CRISPR/Cas9系统介导的棉花GhNAC3基因编辑

为创制棉花耐旱种质资源,解决棉花耐旱资源贫乏以及提高水资源利用率,研究依据CRISPR/Cas9编辑原理,对课题组前期利用RT-PCR技术筛选耐旱相关基因GhNAC3(Gh＿D02G0790)的第一外显子区域设计2个20 bp的编辑靶点,并在陆地棉基因组数据库中比对分析靶点序列,排除非特异性编辑,将2个靶点核苷酸片段分别与gRNA-AtU6载体连接,通过2次PCR扩增,得到含特异性连接接头的AtU6-GhNAC3表达盒,再将表达盒连接到CRISPR/Cas9(pRGEB32-7)载体上,获得CRISPR-GhNAC3重组表达载体,利用农杆菌介导法转化陆地棉受体YZ-1,再生培养得到T₀代转基因幼苗,通过PCR检测Cas9蛋白基因获得阳性株系。对T₀代植株的靶点区域序列进行PCR扩增和测序分析,鉴定GhNAC3编辑类型。结果发现,CRISPR9-GhNAC3表达载体成功转化YZ-1,并获得40株转基因再生植株,经Cas9蛋白基因鉴定得到30株阳性株系,从阳性植株选择10株进行编辑类型测序分析,发现7株在靶点区域发生编辑,编辑类型主要为碱基片段缺...     

农杆菌介导亚洲百合转化体系的建立及转GsZFP1基因研究

以亚洲百合‘耀眼’(Cedeazzle)无菌苗小鳞片为遗传转化受体,并利用农杆菌介导法将锌指转录因子基因GsZFP1转化‘耀眼’无菌苗小鳞片,初步建立亚洲百合‘耀眼’的遗传转化体系,通过筛选获得了50株疑似转化植株,通过用PCR方法对获得的50株疑似抗性植株进行检测,结果显示20株呈阳性,PCR阳性转化率为40%;将得到的阳性植株进行RT-PCR检测,获得12株RT-PCR阳性植株。结果表明,锌指转录因子基因GsZFP1在亚洲百合‘耀眼’中得到表达。     

豇豆胰蛋白酶抑制剂基因的克隆

利用RT-PCR的方法,从豇豆种子,子叶及成熟叶片中分别提取RNA,反转录后以该基因两端的保守序列为引物进行PCR扩增,PCR产物与pUCm-T载体连接进行克隆,蓝白筛选重组子,经测序,其核苷酸同源性高达100%,蛋白质同源性达91%。本试验同时对该基因的表达时期差异进行了大致检测。结果是种子的表达量最高,子叶其次,成熟叶中最低。     

新型玉米种子生产技术表达载体的构建及遗传转化

本研究在GenBank中找到花粉育性恢复基因MS45、花粉致死基因ZmAA1、颜色筛选标记基因DsRed2及其特异性启动子和终止子序列,并在目的基因和植物表达载体pCAMBIA3300设计带有限制性内切酶位点的特异性引物,扩增基因片段,双酶切目的片段及载体,回收后连接,构建表达载体pCAMBIA3300-MS45-DsRed2-ZmAAI,通过农杆菌介导的萌动胚遗传转化法将构建的表达载体转化到优良玉米自交系吉A001中,通过喷洒含5mg/L除草剂筛选得到397株草胺膦抗性植株,用PCR检测得到119株含有目的基因的阳性植株。结果表明,MS45-DsRed2-ZmAAI基因在玉米中得到表达。     

葡萄糖氧化酶基因片段的克隆与序列分析

根据Gen Bank发布的葡萄糖氧化酶基因序列设计PCR扩增引物,从筛选的1株可以产生葡萄糖氧化酶的菌株中克隆得到葡萄糖氧化酶基因片段,将该片段与p MD20-T载体连接后转化至大肠埃希菌DH5α中,测序并进行序列比对分析。结果表明,该克隆片段属于氧化还原酶超家族,且与同属氧化还原酶超家族中的Aspergillus niger strain BT18葡萄糖氧化酶相似度达到92%。从蛋白质预测的三级结构可以看出有FAD和NAG结合位点,说明该GOD片段理论上可以表达出GOD的主要功能。可以推断该克隆的基因片段为葡萄糖氧化酶基因片段。     

菘蓝APX基因克隆及序列分析

为进一步研究菘蓝APX基因的功能,构建了菘蓝APX基因真核表达载体。从菘蓝植株中提取总RNA,逆转录为cDNA,根据APX基因在该类植物中的同源性设计简并引物,利用PCR方法钓取目的基因,将目的基因与T载体连接,PCR检测阳性克隆,同时菌液送往测序公司进行测序。结果表明:测序片段的生物信息学分析证实了该序列与GenBank登录的APX基因一致。说明成功构建了菘蓝APX重组质粒和克隆鉴定了菘蓝APX基因,可进一步用于基因表达和表达产物的功能研究。     

桃蚜MpAChE基因RNAi表达载体构建及转化

通过害虫取食植物表达害虫发育关键基因dsRNA的转基因植株,分析能否通过抑制害虫特定基因的表达来防控害虫。本研究利用RT-PCR技术从桃蚜中克隆乙酰胆碱酯酶基因383 bp cDNA片段,命名为MpAChE。进一步利用该MpAChE基因片段构建植物RNAi表达载体RNAi-MpAChE,并通过浸花法转化野生型拟南芥,通过卡那霉素抗性筛选转化植株,PCR及Southern杂交进一步鉴定转基因植株。结果表明:克隆的cDNA片段与桃蚜中已克隆的乙酰胆碱酯酶(GenBank登录号AY147797)cDNA序列核苷酸一致性为99%。卡那霉素抗性初步筛选和PCR进一步鉴定,获得25株阳性转基因植株。从25株中随机选择的5株阳性植株,Southern杂交均为阳性。经接种桃蚜初步鉴定,转基因植株对蚜虫的抗性效果不显著。     

杜氏盐藻异养表达载体的构建及异养转化株的鉴定

分别构建杜氏盐藻诱导型和组成型异养表达载体,筛选并初步鉴定异养转化藻株。通过RT-PCR从人胎盘组织中克隆并鉴定人红细胞葡萄糖转运基因(Glut1),构建以诱导型双拷贝碳酸酐酶启动子(DCA)驱动Glut1表达的中间载体,然后与筛选标记Bar盒连接形成盐藻诱导型异养表达载体pMDDGN-Bar。此外,将pU?GUS(简称G5)质粒的GUS基因去除,回收大片段载体后与Glut1基因连接,构建以组成型启动子ubiquitin驱动的组成型异养表达载体G5Glut1-Bar。通过电击转化法转化盐藻,使Glut1得到表达,筛选具有草丁膦(PPT)抗性的表达Glut1的盐藻转化株。提取转化株总RNA,RT-PCR检测目的基因的整合。克隆获得了1479bp的Glut1序列,编码493个氨基酸。电泳检测各酶切结果表明Glut1、DCA、Nos和Bar盒已依次连接到相应的载体上,说明异养表达载体构建成功。经PPT筛选数周后,转化藻株生长良好,而对照野生藻株全部死亡。电泳检测RT-PCR产物表明两株转化株在相应位置(约250bp处)出现了较为特异的扩增条带,Blast同源性分析显示序列与人Glut1基因的同源性为100%。诱导型...     

Cloning and identification of APX gene from Isatis indigotica

为进一步研究菘蓝APX基因的功能,构建了菘蓝APX基因真核表达载体.从菘蓝植株中提取总RNA,逆转录为cDNA,根据APX基因在该类植物中的同源性设计简并引物,利用PCR方法钓取目的基因,将目的基因与T载体连接,PCR检测阳性克隆,同时菌液送往测序公司进行测序.结果表明:测序片段的生物信息学分析证实了该序列与GenBank登录的APX基因一致.说明成功构建了菘蓝APX重组质粒和克隆鉴定了菘蓝APX基因,可进一步用于基因表达和表达产物的功能研究.     

米曲霉FleA基因的原核表达及纯化

目的研究米曲霉FleA基因克隆菌株的构建及米曲霉凝集素(Aspergillus oryzae lectin, AOL)蛋白表达。方法培养米曲霉RIB40,TRIzol法提取米曲霉RNA,用反转录试剂盒合成FleA全基因,设计引物扩增FleA基因,并将此片段与PJET克隆质粒连接构建克隆菌株,经双酶切筛选出阳性克隆菌株送去测序,将序列正确的克隆菌与表达载体pET-28a(+)分别经过双酶切后连接,转化到宿主菌E.coil BL21,IPTG诱导AOL目的蛋白表达,SDS-PAGE检测分析。结果 PCR成功扩增获得FleA基因,大小约950 bp,成功连接至PJET克隆载体后,经双酶切回收后又与pET-28a(+)成功连接,经过IPTG诱导后SDS-PAGE检测结果显示目的基因成功表达。结论该研究成功构建了米曲霉FleA基因,获得了表达蛋白,为今后结构和功能研究奠定了一定的基础。     

蓖麻毒蛋白A链基因RNAi转化研究

通过基因沉默技术调控蓖麻毒蛋白A链基因的表达,以期获得低毒蓖麻新材料.利用基因克隆技术获得蓖麻毒蛋白A链基因762 bp片段,命名为RTA基因.进一步利用该基因构建了植物RNAi表达载体pBI-RTA-S-AS,通过农杆菌介导法转化蓖麻子叶节,用卡那抗性筛选转化再生植株,PCR进一步鉴定转基因植株.结果表明:克隆得到目的基因长762 bp,与预期结果一致;卡那抗性筛选和PCR鉴定结果显示,获得了3株转基因阳性植株.     

果蝇dro基因的克隆与原核表达载体构建

目的:检测drosocin对农作物致病菌的抑菌作用,构建含drosocin基因dro的原核表达载体。方法:以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)DNA为模板,由特异引物通过PCR方法扩增dro基因的编码序列,将此片段连接在克隆载体pMD18-T上进行测序,再用酶切-连接的方法将目的片断亚克隆到携带有6×组氨酸二氢叶酸还原酶标签的原核表达载体pQE40上。结果:克隆得到大小为195bp的dro基因片段,并成功构建了原核表达载体pQE40/dro。结论:克隆到dro基因,构建了原核表达载体pQE40/dro,并获得了转化株M15[pREP4]/dro。     

‘云香’水仙ACC合成酶基因NtACS1的克隆及遗传转化

为探究多花水仙ACS基因的序列特征及功能,以‘云香’水仙盛花期花瓣为试验材料,根据‘云香’水仙花朵转录组数据信息,通过RT-PCR方法克隆出1个ACS基因,命名为NtACS1(GenBank KX082936);NtACS1开放阅读框(ORF)长度为552bp,编码183个氨基酸。编码蛋白质分子量约为20.6KDa,理论等电点为6.30,不稳定系数为65.49,属于不稳定的疏水性蛋白。通过qRT-PCR对‘云香’水仙不同时期花瓣和副冠中的NtACS1基因进行了表达分析,得到与‘云香’水仙花朵转录组数据中相同的结果:NtACS1基因在‘云香’水仙花瓣和副冠中的表达都是随着花衰老过程呈现逐渐下降的趋势,且NtACS1基因在花瓣和副冠中的表达峰值都在花苞期,表明NtACS1基因编码的蛋白是在乙烯生物合成途径的系统1发挥催化作用的ACC合成酶。成功构建了NtACS1基因的正义植物表达载体,并通过农杆菌介导法获得8株转基因烟草,PCR和RT-PCR检测显示其中有6株为阳性植株,初步证实NtACS1基因已导入烟草基因组中且在烟草中已表达。该研究结果为进一步分析NtACS1基因的功能和后续转化水仙延长其花期研究奠定了基础。     

K-Ras~(G12D)基因突变体慢病毒载体的构建及其鉴定

目的:构建K-RasG12D基因突变体慢病毒载体。方法:从病人组织中提取RNA通过RT-PCR反转录获得cDNA作为K-RasG12D基因模板,通过PCR法扩增出K-RasG12D基因突变体片段。将酶切的片段克隆入真核表达载体pCDH-CMV-MCS-EF1-RFP中,构建K-RasG12D基因突变体逆转录病毒真核表达载体。将连接产物转化至感受态大肠埃希菌DH5α,挑取转化平板上的细菌克隆,在抗生素培养液中培养过夜后进行PCR鉴定。经测序正确后转染293T细胞系,利用重组质粒PCR及串联基因表达的检测等方法对目的基因的转录与表达进行分析与鉴定。结果:所构建的K-RasG12D突变体基因逆转录病毒真核表达载体经PCR鉴定和测序鉴定正确,转染293T细胞后可以观察到可检测到高强度表达的RFP荧光信号。结论:成功构建了重组真核表达载体,为下一步建立稳定转染细胞系及进一步研究K-Ras突变在癌症发病中的作用奠定了基础。     

植物介导的RNA干扰南方根结线虫Mi-eft2基因的转基因番茄的研究

本研究构建了植物干扰南方根结线虫Mi-eft2基因的载体pBI-RNAi;建立了番茄再生体系和番茄农杆菌侵染后的再生体系;并利用该体系转化了对照空载体pBI121和干扰载体pBi-RNAi,经过卡那霉素抗性筛选和基因组DNA中报告基因及RNAi片段的PCR检测筛选,一共获得5株pBI121转化的阳性植株,获得9株p BI-RNAi转化的阳性植株。该研究为今后进行转基因植株介导的干扰线虫目的基因的表达,降低线虫侵染能力的研究奠定了基础。     

转拟南芥AtKup1基因高含钾量烟草获得

提取拟南芥幼根总RNA,进行RTPCR逆转录,产物测序,将其构建到含Km(带内含子)筛选标记的植物双元表达载体上,根癌农杆菌介导法将AtKup1基因导入烟草,对转化子进行PCR扩增、GUS染色、Southern杂交和AtKup1基因mRNA荧光定量PCR分析,并进行烟叶内在成分化验分析。PCR获得2100bp左右扩增产物,测序结果证实扩增产物序列与拟南芥AtKup1基因(GenbankNo:AF029876)一致;得到GUS染色阳性的AtKup1基因转化烟草材料29株。经PCR扩增、分子杂交检测证实AtKup1基因已整合到转基因烟草的基因组,荧光定量PCR分析可以在幼根中检测到AtKup1基因的mRNA转录。烟叶含钾量化验结果表明导入的AtKup1基因在转化材料中成功表达,使烟叶含钾量提高约45%。     

‘云香’水仙ACC氧化酶基因的克隆表达分析及其遗传转化与鉴定

利用RT-PCR技术,从‘云香’水仙中克隆了1个新的ACO(ACC氧化酶)基因(NtACOY2)。NtACOY2基因全长975bp,开放阅读框(ORF)936bp,编码311个氨基酸残基,蛋白分子量为35.83kD。蛋白结构预测发现,该蛋白含有典型的ACO家族保守的DIOX_N和20G-FeⅡ_Oxy结构域。进化分析表明,NtACOY2编码的氨基酸序列高度保守。实时荧光定量PCR表明,NtACOY2在花瓣和副冠中的表达均随着‘云香’水仙花的衰老而逐渐上升,并且各个时期花瓣中的表达量均高于副冠,在花蕾期的花瓣中表达量达到最高,表明NtACOY2基因可能参与‘云香’水仙花的发育,并且与其花衰老密切相关。通过PCR和酶切反应鉴定,成功构建了NtACOY2基因的正反义植物表达载体,将正义载体经农杆菌介导转化烟草,PCR检测显示共有15株转化植株扩增出了与阳性对照大小相同的片段,进一步用RT-PCR鉴定阳性转化植株,最终获得了12株转基因烟草。随机选取2株转基因植株(Z1、Z2)与野生型(WT)完全相同条件下移栽温室培养,结果 Z1、Z2分别比WT提前8和7d开花,且转基因烟草花朵开放数量均多于野生型,表明NtACOY2在转录水平能够正常表达。实验结果为进一步研究NtACOY2基因的功能奠定了基础。     

果聚糖蔗糖转移酶基因的克隆及耐盐转基因烟草的培育

用PCR方法克隆了枯草杆菌(Bacillus subtilis)果聚糖蔗糖转移酶基因(SacB),将其与克隆自酵母(Saccharomyces cerevisiae)的羧肽酶A的液泡引导信号序列连接得到嵌合基因。测序验证后．插入含NPTⅡ基因的植物双元表达载体pBin438中,经农杆菌介导转化烟草。部分经卡那霉索筛选的抗性芽能在含1％NaCl的Ms培养基上正常生根,而未转化芽不能生根或根生长缓慢。转基因小苗移入盛蛭石的花盆并浇灌含1％NaCl的hoagland＇s营养液,17d后,其中一些转基因烟草植株生长良好,而未转化苗出现明显萎蔫。PR扩增及Nonhem分析证实SacB基因已导入转基因植株并得到转录。此结果表明SacB基因的植物基因工程可提高烟草植株的耐盐性。     

丙型肝炎病毒核心蛋白基因在毕赤酵母中克隆与分析

目的:克隆丙型肝炎病毒核心蛋白基因及其上游DNA序列,为此基因的表达研究作准备。方法:用反转录和PCR方法从HCV的总RNA中扩增得到核心蛋白基因及其上游DNA序列,连接到pMD18-T载体上,用限制性内切酶切下目的基因,插入到巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建成重组质粒,测序证明正确后,再将目的基因在毕赤酵母中进行克隆,鉴定。结果:重组质粒转化毕赤酵母后,经PCR鉴定,证明形成了目的基因的克隆。结论:应用毕赤酵母作为受体菌,pPIC9K为载体,成功克隆了HCV核心蛋白基因。     

二代测序应用于检测GT1-7细胞中KISS1和GnRH启动子的DNA甲基化状态的研究

目的:利用二代测序技术检测GT1-7细胞中KISS1和GnRH基因启动子范围内的甲基化状态,并用金标准的亚硫酸氢盐修饰后的克隆测序作为对照,比较二代测序与金标准克隆测序在研究DNA甲基化检测中的差别。方法:提取GT1-7细胞基因组DNA并进行亚硫酸氢盐处理。进行巢式PCR,将PCR产物进行二代测序。同时采用金标准的亚硫酸氢盐修饰后克隆测序的方法作为对照,对相同批次的PCR产物进行克隆测序。结果:PCR产物二代测序结果表明KISS1和GnRH两个基因的27个CpG甲基化位点信息完整,结果准确。挑取10个克隆进行一代测序结果表明序列无丢失,KISS1和GnRH两个基因的27个CpG甲基化位点信息完整。结论:利用高通量的二代测序技术能够有效的对DNA甲基化的PCR产物进行检测,二代测序和克隆测序都是研究DNA甲基化的有效方法,但前者与克隆测序相比每一个读取序列(reads)都相当于一个单克隆,且二代测序每个区段得到成百上千个reads,因此二代测序结果更加精确。