无选择标记和载体骨干序列的Xa21转基因水稻的获得

利用双右边界T-DNA载体通过根癌农杆菌介导法将水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa21导入杂交稻重要恢复系C418中。T0代共获得27个独立转基因株系,通过田间抗性鉴定与PCR分析,有17个株系的Xa21基因分子鉴定为阳性,且对白叶枯病原菌P6生理小种具有抗性。通过对17个株系的后代植株进行田间抗性鉴定,分子标记辅助选择及Southern杂交分析,结果显示4个株系的T1代植株中能分离出无潮霉素标记基因的Xa21转基因植株。无选择标记Xa21转基因株系的获得率为15%。PCR检测还表明,这些无选择标记的Xa21转基因植株不带有载体骨架序列。通过对转基因后代进一步的抗性鉴定与PCR辅助选择,获得了无选择标记和载体骨架序列的转基因Xa21纯合的抗白叶枯病水稻。     

无选择标记和载体骨干序列的Xa21转基因水稻的获得

利用双右边界T-DNA载体通过根癌农杆菌介导法将水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa21导入杂交稻重要恢复系C418中。T₀代共获得27个独立转基因株系,通过田间抗性鉴定与PCR分析,有17个株系的Xa21基因分子鉴定为阳性,且对白叶枯病原菌P6生理小种具有抗性。通过对17个株系的后代植株进行田间抗性鉴定,分子标记辅助选择及Southern杂交分析,结果显示4个株系的T₁代植株中能分离出无潮霉素标记基因的Xa21转基因植株。无选择标记Xa21转基因株系的获得率为15%。PCR检测还表明,这些无选择标记的Xa21转基因植株不带有载体骨架序列。通过对转基因后代进一步的抗性鉴定与PCR辅助选择,获得了无选择标记和载体骨架序列的转基因Xa21纯合的抗白叶枯病水稻。     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法。通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm。载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA。利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59．2％。对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19．5％的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ。这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物。研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20．0％～47．4％,低于使用双T-DNA转化的共转化频率。     

利用Cre/lox重组系统获得无选择标记的SKTI抗虫转基因烟草

将置于两个同向lox位点之间的Bar基因表达盒与大豆胰蛋白酶抑制剂SKTI基因表达盒融合后获得相应植物表达载体,转化烟草Wisconsin 38后获得对棉铃虫具有明显抗性的SKTI转基因植株。SKTI转基因植株通过叶盘二次转化法导入Cre基因,对再生植株叶盘进行Basta的抗性检测,检测Bar基因的删除情况。结果表明:绝大多数再生植株对应叶盘在含8 mg/L PPT的筛选培养基上无法再生,Bar基因被删除的效率在38%~100%之间。对Bar基因删除区域进行PCR及克隆测序后发现Bar基因表达盒被精确删除。对Bar基因删除植株开花自交获得的分离后代进行NPTⅡ抗性检测,5株NPTⅡ敏感植株分子检测显示均只含有SKTI基因而无Cre基因存在,为无选择标记基因的SKTI转基因植株。     

培育无选择标记的转基因植物

目前,几乎所有的植物遗传转化都要通过使用选择标记基因,如抗生素或除草剂抗性基因等来筛选转化子,虽然没有研究结果表明选择标记基因影响人类健康或环境安全,但近年来也引发了人们对转基因产品安全性的担心。为了消除公众对转基因食品的安全性顾虑,无选择标记的转基因植物应运而生。本文综述了共转化系统、位点特异性重组系统(包括FLP/FRT、Cre/lox、R/RS及Gin/gix系统)和转座子系统(Ac/Ds转座子系统)在培育无选择标记转基因植物中的应用。     

无选择标记转基因植物的培育

植物转基因研究中通常都要使用选择标记基因来筛选转化细胞并获得转基因植株。但是当转基因植株育成后,选择标记基因就失去了存在的意义。为了消除由选择标记基因引起的安全性隐患,人们发展了一些培育无选择标记转基因植物的策略。这些策略主要包括共转化、位点特异性重组和转座子转座等。去除选择标记基因将促进公众对转基因作物的接受。评述了无选择标记转基因植物的研究进展。     

花粉介导法获得玉米转基因植物株

利用花粉作为外源基因的载体进行遗传转化在玉米（Zea mays L.）上获得了成功。以玉米自交系太9101、综31等为受体,以pGLⅡ-RC-1质粒为供体,在玉米开花期,用花偻与质粒DNA混合并附加超声波处理,然后辅以人工授粉的方法将个源基因导入到受体中。DNA斑点杂交和PCR扩增以及PCR－Southern blot杂交检测结果证明,几丁质酶基因确已导下玉米自交系中。所得结果表明：玉米花粉可以介导外源基因的转化。利用花粉作为载体介导外源基因转化,避免了传统的基因枪法和土壤杆菌法转化所要求的组织培养技术,转化方法简单,易操作,具有很强的实用性。     

利用Ac/Ds转座子系统在水稻中获得无选择标记转基因植株的方法

获得无选择标记转基因植株是进行重复转基因及消除转基因植株中标记基因潜在危害性的关键。实验采用了Ac／Ds转座子系统在水稻(Oryza sativa,L．)中进行无hpt选择标记的转基因。将含有目的基因bar的Ds元件和hpt标记基因置于同一个T-DNA中,通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHAl05介导将Ac-T-DNA及Ds-T-DNA分别转入到不同的水稻植株,再将单拷贝的Ac-T-DNA植株与单拷贝的Ds-T-DNA植株杂交得到同时含有Ac和Ds元件的F1植株,Fl自交产生F2后代,F2植株中转座后的Ds元件与T-DNA独立分离,在总共100株F2水稻植株中筛选得到2株只含有Ds元件插入而无hpt标记基因的转基因水稻植株。结果表明,利用Ac／Ds转座子系统在水稻中获得无选择标记的转基因植株是可行的。     

转基因植物选择标记基因及其安全性问题

就目前使用的选择标记基因和提高选择标记基因安全性的策略进行了评述.     

利用双T-DNA载体系统培育无选择标记转基因烟草

建立了一种利用双T-DNA载体培育无选择标记转基因植物的方法.通过体外重组构建了双T-DNA双元载体pDLBRBbarm.载体中,选择标记nptⅡ基因和另一代表外源基因的bar基因分别位于2个独立的T-DNA.利用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tabacum L.),在获得的转化植株中,同时整合有nptⅡ基因和bar基因的频率为59.2%.对4个同时整合有nptⅡ和bar基因植株自交获得的T1代株系进行检测分析,发现在3个T1代株系2个T-DNA可以发生分离,其中约19.5%的转基因T1代植株中只存在bar基因而不带选择标记nptⅡ.这一结果说明双T-DNA载体系统能有效地用于培育无选择标记的转基因植物.研究还利用位于2个不同载体上的nptⅡ基因与 bar基因通过农杆菌介导共转化烟草,获得共转化植株的频率为20.0%～47.4%,低于使用双T-DNA转化的共转化频率.     

用自制的GFP血清抗体做免疫印迹

介绍如何用自制的GFP血清抗体为本科生开展免疫印迹实验。实验包括大肠杆菌表达的GFP的超声破碎抽提、GFP的非变性PAGE制备电泳和SDS-PAGE制备电泳、GFP血清抗体的快速亲和纯化及最后的免疫印迹分析等实验组成的完整系列。学生通过本实验的训练在蛋白质免疫印迹的操作上有明显的进步。     

慢病毒GFP质粒的构建及脂质体介导鸡胚细胞中瞬时表达动力学初步研究

GFP(green fluorescent protein)是一种用于检测细胞的基因表达和蛋白定位的报告基因,pLenti6/V5-D-TOPO是高效的慢病毒类表达载体.实验利用PCR(polymerase chain reaction)从质粒pEGFP-N1中扩增了EGFP 基因片段,再利用高效、快速、定向的TOPO克隆法将扩增片段克隆到pLenti6/ V5-D-TOPO载体中,构建了既能高效转染细胞又能方便观察蛋白表达情况的pLEGFP重组载体.通过PCR法鉴定及瞬时转染,结果显示,GFP基因正确地插入载体中,并能够在Hela细胞及鸡胚X期细胞中瞬时表达,但重组和对照质粒瞬时转染效果存在明显差异.通过该研究证实分子量大小、质粒和脂质体比例是影响转染的关键因素,也为转基因的研究提供了一种方法.     

绿色荧光蛋白及其在植物分子生物学研究中的应用

绿色荧光蛋白(GFP)是海洋生物水母(Aequoria victoria)体内的一种发光蛋白,近十年来成为在生物化学和细胞生物学研究和应用中用得最广泛的蛋白质之一。文章就绿色荧光蛋白的特性及其在植物分子生物学中应用的研究进展作了概述。     

绿荧光蛋白(GFP)研究进展

ＧＦＰ作为一种全新的标记基因,在生物学的各研究领域得到了广泛的应用,本文概述了的近年来相关方面的研究进展和重要应用,以及尚存在的不足。     

用于化学预防剂筛选的转基因细胞模型的建立

建立TK启动子以及抗氧化反应元件(ARE)增强子调控报告基因GFP在HepG2细胞中稳定表达的细胞模型。人工合成ARE增强子序列,经退火和磷酸化后插入pTK-GFP载体的TK启动子上游,构建pARE-TK-GFP重组质粒。PCR法扩增TK和ARE-TK目的片段克隆到pEGFP-N1上,构建TK启动子启动以及上游由ARE增强子调控的报告基因表达载体pTK-GFP/Neo和pARE-TK-GFP/Neo。脂质体转染法转染人HepG2肝癌细胞后加G418筛选出阳性克隆。经扩大培养的克隆细胞中加入化学预防剂PDTC和香菇多糖作用48h后检测细胞中GFP荧光强度,结果显示pARE-TK-GFP/Neo表达载体中的GFP基因受ARE增强子的调控,其表达水平高于对照载体且在一定范围内与化学预防剂的浓度呈剂量效应关系,从而表明所构建的细胞模型可用于各种天然或人工合成的化学预防剂的初步筛选。     

uPA基因重组GFP-腺相关病毒载体质粒的构建及其表达

利用基因重组技术,用RT-PCR法从幼鼠肾脏获得uPA cDNA,再克隆到质粒pAAV-IRES-hrGFP的多克隆位点,构建重组质粒pAAV-hrGFP-uPA,通过酶切和DNA测序鉴定重组质粒的正确性,采用磷酸钙共沉淀法,以重组质粒pAAV-hrGFP-uPA和pAAV-RC、pHelper共转染AAV-293细胞,产生具有传染性的病毒颗粒;用斑点杂交法测定重组病毒颗粒的滴度,再将此病毒颗粒体外转染到培养的肾小管细胞中,倒置荧光显微镜观察GFP的表达,用免疫组化法检测转染的uPA蛋白表达,结果表明：成功地构建uPA基因GFP-腺相关病毒重组质粒,病毒滴度达每mL 4×10^13病毒颗粒,60％～70％肾小管细胞感染了病毒颗粒,感染的肾小管细胞能稳定、高效表达外源uPA蛋白,为今后建立AAV-uPA基因治疗肾纤维化的模型奠定了良好的基础．     

赤点石斑鱼促甲状腺激素TSHβ启动子的克隆及其在斑马鱼胚胎原始性腺和垂体中定位表达

促甲状腺激素(Thyroid-stimulating hormone,TSH)具有调节生长,发育,代谢和生殖的功能,但是在低等脊椎动物中的功能研究较少。斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)促甲状腺激素TSHβ除在垂体中表达外还在性腺中表达,进一步发现TSHβ也在赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)性腺中表达。且在人工诱导的赤点石斑鱼中,随着雄性化的转变,TSHβ转录水平升高。为研究石斑鱼TSHβ特殊表达方式的调控机制,采用基因组步移技术扩增获得赤点石斑鱼TSHβ5′端序列共5112bp。将1864bp核心片段顺向克隆到pBK-TOL2载体中,pTSHβ-TOL2重组质粒与转座酶mRNA共注射斑马鱼一细胞期受精卵。Western blot结果显示,在受精后10h的尾芽胚中可检测到GFP的表达,胚体晚期GFP表达量最高。荧光显微镜追踪观察发现,受精后12-30hpf(Hours post fertilization)观察到GFP在原始生殖细胞(PGC)区域表达;36hpf-7dpf观察到GFP除在PGC区域表达外还在垂体中表达。由此可见,赤点石斑鱼TSHβ5′端1864bp的序列具有特异定位的启动子活性。     

Generation and characterization of a GFP transgenic rat line for embryological research

Model organisms expressing fluorescent proteins are important tools for research. The present study was performed to generate and characterize a new line of green fluorescent protein (GFP) transgenic rats for use as a model in experimental embryological research. We injected a GFP expression vector into 135 zygotes of the Sprague-Dawley (SD) rat strain. Embryo transfer of 103 surviving embryos resulted in the production of 35 offspring (33.9%) and two of them were transgenic (5.7%). Two transgenic rat lines that ubiquitously express GFP under the control of the cytomegalovirus-enhancer/beta-actin (CAGGS) promoter were generated by breeding. We studied the main embryological parameters of one these GFP transgenic lines. Homozygous GFP-transgenic females have the same ovulation and superovulation rates as wild type (WT) females. Transgenic embryos reached blastocyst stage in vitro and developed in vivo after embryo transfer without decrease in their developmental ability compared to the control group. The genotype of the parents determined the onset of GFP expression in preimplantation embryos. When the GFP gene is derived from the transgenic female parent, fluorescence was detected in oocytes and in embryos of all further stages of development. When the GFP gene is inherited by the transgenic male parent, GFP was only expressed from the blastocyst stage on. GFP-transgenic rats represent a valuable tool to mark embryos for many embryological studies such as transgenesis, gene expression patterns during early development, embryo aggregation for analysis of the distribution of cells in chimeric embryos and nuclear transfer to confirm the origin of the cloned offspring.     

绿色荧光蛋白及其在植物研究中的应用

绿色荧光蛋白（ＧＦＰ）是海洋生物水母（Ａｅｑｕｏｒｅａｖｉｃｔｏｒｉａ）体内的一种发光蛋白,分子量２７ｋＤ,由２３８个氨基酸组成。该蛋白６５～６７位ＳｅｒＴｙｒＧｌｙ三种氨基酸环化加氧形成特殊的生色团结构。野生型ＧＦＰ发光较弱,而且ｇｆｐｃＤＮＡ含有隐蔽型剪切位点,而加工改造的ＧＦＰ在植物中能够正常表达并且加强了荧光信号。ＧＦＰ作为新的报告基因和遗传标记被广泛应用于植物研究之中。     

电激转化GFP基因在小麦合子和早期原胚中的高频表达

用电激法将GFP基因成功转入分离的小麦(Triticum aestivum L.)合子及早期原胚中.在电场强度150 V/cm、电容25 μF、线性DNA浓度200 μg/mL、电激缓冲液pH 7.2的条件下,得到GFP基因在早期原胚中的高频瞬间表达(46.7%).与开花后5 d胚胎的最适电场强度相比,合子和早期原胚因较幼嫩而最适电场强度较低.电激后的一些早期原胚可以在KM8p培养基中培养并继续分裂,分裂后的细胞中也能观察到GFP基因的表达.此外,电激后的合子及2细胞、4细胞和8细胞原胚中没有看到基因表达的嵌合现象.