶切及Southern杂交结果证明所构建的转化载体符合预期设计。叶绿体转化及后续工作目前正在进行之中。     

Bt基因甜菜叶绿体转化载体构建及毒蛋白表达

利用植物叶绿体基因组在进化中高度保守的特点,根据烟草、菠菜、水稻叶绿体基因组全序列资料设计合成引物,PCR扩增并克隆了甜菜叶绿体两个重要功能基因rbcL和atpB(GenBank登录号分别为DQ067450和DQ067451),并以其作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建了Bt基因CryIAc甜菜叶绿体定点转化载体pSKARBt,酶切鉴定表明:所构建载体符合预期设计。对克隆菌菌体总蛋白进行了生物杀虫试验,结果表明:Bt基因CryIAc能够在叶绿体特异性启动子及终止子的调控下表达,并对二龄末甘蓝夜蛾有很强的毒杀作用。该载体构建对培育甜菜高抗虫品种具有重要应用价值。叶绿体转化及后续工作正在进行中。     

小麦叶绿体基因组定点整合表达载体的构建

从小麦中分别克隆了包括rbcL基因3′端部分和完整的psaI、ycf4基因的DNA片段.利用克隆到的DNA片段作为同源重组片段、烟草叶绿体16S rRNA基因的启动子Prrn和PsbA基因的终止子PsbA3′控制筛选标记基因aadA和报告基因gfp的转录,构建了小麦叶绿体基因组定点整合表达载体pRAGY. 用该载体转化大肠杆菌,在激光扫描共聚焦显微镜下,检测到了gfp基因成功表达的产物被激发出的强烈的绿色荧光.     

油菜叶绿体多顺反子定点整合表达载体的构建

根据拟南芥叶绿体基因组序列设计PCR引物,从我国甘蓝型油菜栽培品种F4叶绿体基因组中克隆了长度为1.5kb的trnI和trnA2个基因序列,核酸序列分析表明它们与拟南芥基因的同源性高达94%和99%,这两个克隆的油菜叶绿体基因组序列trnI和trnA被用于构建叶绿体定点整合表达载体。利用烟草叶绿体基因强启动子Prrn和终止子TpsbA,以及筛选标记基因aadA和目的基因HSA,构建了多顺反子表达盒Prrn-aadA-HSA-TpsbA,将表达盒置于油菜叶绿体trnI和trnA序列之间,最后构建成油菜叶绿体多顺反子定点整合表达载体pIPaHTA。酶切鉴定及序列分析证实,构建的表达载体具有预期的调控元件及结构,这为后期油菜叶绿体转化体系的建立奠定了基础。     

玉米叶绿体表达载体的构建及AsRED基因原核表达

从玉米幼嫩叶片中提取玉米叶绿体基因DNA,通过PCR克隆出叶绿体同源重组片段trnA和trnI、叶绿体特异性启动子Prrn以及终止子psbA.构建玉米叶绿体表达载体pBAIRTARED,含有一个人工操纵子,其中,筛选标记基因aadA和红色荧光蛋白报告基因AsRED处于Prrn启动子和psbA终止子控制.将构建的载体转化大肠杆菌BL21（DE3）,观测到重组细胞呈现红色,表明构建的载体可以用于玉米叶绿体转化以及表达报告基因.     

丙肝病毒融合抗原基因NS3-C定点整合入衣藻叶绿体基因组的研究

用ＰＣＲ 方法从丙型肝炎病毒（ＨＣＶ） ｃＤＮＡ 文库中克隆了两段ＤＮＡ 片段,即ＨＣＶ 基因组非结构ＮＳ３区抗原基因（约０．７ ｋｂ）和核心抗原Ｃ区抗原基因（约０．６ ｋｂ）的ｃＤＮＡ 片段。在两段ｃＤＮＡ 间加入连接肽Ｓｅｒ－ Ｐｒｏ－ Ｇｌｙ－ Ｓｅｒ 的密码子序列,构建成融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ。将该融合基因与衣藻叶绿体基因ａｔｐＡ 的启动子和ｒｂｃＬ 基因的３′末端连接,得到丙肝病毒融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ表达盒,再将该表达盒与选择标记基因ａａｄＡ 表达盒和衣藻叶绿体基因组同源片段连接,构建成衣藻叶绿体转化载体ｐＳＳ６。基因枪法转化衣藻叶绿体,经壮观霉素筛选获得转化再生的单藻落,对转基因衣藻的ＰＣＲ 和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交分析表明,融合抗原基因ＮＳ３－ Ｃ已整合到衣藻叶绿体基因组中。     

水稻叶绿体16S启动子克隆改造、载体构建及转化研究

利用PCR方法从水稻叶绿体基因组DNA中分离16S启动子, 并在其下游加入rbcL基因SD序列,以增强该启动子的翻译能力;序列分析表明, 除加入的SD序列外, 扩增片段与水稻（Oryza sativa）叶绿体基因组DNA序列16S启动子相应区域同源性为100%。将16S启动子与bar基因和gfp基因的融合基因连接,以psbA基因的3′序列为终止子, 并以烟草叶绿体trnH-psbA和trnK为同源片段构建了烟草叶绿体表达载体pR16S。 用基因枪转化烟草, 转化植株经Southern、Northern检测及后代遗传学分析, 发现16S启动子具有启动活性, 融合基因已在烟草叶绿体中稳定整合并遵循母系遗传规律。     

水稻叶绿体16S启动子克隆改造、载体构建及转化研究

利用PCR方法从水稻叶绿体基因组DNA中分离16S启动子,并在其下游加入rbcL基因SD序列,以增强该启动子的翻译能力;序列分析表明,除加入的SD序列外,扩增片段与水稻(Oryza sativa)叶绿体基因组DNA序列16S启动子相应区域同源性为100％。将16S启动子与bar基因和gfp基因的融合基因连接,以psbA基因的3′序列为终止子,并以烟草叶绿体trnH—psbA和trnK为同源片段构建了烟草叶绿体表达载体pRl6S。用基因枪转化烟草,转化植株经Southern、Northern检测及后代遗传学分析,发现：16S启动子具有启动活性,融合基因已在烟草叶绿体中稳定整合并遵循母系遗传规律。     

叶绿体转化三角褐指藻表达外源蛋白

为建立三角褐指藻(Phaeodacty lum tricornutum)叶绿体表达体系,从其叶绿体基因组中克隆了rnS-trnI、trnAml序列作为遗传转化同源重组序列,并以氯霉素抗性基因(CAT)表达盒作为筛选标记,以及绿色荧光蛋白基因(GFP)表达盒作为报告基因.以TA克隆载体pMD19-T为基础,将CAT表达盒...     

用于叶绿体遗传转化的表达载体

叶绿体遗传转化是植物基因工程的新方向。本文简要介绍用于叶绿体遗传转化的表达载体的构建方法,涉及同源重组片段、叶绿体特异的启动子和终止子、筛选标记基因,以及目前在叶绿体中已实现表达的外源基因等内容。 Abstract:Chloroplast genetic transformation is a new way of plant genetic engineering.This paper reviews the construction methods of expression vector used in chloroplast genetic transformation.It contains the homologous recombinant fragments,the chloroplast specific promoter and terminater,the selectable marker genes and the interest genes whose expression in chloroplast have been achieved.     

烟草质体多顺反子定点整合表达载体的构建和转化

构建了烟草质体多顺反子定点整合表达载体pLM4(-psaA-Prrn-RBS-man-RBS-gfp-RBS-aadA-psbA3'-psbC-).用基因枪将该载体轰击烟草叶片5次,用添加了壮观霉素的选择分化培养基筛选,获得质体转基因烟草6株.用PCR、激光扫描、Western blot和RFLP等方法检测都证实多顺反子表达盒中的3个基因甘露聚糖酶基因(man)、绿荧光蛋白基因(gfp)、氨基糖苷3'-腺苷酰基转移酶基因(aadA)已整合到烟草质体基因组中,且均得到表达.     

Chloroplast DNA variation in pearl millet and related species

The evolution of specific regions of the chloroplast genome was studied in five grass species in the genus Pennisetum, including pearl millet, and one species from a related genus (Cenchrus). Three different regions of the chloroplast DNA were investigated. The first region included a 12-kilobase pair (kbp) EcoRI fragment containing the 23S, 16S and 5S ribosomal RNA genes, which is part of a larger duplicated region of reverse orientation. The second region was contained in a 21-kbp Sa/I fragment, which spans the short single-copy sequence separating the two reverse repeat structures and which overlaps the duplicated copies of the 12-kbp Eco RI fragment. The third region was a 6-kbp EcoRI fragment located in the large single-copy region of the chloroplast genome. Together these regions account for slightly less than 25% of the chloroplast genome. Each of these DNA fragments was cloned and used as hybridization probes to determine the distribution of homologous DNA fragments generated by various restriction endonuclease digests.—A survey of 12 geographically diverse collections of pearl millet showed no indication of chloroplast DNA sequence polymorphism, despite moderate levels of nuclear-encoded enzyme polymorphism. Interspecific and intergeneric differences were found for restriction endonuclease sites in both the small and the large single-copy regions of the chloroplast genome. The reverse repeat structure showed identical restriction site distributions in all materials surveyed. These results suggest that the reverse repeat region is differentially conserved during the evolution of the chloroplast genome.     

藻类植物叶绿体基因组研究进展

藻类植物的cpDNA结构复杂,普遍缺失反向重复序列IR,且存在IR的藻类植物种类的cpDNA也有IR变短退化迹象.藻类植物的cpDNA包含的基因一般比高等植物要多,编码能力更强.藻类植物cpDNA全序列的测定方法主要是Fosmid文库构建,配合使用Long-PCR技术.该文对国内外有关藻类植物叶绿体基因组结构、叶绿体编码基因、叶绿体基因组在藻类系统发育中的应用以及藻类植物叶绿体基因组的提取和序列测定方法等进行综述,为藻类植物的系统发育和叶绿体起源以及功能基因组学的研究提供理论依据.     

定点整合抗虫基因到油菜叶绿体基因组并获得转基因植株

以基因枪法进行了油菜叶绿体基因组的定点转化,载体pNRAB携带抗壮观霉素的筛选标记基因aadA和抗虫基因cry1Aα10,基因的两侧被添加了可用于同源重组的叶绿体DNA序列,基因枪轰击过的油菜子叶柄经植株再生和壮观霉素筛选,获得了36株抗性植株,PCR检测和Southern杂交显示,其中4株的叶绿体基因组已被转化,外源基因已被定点整合进叶绿体基因组的rps7和ndhB基因之间。用转基因植株的叶片饲喂二龄小菜蛾,1周后幼虫死亡率达33%-47%,存活幼虫的生长明显减慢,转基因油菜的叶片受害较轻。     

Chloroplast Transformation in Oilseed Rape

The chloroplast transformation vector pNRAB carries two expression cassettes for the spectinomycin resistance gene aadA and the insect resistance gene cry1Aa10. The two cassettes are sited between the rps7 and ndhB targeting fragments. Biolistic delivery of the vector DNA, followed by spectinomycin selection, yielded chloroplast transformants at a frequency of four in 1000 bombarded cotyledon petioles. PCR analysis and Southern blot of PCR products confirmed the site-specific integration of aadA and cry1Aa10 into the chloroplast genomes of transgenic oilseed rape. When transgenic oilseed rape leaves were fed to second instar Plutella xylostera larvae, 47% mortality was observed against this insect and the surviving larvae had significantly lower weight than the control. This is the first report of chloroplast transformation in oilseed rape and the introduction of novel genes between the rps7 and ndhB genes in the chloroplast genome. This offers an opportunity for improvement of oilseed rape by chloroplast genetic engineering.