植物遗传工程

921489单子叶植物LHCp启动子在转基因水稻中的表达〔英〕/Tada,Y.…2 EMBOJ一1991,10(7)一1803~1808〔译自DBA,1991,10(18),91-10498〕 通过电激将与编码水稻(Or夕za夕at苏公a)捕光叶绿素a/b光系统一n(LHCPll)结合蛋白启动子相连的户葡糖昔酸酶(GUS)基因(位于质粒PLHC4.4中)导入水稻。转化原生质体和愈伤培养物中由LHCP启动子控制的GUS基因表达远低于由花椰菜花叶病毒(CaMV)355启动子控制的,而在绿色器官中,LHCP启动子启动的LHCP-GUS活性比CaMV35S启动子启动尸的高10倍。在叶、茎和花组织中检测到LHCP一GUS基因的表…     

蓖麻蚕rRNA基因中SAR对真核基因表达的调控

蓖麻蚕核糖体RNA基因非转录间隔区（NTS）有一长约1kb所核骨架结合区（scaffold-associated region,SAR）。将这一序列克隆到含荧光素酶（luciferase）报告基因的真核表达载体pLu中,在阳离子脂质体的介导下对NIH3T3细胞进行瞬时转染（transient transfection)及稳定转化（stable transformed)株的筛选,然后检测SAR在瞬时转染及稳定整合条件下对荧光毒酶报告基因表达活性的影响。实验结果表明,在稳定转化的细胞中,该SAR对lucicerase基因的有明显的激活作用,增强基因表达活性约15倍;而在瞬时表达的条件下,SAR激活基因表达的作用不明显。说明SAR增强基因的表达可能需要整合在染色体上才能完成,我们用Southwestern印9迹法实验进一步证实了蓖麻蚕rRNA基因的SAR能特异性地与NIH3T3细胞核骨架蛋白结合,因此该SAR的作用具有非组织特异性。     

RNA原位杂交技术及其在植物基因表达研究中的应用

原位杂交 ( In situ Hybridization)是一种在细胞水平上研究基因表达调控的最直接有效的分子生物学技术。这一技术最初应用于动物染色体上的基因物理定位 〔1〕和特定 m RNA在组织中的空间定位〔2〕,后来又作为诊断工具检测感染病毒的细胞 〔3〕。到 80年代后期 ,原位杂交技术开始应用于植物基因表达调控的研究 〔4～ 6〕。植物基因的时空表达研究是探讨植物生长发育机制的重要手段。由于 RNA原位杂交技术能够精确确定基因表达的时空分布 ,而得到了越来越广泛的应用 ;从营养器官生长发育〔7～ 9〕、生殖器官生长发育〔10～ 13〕、自交不…     

基因标记、转化、表达与检测

821276大肠杆菌户葡枪普酸酶甚因作为鉴定酵母菌株的标记〔英〕/petering,J……了Am.J。Enol.Vitie一1991,42(i)一6一11〔译自DBA,1991,10(18),91一10239二 大肠杆菌介葡糖普酸酶(GUS)uidA基因(分离自质粒pKLG4的HindIH片段)经改造,即在其编码序列上连接酿酒酵母乙醇脱氢酶启动子和终止子序列,构成pAW220新质粒,用于在酵母中的表达。pAW220在转化酿酒酵母3A时,可整合至第13染色体的ILVZ基因中。筛选抗性除草剂甲基化Sulfometuron(10产g/ml)的转化株。用Southern杂交法筛选转化株中在ILVZ基因内含有GUS者(3 AM)。3 AM培养于1…     

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。     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg/L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9.5%,番茄的贮存期在50天以上。     

用于转化玉米的载体的构建及其鉴定

将在植物中能表达的GUS基因插入到质粒pBS中,得到两种重组质粒pBSG_1和pBSG_2,经限制性内切酶分析表明,它们分别是GUS基因以不同方向插入到pBS中的结果,Southern杂交也证明GUS基因巳插入到pBS中。用类似的方法构建了含植物中能表达的NpTII报告基因及S_1片段的质粒pBIS,。所构建的三个质粒均含有与玉米核DNA有同源性的S_1类质粒片段,可用于转化玉米原生质体。     

乙肝病毒表面抗原基因在胡萝卜中的克隆及表达

构建HBV表达抗原（HBsAg)植物表达载体并在胡萝卜植株中表达。采用自行构建adr亚型HBsAg基因克隆T-adr,再次酶切获得860bp含PreS2的HBsAg基因片段,将其插入到植物表达载体pBPC55,新质粒命名为pBPC91adr。将其与含除草剂抗性基因及GUS蛋白基因的筛选质粒pBPC93共同经基因枪（PDS-1000/He)转化胡萝卜悬浮细胞,经含除草剂（Biolaphos)的培养基筛选及植物激素诱导分化,获得除草剂抗性胡萝卜幼苗,结果为转化后8周,自胡萝卜细胞中分化出除草剂抗性胡萝卜幼苗,提取新分化幼苗总DNA,特异性引物PCR扩增后可见860bp扩增带;Southern-Blot证明有HBsAg基因整合,胡萝卜蛋白萃取物的Western-Blot及ELISA检测证实有HBsAg蛋白表达。利用基因枪转化使质粒pBPC91adr中HBsAg基因在胡萝卜幼苗内整合并表达,提示以植物生产疫苗具有可行性。     

植物遗传工程

921日00植物甚因标签技术的进展〔英〕/Yoder,J.1.一1 Genet.Eng.(N.Y.)一1991,13一265~275[译自DBA,1991,10(17),91一oosse〕 讨论了以下内容:(A)染色体外重组;(B)基因标签,(C)人为构建位点专一性重组系统, (D)植物中同源重组的生物化学。提高植物中有效同源重组率的2条常规途径是:提高同源插入数、降低非同源擂入数。因多数串联擂人片段可被重复筛选,因此可用正一负交替筛选选择重组体。灵敏的物理检测法,如聚合酶链反应,可提高鉴别特殊擂人片段的有效性。(朱遐)921901限制性片段长度多态性在植物改良中的应用〔会,英〕/K ing,G.…2…     

ACC氧化酶和ACC合成酶反义RNA融合基因导入番茄和乙烯合成的抑制

从番茄品种强力米寿的总DNA中克隆番茄果实特异启动子2A11,以番茄成熟果实的RNA为模板,进行RT-PCR扩增,克隆番茄全长的ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因片段。完成两个基因的克隆和测序后,将888bp的番茄ACC氧化酶基因和943bp的ACC合成酶基因片段串联,构成全长1837bp的融合基因。将该融合基因以反义的方向插入植物双元载体pYPX145中番茄果实表达特异启动子下游,获得ACC氧化酶基因和ACC合成酶基因融合的植物双元载体pOSACC。该载体外源基因表达单元的两端含两个烟草SAR序列,利于转基因的稳定遗传。以番茄栽培品种合作903子叶和下胚轴为外植体,利用根癌农杆菌进行基因转化,通过200mg／L卡那霉素选择和GUS检测,获得了105株番茄GUS阳性植株,转基因番茄果实在当代表现明显耐贮特点。经过4代的耐贮和果实农艺性状的综合选择,获得了两个表现良好的株系DR-1和DR-2,两株系果实乙烯释放量显著下降,是未转基因材料的9．5％,番茄的贮存期在50天以上。     

油菜质膜水孔蛋白BnPIP1基因启动子区的克隆及初步的功能分析

利用双链接头介导PCR的染色体步行技术, 克隆了油菜质膜水孔蛋白BnPIP1基因上游1.6 kb的调控区域(GenBank登录号为AF472487). 序列分析表明, 该片段中含有种子萌发特异性序列及维管束特异性序列. 将其全长片段及5′端不同长度的缺失片段与gus(uidA)基因连接构建植物表达载体, 转化烟草. GUS组织化学染色表明, 全长1.6 kb片段具有较强的启动子活性. GUS染色主要分布在细胞迅速增生的部位及维管束组织中. 启动子缺失试验的GUS染色结果表明, -1610~-1030 bp区段的缺失使gus基因的表达明显变弱, 推测该区段含有启动子的正调控元件; -1030~-902 bp可能存在强烈抑制基因表达的负调控元件; -902~-19 bp的片段亦可驱动gus基因的高水平表达.     

质粒研究与载体构建

922017含诱变白喉毒素A一链编码序列质一粒的构建和农达〔英」/F isher,K.S。…了Infeet.Immun一x991,69(20)一3562~3565〔译自DBA,1991,10(23),91一13322〕 用编码白喉棒杆菌(Co,鱿,e乙acte,￡“仍‘￡-尹hth。川““)白喉毒素一A链片段(DT一A)转染可杀死细胞。构建了含3种突变DT一A编码序列(用Asp、Ser或Gln置换Glu一145)的表达载体。突变毒素的体外ADP核糖基化活性降低到1/100~1/300。在用含虫荧光素酶报道基因质粒的HeLa和293细胞进行的共转染实验中测定了这些构建物的毒性。比较了3种新的DT一A突变质粒和含野生型DT一A的…     

水稻RPR1启动子片段对烯丙异噻唑诱导响应性的分析

烯丙异噻唑是一种合成化合物,可诱导植物产生广谱抗病性。水稻中的RPR1（dee probenazoleresponsive）基因可能参与了烯丙异噻唑诱导抗病的过程。本研究用5’端删除的方法克隆了RPR1基因的5个不同长度的启动子片段（2416bp、1574bp、819bp、568bp、208bp）,将其分别与GUS基因融合后转化拟南芥和水稻愈伤组织。结果表明,除208bp片段外,其余各片段在水稻愈伤组织中可受烯丙异噻唑诱导而驱动GUS基因的表达：1574bp和2416bp序列在异位表达系统的拟南芥中可驱动GUS的表达,说明单子叶和双子叶植物在烯丙异噻唑诱导获得抗病性的过程中可能存在某些共同机制;另外,1574bp和2416bp片段只驱动GUS在拟南芥芽顶端分生组织和叶柄中表达,说明这2个片段中可能含有调控组织特异性表达的顺式作用元件。这些烯丙异噻唑应答片段的鉴定为构建可用于基因表达分析,特别是田间可诱导基因表达系统提供了基础。     

植物源内含子对GUS基因表达模式的影响

采用报告基因的瞬间表达来优化转化体系是提高农杆菌介导法转化效率的重要手段,GUS以稳定、易于定性定量分析等独特优点成为瞬间表达体系的首选。pCaMV 35S启动下的GUS基因可在农杆菌中表达,另外还首次报道该嵌合基因同时也可在大肠杆菌中高效表达。为避免GUS基因在农杆菌中的表达对瞬间表达体系的影响,一拟南芥蛋白基因的内含子被插入到GUS基因的编码区,进而构建了含内含子的GUS植物表达载体pBI121-GUSint。组织化学染色结果表明,GUSint在农杆菌中没有表达,而在接种3d的油菜中可高效瞬间表达,其中在子叶柄（带子叶）中瞬间表达率高达100%,这一方面证实载体构建成功,另一方面也为进一步优化油菜及其它芸薹属植物转化体系及在油菜中快速研究目的基因的功能和表达调控模式奠定了基础。     

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.     

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 (Arabidopsis 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。     

橡胶树白粉菌(HO-73)启动子WY172不同长度片段的克隆及表达活性分析

旨在克隆橡胶树白粉菌启动子WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段,以分析启动子各片段的表达活性。基于实验室前期研究基础,以WY172上游2K序列作为研究对象进行渐变缺失突变,得到4个不同长度的可能具有启动子活性的片段,结合WY172,选用pBI121载体作为骨架,分别替换GUS基因前的CaMV35S启动子,并分别构建重组表达载体,通过ATMT法转化农杆菌;利用GUS染色法和酶活性检测,分析WY172启动子及不同长度片段的酶活性。分别构建了pBI121-WY172、pBI121-WY172Q、pBI121-WY172Q1、pBI121-WY172Q2、pBI121-WY172Q3共5个重组的植物表达载体,所有植物表达载体烟草瞬时表达GUS染色均有蓝色出现,且蓝色程度均强于阳性对照CaMV35S启动子,其中pBI121-WY172Q3的GUS染色相对最深;GUS酶活性测定结果显示所有缺失突变片段都具有调控基因表达的启动子活性,且启动活性均强于CaMV35S启动子,WY172Q3调控GUS基因表达的活性最高。因此我们判断WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段均具有启动子活性,其中以WY172Q3启动子片段的表达活性最强。     

生物防治

921826用细菌。pd蕃因转化生防真菌绿枯.母〔会,英万/Supak,J.…了Abstr.Gen.Meet.A皿.Soe。Mierobiol一i。。i,91 Meet。一201〔译自DBA,1991,10(21),91一12211〕 向生防因子绿粘帚菌(GI￡oelad￡。二v￡,e:s)Gul中导入对硫磷水解酶。pd基因。质粒pWM513在1.3kb Pstl片段上含opd基因。将此擂入物克隆到含8碱基单链受体AGCTTGCA的质粒pHIS的Hind皿位点上。产生4种质粒,即以每种取向擂人1或2个基因拷贝。借助PEG法用这些质粒转化绿粘帚霉原生质体。利用新的质粒微制备法分析了134个推测的转化体。用SOuthern印迹杂交证实载体序…     

大豆类受体蛋白激酶基因rlpk2启动子克隆及初步分析

用双链接头介导的基因组DNA步行技术获得了大豆中与衰老相关的类受体蛋白激酶基因rlpk2 5’侧翼1801bp启动子序列（Prlpk2,GenBank登录号：AY870314）。序列分析结果表明,这一启动子片段中有响应细胞分裂素、脱落酸、赤霉素和生长素等激素作用和响应干旱、寒冷及伤害等逆境胁迫的多个顺式作用元件。构建启动子Prlpk2与报告基因GUS融合基因的双元表达载体pRlpk2．GUS,并通过农杆菌介导法转化大豆幼苗和微型番茄Micro．Tom的子叶外植体,染色结果表明这1801bp的启动子Prlpk2可以有效地驱动GUS基因在大豆幼苗生长点和番茄愈伤组织中瞬时表达。     

玉米核基质结合区在烟草中对外源转基因表达水平的影响

为研究核基质结合区 (matrixattachmentregion ,MAR)在转基因植物中的功能 ,将来自玉米基因组的MAR序列构建在植物表达载体T_DNA中 ,并将报告基因β_葡糖醛酸酶 (β_glucuronidase ,GUS)基因 (uidA)插入两段MARs序列之间。将此载体与不包含MARs序列的植物表达载体分别转化烟草 (NicotianatabacumL .)。GUS活性检测表明 ,MARs可以显著提高外源基因uidA在转基因烟草中的表达水平 ,平均表达水平提高 2倍 ,最高单株活性可达 10倍。并且转基因植株GUS活性高低与稳定mRNA的量成正比 ,表明MARs在转录水平提高基因表达。