以耐草甘膦2mG2-epsps基因为选择标记的玉米转化体系的建立

转化细胞的筛选和再生是植物遗传转化体系中重要的组成部分,筛选剂的选择和筛选压力的高低直接影响着外源基因的转化率。以草甘膦异丙胺盐为筛选剂,通过比较在不同的草甘膦浓度及筛选时间的条件下,玉米愈伤组织生长和分化情况,发现经1mM的草甘膦异丙胺盐筛选15d后玉米愈伤组织分化受到明显抑制,故以此作为玉米遗传转化实验中的筛选压力。通过基因枪轰击,将构建好的pMAGUHM载体（其上携带有抗草甘膦基因2mG2-epsps基因）转化到玉米愈伤组织,利用草甘膦筛选得到耐草甘膦植株80株,其中PCR检测阳性植株为36株,转化率为45％。     

aroA-In融合基因载体的构建、表达及对烟草的转化

PCR扩增突变的5’-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(5’-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthetase,EPSPS)cDNA全长序列,插入pLitmus28得到pLEPSPS,进而通过反向PCR在EPSPS235／236aa之间将其打断为无功能的片段。选用人工构建的具有顺式和反式剪接功能的mini型蛋白内含子Ssp DnaB和Rma DnaB,插入被打断的aroA(抗除草剂基因),构建了质粒pLEBC、pLEBT、pLERC和pLERT。将4种重组质粒中的aroA-In(蛋白内含子Intein插入aroA)融合基因插入pET-32得到表达载体pETLEBC、pETLEBT、pETLERC和pETLERT,lPTG诱导后,SDS-PAGE分析显示其能在DE。中有效表达并发生相应的蛋白剪接。将aroA-cis Ssp DnaB和aroA-cis Rma DnaB融合基因分别插入pLYM中进一步构建成植物表达载体,农杆菌叶盘法转化烟草。基因组PCR分析表明融合基因整合入植物核基因组;RT-PCR分析显示其可在高等植物细胞中成功表达。结果说明蛋白内含子基因可以转化高等真核细胞,蛋白剪接技术可应用于高等植物细胞,从而为防止植物转基因扩散提供了一条新的途径。     

抗草甘膦抗虫植物表达载体的构建及其转基因烟草的分析

构建了含草甘膦抗性突变基因（aroAM12）和人工合成重组Bt抗虫基因（Bts1m）的植物表达载体pCM12_s1m。aroAM12基因的表达由CaMV35S启动子控制,Bts1m基因的表达由2E_CaMV35S启动子和Ω因子控制。通过农杆菌介导,将aroAM12和Bts1m基因转化到烟草中,转基因烟草通过在含草甘膦的MS培养基上筛选而获得。Southern blot分析表明所有经过草甘膦筛选出的转化植株都整合有aroAM12基因,约70%的转化植株同时整合有aroAM12和Bts1m基因。Northern blot、Immunodot blot分析进一步证明整合的两个基因在转录、翻译水平上均进行了表达,不同植株之间表达存在着差异。草甘膦抗性和虫试实验证明,获得的转基因烟草对草甘膦和烟青虫具有很强的抗性。     

几丁质酶基因表达载体构建及转化烟草的研究

构建了一个含有多个调控序列的带有几丁质酶基因的植物表达载体,通过发根农杆菌的Ri质粒介导转化烟草的三个品种：K326,RG11,VA116,在卡那霉素抗性培养基上筛选,获得了7株再生植株,以PCR检测、DNA斑点杂交证明表达载体构建成功,几丁质酶基因导入烟草并整合到烟草基因组中。     

抗虫双价基因表达载体的构建及微束激光转化植物研究

将苏云金芽孢杆菌伴孢晶体(Bacillus thuringiensis,Bt)蛋白的基因与反枝苋菜凝集素(Amaranthus retrojflexus agglutinin,ARA)基因构建成双价基因的表达载体,编码一种既能抗鳞翅目害虫,又能抗同翅目蚜虫的杀虫蛋白.把双价基因(Bt-BA)连接到原核表达载体pET28a和植物表达载体pBI121上,经过限制性酶切分析和PCR鉴定,结果表明:含有双价基因的原核和真核重组表达质粒均已构建成功.将该双价基因转入油菜,获得抗性小植株.     

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子(SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNA Southern blot\,Slot blot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Western blot分析,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明,在所受试的19株烟草中60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制;蚜虫抑制生长试验表明,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

NtSKP1基因的反义载体构建及转基因烟草的产生

根据枯斑三生烟SKP1基因(NtSKP1)的序列,设计一对分别含有特定酶切位点的特异引物,以重组质粒pMD18-SKP1为模板,扩增目的基因(约473bp)片段。将反向目的片段插入中间载体pHANNIBAL的内含子右侧,再经NotⅠ酶切回收约3443bp的目的片段,插入到双元载体质粒pART27中,成功构建了含NtSKP1基因片段反向序列的植物表达载体pART27-skp1a,其转录产物能减弱目的基因的表达。将pART27-skp1a质粒导人根癌农杆菌LBA4404中并转化烟草叶片细胞,经选择分化培养,获得转基因烟草。     

转录因子DREB2A植物表达载体构建及烟草转基因研究

构建转录因子DREB2A基因表达载体,通过叶盘法进行烟草的转基因表达研究。经过抗生素卡那霉素抗性筛选-PCR鉴定-Southern杂交检测,表明目的基因已经整合到烟草基因组DNA中。转基因植株出现生长迟滞现象。     

铁蛋白基因表达对烟草耐低铁能力的影响

铁是植物生长发育的必需元素。由于土壤中的三价铁离子不能被植物直接利用。使一些植物经常表现出缺铁症状。为探讨利用铁蛋白基因提高植物耐低铁胁迫的作用,利用农杆菌介导法将大豆铁蛋白基因SoyFer1和内源反义铁蛋白基因NtFer2的cDNA分别导人烟草基因组,采集转基因烟草种子。对T1转基因烟草的卡那霉素抗性分析表明,整合到烟草基因组的外源基因多为单拷贝基因,也有少数为多拷贝基因。对具有卡那霉素抗性的转基因植株进行PCR检测和Northern杂交分析表明,外源基因已整合到烟草基因组中,并且得到了正确表达。将转基因株系移栽到铁离子浓度不同的培养基中生长2个月后进行比较表明,转大豆铁蛋白基因烟草株系的生长量明显高于非转基因烟草株系,而转内源反义铁蛋白基因烟草株系的生长量则明显低于非转基因烟草株系。转大豆铁蛋白基因和转内源反义铁蛋白基因烟草株系的叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性等生理性状也发生了明显变化,表现为转大豆铁蛋白基因株系的叶绿素含量明显增加,POD活性明显增强,MDA含量明显降低：而转内源反义铁蛋白基因株系的叶绿素含量、POD活性和MDA含量等则表现为与转大豆铁蛋白基因株系的相反。铁蛋白过量表达提高了烟草耐低铁能力,而铁蛋白抑制表达则降低了烟草耐低铁能力。     

异源表达AtCYSa基因烟草的耐盐和抗虫特性分析

植物半胱氨酸蛋白酶抑制剂在植物防御生物与非生物胁迫过程中发挥着重要的作用。拟南芥中的半胱氨酸蛋白酶抑制剂AtCYSa基因的表达能够受到多种胁迫的诱导,且在拟南芥中过量表达AtCYSa基因可以增强转基因拟南芥抵御盐、干旱和氧化等非生物胁迫的能力。为了进一步探究AtCYSa基因的功能以及在烟草中的应用,构建了植物表达载体pCAMBIA 1302-AtCYSa。通过PCR以及RT-PCR验证共获得4株阳性转基因烟草,选择其中3株转基因烟草进行盐胁迫处理和抗虫活性实验。在盐胁迫处理中,100mmol/L NaCl和200mmol/L NaCl处理组的丙二醛含量显著低于野生型对照组。伊文思蓝染色和细胞相对活性结果表明,转基因烟草的细胞活性比野生型烟草明显偏高。这说明在盐胁迫处理下,AtCYSa基因的表达能够起到保护转基因烟草的作用。抗虫活性研究发现,实验组的幼虫总重均呈明显的下降趋势,且幼虫死亡率显著高于对照组。这些结果表明,AtCYSa基因在烟草中的过量表达能够增强转基因烟草的耐盐以及抗虫的能力。     

表达多肽抗生素apidaecin的转基因烟草及其抗病性的初步分析

将多肽抗生素apidaecin基因与病程相关蛋白的信号肽序列融合,构建了apidaecin的分泌型植物表达载体、apidaecin与另一多肽抗生素Shiva\|I的双价分泌型植物表达载体,以本实验室原来构建的Shiva-I分泌型植物表达载体做对照,转化了模式植物烟草。对3种转基因植物进行了分子检测,转化再生苗95%为PCR阳性,Southern杂交结果进一步证明外源基因已经整合到了烟草基因组中,RT-PCR检测表明外源基因可以在转基因烟草内正常转录。对T0代转基因烟草进行烟草野火病的抗病性实验,从3种转基因烟草中都得到了抗病植株,病情指数分析的初步结果显示,双价转基因烟草抗病性最好,apidaecin的次之,Shiva-I的最差。     

过量表达拟南芥CAT提高烟草对气体甲醛的吸收和抗性

为提高植物对甲醛的吸收和耐受,利用拟南芥CAT的编码区构建植物过表达载体pk2-Prbc S-*T-CAT,在野生型(WT)烟草叶绿体中过量表达CAT产生2个表达量不同的转基因株系(C1、C3)。用10ppm、20ppm和40ppm气体甲醛处理WT和转基因烟草,分析过量表达CAT的转基因烟草对甲醛的吸收效率和耐受性。结果表明,转基因烟草对气体甲醛的吸收量明显高于WT,且随着处理浓度的升高,转基因株系叶片的可溶性总糖、总蛋白质和总叶绿素含量都显著高于WT;转基因株系叶片氧化损伤指标H202、丙二醛(MDA)和羰基化蛋白(PC)的含量都显著低于野生型。转基因烟草(C1)的PM H+-ATPase和氢泵活性在40ppm处理后为WT的3倍和2.5倍,C1的气孔导度为WT的2.67倍。这些结果表明,在烟草中过量表达拟南芥CAT能降低甲醛进入烟草细胞引起的氧化损伤,提高烟草对甲醛的脱毒能力,增强烟草对甲醛的吸收和抗性。揭示气体甲醛胁迫时质膜H+-ATPase和氢泵活性影响叶片气孔的导度,这可能是转基因烟草甲醛吸收效率提高的原因之一。     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

用酶切方法从「ｐＢＳ－ＢｍＫ ＩＴ４质粒中获得ＢｍＫ ＩＴ４基因片段,并构建ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子下的ＢｍＫ ＩＴ４基因表达质粒ｐＥ３－ＢｍＫ ＩＴ４,以根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｒｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的叶盘法转化云烟（Ｎｉｃｏ－ｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）Ｋ３２６叶片,获得４５株抗卡那霉素的再生植株。用这些再生植株进行抗虫     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

The BmK IT4 gene was obtained from pBS-BmK IT4 by EcoRⅠ/KpnⅠdigestion and it was then cloned into pE3 intermediate vector. The resulting plasmid was named pE3-BmK IT4. The chimeric gene was transferred into the tobacco (Nicotiana tabacum L.) genome via Agrobacterium-mediated transformation. Forty-five regenerated kanamycin resistant plants were obtained, two individual lines showed strong toxicity to Manduca sexta (Linnaeus), Heliothis armigera (Hübner) and Leguminivora glycinivorella (Matsumura) by feeding experiments. Results from Southern blot indicated that BmK IT4 gene was transferred into tobacco genome. The mortality of M．sexta, H．armigera and L．glycinivorella larvae fed on transgenic plants was 95%-97%, 63%-70% and 65%-73%, respectively, and the growth of the surviving insects was remarkably retarded.     

Vip3a基因植物表达载体的构建及其对烟草的遗传转化

为了研究Vip3A基因在转基因抗虫植物中的应用,利用PCR技术克隆了苏云金芽孢杆菌的Vip3A基因和烟草的EF1α启动子,以pB1121质粒为基本载体,构建了分别由组成型CaMV35S启动子和花特异表达的EF1α启动子驱动Vip3A基因的植物表达载体pBIVip3A和pBIEFVip3A,并通过农杆菌介导的方法对烟草进行了遗传转化。经PCR检测,外源基因已整合到烟草基因组中。     

Genetic Engineering of Tobacco with Double Resistance to Both Virus and Insect

ＧｅｎｅｔｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＴｏｂａｃｃｏｗｉｔｈＤｏｕｂｌｅＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＢｏｔｈＶｉｒｕｓａｎｄＩｎｓｅｃｔＬＩＡＮＧＸｉａｏ－ｙｏｕ;（梁晓友）ＭＩＪｉｎｇ－ｊｉｕ;（米景九）,ＰａｎＮａｉ－ｓｕｉ（潘乃隧）,ＣＨＥＮｚｈ...     

转人α-乳清白蛋白基因烟草中半胱氨酸含量的提高

将人α-乳清白蛋白基因构建到植物表达载体上,通过农杆菌介导采用叶盘法将人α-乳清白蛋白基因导入到烟草中,经过PCR和Southern blot分析表明:人α-乳清白蛋白基凶已经整合到烟草基因组中;经过RT-PCR葙GUS组织化学染色证明:人α-乳清白蛋白基因得到了表达.测定了9株转基因烟草叶片半胱氨酸含量,大部分植株有着明显的提高,最高幅度达到了318.02%,半胱氨酸含量平均提高了166.40%.