苦参凝集素蛋白基因转化水稻的研究

以水稻杂交品种‘云资粳41号’为受体材料,通过农杆菌介导法将苦参凝集素蛋白基因(SFL)导入水稻细胞,采用氯酚红法和PCR检测外源基因是否整合到水稻基因组中。结果显示:外源基因成功转入水稻基因组,并获得一批转基因水稻植株;转基因植株叶片离体接种稻瘟病菌的检测结果显示,转基因植株与对照(非转基因植株)相比有明显的抗性,证明SFL基因在水稻中得到表达。研究表明,基于SFL基因所具备的广谱抗菌作用,可以预期所得转基因水稻植株很可能对水稻的多种病原菌具有良好的抗性,为选育新的抗稻瘟病水稻新品种以及拓宽栽培稻抗病遗传基础增加抗稻瘟病基因奠定了基础。     

转化双价防卫基因获得抗纹枯病水稻

将水稻几丁质酶基因(RCHIO)和苜蓿β-1,3-葡聚糖酶基因(AGLU)串联构建于一个表达质粒pZ100,经农杆茵介导法转化粳稻台北309,获得15个阳性独立转化子。T1代植株经Southern检测,表明外源基因已整合到了水稻基因组;经Northern检测,表明外源基因在RNA水平表达,在株系间有差异,2个酶基因的表达水平类似。T1代植株经纹枯病病茵接种鉴定,表明各株系对纹枯病具有不同的抗性,且抗病能力与2个外源基因的RNA表达水平有剂量关系,并获得了2个酶基因高表达且对纹枯病具有较高抗性的T1株系,可作为进一步进行分子育种的材料。     

利用根癌农杆菌法获得转基因水稻植株及其后代

在100μmol／L乙酰丁香酮（AS）等vir基因诱导分子存在的情况下,用含双元载体pBYT2的根癌农杆菌菌株EHA101同水稻（OrizasativaL．）台北309悬浮培养细胞共培养3天。经过2个月的连续筛选,共从364颗同根癌农杆菌共培养的悬浮培养细胞团中得到17个具有稳定潮霉素抗性和GUS表达的愈伤组织。对从8个转化组织中得到的10株可能的R0代转基因植株及其后代进行外源基因的整合和表达分析,Southern分析表明外源基因已稳定地整合进水稻基因组中并实现了有性遗传传递。杂交结果显示在其中一个转化系的植株中有5个拷贝的T－DNA整合,而其余的转化系则只整合了1个拷贝。转基因水稻细胞及植株中GUS活性的组织化学染色观察和荧光分析表明玉米ubiquitin基因启动子在水稻细胞中能高效启动gus报告基因的表达。ndPAGE－X－Gluc法检测表明转基因水稻细胞中表达的GUS蛋白比Sigma公司的标准GUS蛋白（SigmaCo．G0786）要小,而与来自大肠杆菌HB101（pBI1121）中的GUS蛋白大小相同。结果表明,根癌农杆菌可有效且可靠地介导外源基因转化水稻。     

用一种新型基因枪将外源基因转入水稻细胞(简报)(英文)

本文介绍了一种设计上改进的基因枪,用这种新型基因枪将外源基因转移到水稻细胞获得了表达。用包有pBI 121质粒DNA的钨微弹轰击水稻悬浮细胞以及成熟种子胚后,在悬浮细胞中检测到了外源基因(GUS)的表达。胚诱导的愈伤组织在无抗生素选择的条件下扩增并分化、再生,共获得30株绿色小植株。经DNA斑点杂交测得其中两株的植物总DNA中存在GUS基因。Southern杂交分析证实GUS基因整合到了水稻基因组.     

外源甜蛋白THAUMATIN II基因转入烟草的研究

利用土壤农杆菌系统,将高甜度的外源甜蛋白ｔｈａｕｍａｔｉｎ Ｉｉ基因转入烟草细胞,并得到大量转基因植株及其后代,经分子杂交分析确证ｔｈａｕｍａｉｎ Ｉｉ 基因已整合到烟草植株的基因组中,并在转录水平检测到表达。标记基因胭脂合成酶基因及新霉素磷酸转移酶基因也在转基因植株中正常表达。     

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦（PPT）选择获得可育的玉米转基因植株,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi-1启动子驱动外源基因,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低;可能的原因为Ubi-1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。     

重组酶介导的定点整合及在构建重组CHO细胞中的应用

中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells,CHO)是生产治疗性重组蛋白最常用的细胞。随机整合(random integration,RI)工艺是目前构建重组CHO细胞株的主要策略,由于CHO细胞基因组缺乏稳定性,为得到产量高、品质好且适应特定工艺的细胞株,通常需要1~2轮高通量筛选,不仅工作量大、耗时长且批次稳定性差。定点整合(site-specific integration,SSI)基因编辑技术将外源基因整合至细胞基因组的特定位点,经一轮筛选得到稳定、高产且适应特定生产工艺的细胞株,从而缩短细胞株构建周期。近年来,不断有将定点整合策略应用于构建重组CHO细胞株的报道。基因编辑技术的发展是实现细胞外源基因定点整合工艺的基础,常用的基因编辑技术包括核酸酶技术、转座子技术和重组酶技术。比较这三种基因编辑技术在构建流程、整合效率和专利等方面的不同特点,重点讨论重组酶介导的定点整合及其在CHO细胞株构建中的应用。     

外源甜蛋白thaumatin II基因转入烟草的研究

利用土壤农杆菌系统,将高甜度的外源甜蛋白thaumatin II基因转入烟草细胞,并得到大量转基因植株及其后代。经分子杂交分析确证thaumatin II基因已整合到烟草植株的基因组中,并在转录水平检测到表达。标记基因胭脂碱合成酶(NOS)基因及新霉素磷酸转移酶(NPT II)基因也在转基因植株中正常表达。     

精准高效外源DNA整合技术研究进展

精准高效整合技术是将外源DNA片段插入到目的细胞基因组特定位置的一项转基因技术。早期通过细胞基因组与外源DNA同源序列发生重组来完成靶向整合的目的。伴随基因编辑技术发展,特别是CRISPR/Cas9技术的出现,精准高效的外源DNA整合技术日益成熟,广泛应用到功能基因组学、转基因动物及遗传疾病治疗的研究中。围绕基因编辑研究进展、引导RNA修饰技术、单碱基整合技术、转座子技术和外源DNA整合效率等方面对精准靶向和高效整合技术进行综述。     

枸杞转基因植株的再生

本文报道一个快速简便的枸杞转化再生系统。宁夏枸杞的幼茎外植体,能被含非致瘤性Ti质粒载体的根癌农杆菌感染。在该载体双向启动子的一端连有一个npt—Ⅱ基因(新霉素磷。酸转移酶Ⅱ基因)以供选择卡那霉素抗性的转化植物细胞。把选择诱导培养基上形成的愈伤组织转到选择分化培养基后能很快分化出芽点,继而长成完整的小植株。对再生植株的NPT—Ⅱ酶活性检测及DNA分子杂交表明;外源基因已整合到枸杞细胞的核基因组上,并能在植株水平表达出相应的性状。     

CRISPR/Cas9介导的外源基因靶向插入鸡EAV-HP基因组

本研究旨在通过CRISPR/Cas9介导外源基因靶向插入鸡EAV-HP基因组。首先设计特异性引物并扩增鸡内源性病毒(EAV-HP)左右同源臂和增强型绿色荧光蛋白(eGFP)基因表达盒,然后通过重叠延伸PCR技术将两个同源臂DNA连接至eGFP表达盒两侧,获得全长DNA片段LER,并克隆至pMD19-T载体,获得携带eGFP基因的供体载体pMDT-LER。随后在HEK293T细胞中验证供体载体pMDT-LER能成功表达eGFP后,将EAV-HP打靶载体和供体载体共转染至DF-1细胞,观察绿色荧光阳性细胞,提取细胞基因组,PCR检测外源基因eGFP成功整合至鸡基因组EAV-HP位点。最后,将转基因细胞DF-1传至第7代,用PCR和Western blotting检测eGFP在转基因细胞中稳定表达。文中初步验证外源基因eGFP能整合至鸡EAV-HP位点并稳定表达,为转基因鸡的研究提供新整合位点。     

应用荧光原位杂交技术检测康柏西普基因在CHO细胞染色体上的整合状态

CHO细胞是常用的哺乳动物表达工程细胞。外源基因整合至CHO细胞染色体后,在大规模蛋白质生产过程中,由于相关压力撤除,外源基因存在丢失的可能,因此有必要对其整合稳定性进行检测。康柏西普(conbercept)是一个能够特异性结合VEGF-A的各种异构体、VEGF-B以及PlGF,从而发挥抗血管生成活性的融合蛋白。康柏西普目前已在美国进入Ⅲ期临床试验。本文运用荧光原位杂交对康柏西普基因在CHO细胞的整合状态进行了检测,发现经过4和19次传代后,康柏西普基因依然能稳定整合在基因组上,并且呈现出3个特点：(1)分布在一条染色体上,而不是多条染色体上;(2)分布在较长的染色体上;(3)在同一染色体上有较多拷贝数。同时,荧光定量PCR结果证明基因拷贝数无明显改变,ELISA检测证明蛋白表达水平亦无明显改变。上述实验证明在经过19次传代以后,康柏西普基因仍然稳定整合在基因组中,并可活跃表达,为康柏西普大规模生产及产品质控提供了有力依据。     

植物的光调节基因在受体细胞中的表达-植物遗传工程的一个新进展

在植物分子遗传学和遗传工程研究中,根癌农杆菌的Ti质粒是个重要的载体。实验已经证明,它可将外源的功能基因插入到植物细胞并整合到植物细胞核的基因组中。在某些情况下,这些细胞再生成植株,而插入的基因可以通过减数分裂转给种子遗传下来。     

Ⅰ-E型CRISPR/Cas系统介导适应性免疫分子机制研究进展北大核心CSCD

为了更好地适应环境,原核生物可通过水平基因转移的方式获取外源基因(来自噬菌体、质粒或其他物种基因组)。在获取外源基因的同时,原核生物也面临着"自私基因"入侵的风险。因此,原核生物需建立相应的机制选择性地摄取或降解外源DNA,从而防范基因转移带来的潜在危害。近年来,人们在原核生物中发现了由小RNA介导降解DNA的防御外源基因入侵的适应性免疫。在免疫防御过程中,首先外源DNA部分片段整合至细胞自身基因组上成簇出现的重复序列(CRISPR)上;然后表达并加工成熟的CRISPR RNA和相关Cas蛋白形成CRISPR/Cas复合体降解再次入侵的外源DNA。本文在简介CRISPR/Cas系统的基础上,重点探讨近年来关于大肠杆菌中I-E型CRISPR/Cas系统作用机制和调控机制的研究进展。     

CHO/dhfr-细胞定点整合高效表达系统的建立

为了克服随机整合建立高表达细胞株时“位置效应”所带来的不可预知的后果,我们尝试建立基于定点整合的CHO高效表达系统。首先设计一个新的高效筛选载体pMCEscan。该载体含有报告基因(k2tPA)、扩增基因(dhfr)、重组酶识别序列(FRT)及筛选基因(neo),且neo基因的表达经过系统的弱化,确保能够对基因组中的整合位点进行大规模的高效筛选。然后利用该载体转染CHO/dhfr-细胞并进行大规模筛选以获得足够多的阳性克隆,并对阳性克隆进行系统分析,筛选出报告基因表达水平高、单拷贝且扩增效果好的克隆,此克隆被认为筛选载体整合入CHO细胞基因组中转录热点(Hotspot)区域,从而获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO/dhfr-细胞系。随后利用位点特异性重组系统(FLP-FRT)将外源基因定点整合到Hotspot区域,以实现外源基因在CHO细胞基因组中的定点整合及高效表达。并利用该细胞系实现了k2tPA的高表达,表达量达到17.1μg/106cell.24h。该研究致力于CHO细胞基因组中高表达位点的寻找和确认,建立基于定点整合的哺乳动物细胞高效表达系统。     

ΦC31整合酶介导猪基因组定点修饰的探讨

高效与特异的基因组定点修饰是基因工程动物研究的前沿与难点.链霉菌噬菌体ΦC31整合酶能介导含attB位点的外源基因定点整合于多种真核生物基因组的假attP位点,可维持外源基因的正常结构及高效表达.本文探讨ΦC31整合酶介导外源基因在猪基因组内定点整合的分子基础.构建含attB位点的报告载体pEGFP-N1-attB,与ΦC31整合酶表达载体pCMV-INT共转染猪肾PK15细胞,G418筛选获得单克隆细胞系.实时荧光定量PCR筛选出单拷贝整合的转基因细胞系.TAIL-PCR鉴定出1个猪基因组假attP位点,位于猪1号染色体,watson链,坐标114220087-114220126,命名为pig-attP-1.测序结果显示,pEGFP-N1-attB在attB位点处断开插入到pig-attP-1.用荧光计测定细胞培养基上清EGFP含量发现,该转基因细胞系EGFP的表达水平是本底的50倍(13500 AU vs.280 AU),表明pig-attP-1是利于外源基因高效表达的"友好位点".该研究不仅为实现外源基因在猪基因组内的定点整合提供了新策略,也为创制基因工程猪、建立动物生物反应器等研究注入了新思路.     

水稻rbcS启动子控制的外源基因在转基因水稻中的特异性表达

为将不同启动子用于转基因水稻的研究,从武运粳8号水稻中克隆了Rubisco小亚基基因(rbcS)的5'上游调控区,构建了由rbcS启动子引导的GUS融合基因,并经农杆菌介导导入到水稻中.对转基因水稻植株中GUS活性的定性与定量测定结果表明,rbcS启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片和叶鞘内的叶肉细胞中特异性高效表达,而在茎、根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出明显的组织与细胞特异性.结果还表明,光诱导处理可明显提高rbcS启动子启动的外源基因的表达量.     

CHO/dhfr-细胞定点整合高效表达系统的建立

为了克服随机整合建立高表达细胞株时“位置效应”所带来的不可预知的后果,我们尝试建立基于定点整合的CHO高效表达系统。首先设计一个新的高效筛选载体pMCEscan。该载体含有报告基因（k2tPA）、扩增基因（dhfr）、重组酶识别序列（FRT）及筛选基因（neo）,且neo基因的表达经过系统的弱化,确保能够对基因组中的整合位点进行大规模的高效筛选。然后利用该载体转染CHO／dhfr^-细胞并进行大规模筛选以获得足够多的阳性克隆,并对阳性克隆进行系统分析,筛选出报告基因表达水平高、单拷贝且扩增效果好的克隆,此克隆被认为筛选载体整合入CHO细胞基因组中转录热点（Hotspot）区域,从而获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO／dhfr-细胞系。随后利用位点特异性重组系统（FLP-FRT）将外源基因定点整合到Hotspot区域,以实现外源基因在CHO细胞基因组中的定点整合及高效表达。并利用该细胞系实现了k2tPA的高表达,表达量达到17．1μg／10^6cell·24h。该研究致力于CHO细胞基因组中高表达位点的寻找和确认,建立基于定点整合的哺乳动物细胞高效表达系统。     

转Xa21基因水稻中T-DNA整合的遗传定位

利用转抗白叶枯病基因Xa21的水稻材料,通过TAIL－PCR方法扩增T－DNA整合的侧翼序列。从中筛选属于水稻基因组DNA的T－DNA整合的侧翼序列作为探针,将外源基因整合位点定位到窄叶青／京系17DH群体构建的水稻分子连锁图谱上。共获得属于水稻基因组DNA的T－DNA侧翼序列22个,其中的19个序列在定位群体的两个亲本之间显示RFLP多态性,分别定位在水稻基因组的第3,4,5,7,9,10,11和12染色体上。带有转基因Xa21的T－DNA整合的定位为研究外源基因在不同染色体位点的位置效应和稳定遗传打下基础。     

农杆菌转化获得转B.t.基因水稻及其生物学鉴定

以水稻主栽品种“秀水１１”和“春江１１”预培养４ｄ未成熟胚为转化受体,经农杆菌ＬＢＡ４４０４／ｐＧＢＩ４Ａ２Ｂ（含Ｂ．ｔ．基因）感染后,筛选出抗性愈伤组织并获得转化植株。其中抗性愈伤组织产生频率达４４％￣７０％,转化植株产生频率达２７％￣６４％。转基因植物总ＤＮＡ经ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分子杂交试验表明,Ｔ－ＤＮＡ上的外源基因已整合到水稻的基因组里。对转Ｂ．ｔ．基因水稻植株进行了两种水