优化反向PCR法分离转基因油菜外源T-DNA侧翼序列的研究

[目的]优化反向PCR（IPCR）条件分离油菜转基因外源T-DNA的侧翼序列。[方法]以单拷贝的转基因油菜FS4为研究材料,用改良CTAB法提取转基因油菜总DNA,并进行酶切、纯化、自连接,再通过两轮巢式PCR扩增,进行序列对比。[结果]两轮巢式PCR扩增得到1个大小为4.0kb的片段,其序列与油菜数据库中BH652424和BZ044084两序列同源性分别高达97.8%和63.4%。根据序列比对结果设计特异引物对进行PCR验证的结果,也证明了FS4转基因油菜中T-DNA的确插入在该位点。[结论]优化后的IPCR条件能成功分离油菜转基因外源T-DNA的侧翼序列。     

基于重测序鉴定耐盐转基因大豆事件外源T-DNA整合位点及特异性检测

[目的]转基因大豆事件L8014是本研究前期利用农杆菌介导的大豆子叶节高效遗传转化技术体系,将来源于山菠菜的基因BADH导入大豆(Glycine max)‘Williams 82’而获得具有良好耐盐(1.5%NaCl)性状的转基因大豆(该材料已经完成环境释放试验)。T-DNA插入位点侧翼序列的获得与分析对于转基因事件的安全评价及应用非常重要,本文旨在明确该转基因大豆材料的分子特征及其检测方法,以进一步推进安全评价。[方法]利用Southern杂交检测转基因大豆外源基因的拷贝数;基于基因组重测序技术,采用BWA(Burrows-Wheeler-Alignment)方法将重测序数据与T-DNA序列以及大豆基因组序列进行比对分析。[结果]T-DNA在大豆基因组10号染色体上的基因组区间3925017—3926022位点,插入方式为反向插入;结合PCR扩增技术获得外源T-DNA整合位点的左、右边界侧翼序列,基于该序列建立了转BADH基因大豆事件L8014的特异性PCR检测方法。[结论]本研究获得了转基因事件的整合位点及侧翼序列,方法快速、结果可靠,为转基因大豆及其衍生产品的检测提供了技术支撑。     

抗病转基因大豆事件B4J8049外源T-DNA整合位点分析及特异性检测

大豆疫霉根腐病是由卵菌纲病原菌—疫霉菌(Phytophthora sojae)引起的大豆毁灭性病害之一。本研究前期利用农杆菌介导转化技术,将广谱抗病基因hrpZm导入栽培大豆Williams 82,获得高抗疫霉根腐病转基因大豆新品系B4J8049,并已进入环境释放试验阶段。为进一步推进该转化事件的生物安全评价及应用,本研究采用热不对称交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR,TAIL-PCR)方法分析外源T-DNA整合位点右边界序列,并依据其序列特征,建立该转化事件特异性检测方法。Southern杂交检测结果表明,转基因大豆事件B4J8049外源T-DNA插入拷贝数为1个。根据外源T-DNA插入片段序列设计3条嵌套特异性检测引物,与简并引物组合进行TAIL-PCR扩增反应,获得外源TDNA插入位点右边界序列。BLAST分析(https://soybase.org/)表明,外源T-DNA片段以单拷贝形式反向插入的方式整合到大豆基因组中第8号染色体的187 824位点。在此基础上,依据插入位点右边界序列设计检测引物,建立转基因大豆事件B4J8049特异性检测方法。本研究为该抗病转基因事件B4J8049及其衍生产品特异性检测提供依据。     

转抗草甘膦基因烟草T-DNA侧翼序列的扩增与分析

[目的]研究抗草甘磷基因在烟草中的插入位点、T—DNA结构等整合情况。[方法]利用现有的3个转抗草甘膦基因的烟草材料,通过PCR Walking的方法扩增出携带抗草甘膦基因的T-DNA侧翼序列,并用DNAMAN、BLAST等生物信息学方法进行分析。[结果]对获得的PCR条带进行分析,结果表明这些侧翼序列均含载体骨架序列且结构各不相同。T-DNA和载体骨架序列都存在重组现象。[结论]研究在转基因植株中检测到了载体的骨架结构,说明转基因的同时有可能会造成非目的基因的转移,即转基因植物存在一定的风险,应对转基因植物转化载体和基因工程技术路线进一步改良。     

转基因油菜W-4 T-DNA旁侧序列分析与事件特异性检测

W-4是通过农杆菌介导法将fad2基因的反向重复序列表达框转入甘蓝型油菜Westar后获得的转基因高油酸油菜品系.为建立W-4的转基因事件特异性PCR检测技术,应用温度不对称PCR（TAIL-PCR）扩增获得转基因油菜W-4的T-DNA插入位点的左、右旁侧序列.其中右边界旁侧序列长度为290 bp,其碱基组成G＋C含量为31.27％、A＋T含量为68.73％;左边界旁侧序列长度为365 bp,其碱基组成G＋C含量为32.6％、A＋T含量为67.4％,表明该T-DNA整合在富含AT区.序列比对结果发现,该转基因事件中,T-DNA左边界序列完全整合到油菜基因组中,仅有1个碱基由G转换成了A.而右边界则缺失了包括RBborder在内的62个碱基.结果表明：转基因高油酸油菜T-DNA的整合是一次无载体序列的整合.依据左、右边界旁侧序列和转基因载体的T-DNA左右边界序列设计了2对特异性引物TLF/TLR和TRF/TRR,能从W-4基因组DNA中扩增出大小分别为485和405 bp的预期产物,而在其他转基因油菜、非转基因油菜的基因组DNA和空白对照中均无特异性扩增产物,据此建立了W-4的转基因事件特异性PCR检测技术.应用该检测技术可以从含有0.1％ W-4基因组DNA的混合样品中扩增出特异产物,检测灵敏度达0.1％.可对W-4的转基因事件进行特异性检测.     

水稻抗白叶枯病T-DNA插入突变体侧翼序列的分离和分析

采用PCR-walking方法对水稻抗白叶枯病突变体G48的侧翼序列进行分析。通过特异性嵌套引物扩增和序列比对分析获得了该突变体T-DNA左、右边界侧翼序列,确定T-DNA插入水稻日本晴第三染色体clone OSJNBa0076E06(AC132215.1)位点上,左、右边界插入位点分别位于该克隆的第93 750、93 824碱基处。PCR-walking方法为T-DNA的侧翼序列分析提供了一种简单、高效的方法。     

利用二代测序技术对柔嫩艾美耳球虫T-DNA整合位点的分析及鉴定

为建立一种适用于转基因球虫的快速且准确的分析T-DNA整合位点的方法，本研究利用二代测序技术对转基因柔嫩艾美耳球虫EtM2e虫株进行基因组重测序分析，基于嵌合体reads比对分析T-DNA的插入位点，通过T-DNA特有序列以及外源基因与球虫同源序列的测序深度进而分析T-DNA拷贝数，最后利用PCR扩增验证分析位点。结果表明:1)二代测序下机数据过滤后获得数据7.2 Gb，Q20为96.1%，Q30为89.2%，能够比对至柔嫩艾美耳球虫参考基因组的reads数为23 992 361×2，平均测序深度为80×，reads全基因覆盖结果表明整个染色体被覆盖的较为均匀，测序的随机性比较好，可以进行后续分析；2)比对至T-DNA序列的reads数为3 106和3 036，平均测序深度为140×，嵌合体reads序列信息表明T-DNA只存在一个插入位点，位于HG994969.1:2 704 213~2 705 255；3)T载体骨架特有序列卡那抗性基因的平均测序深度为67×，T-DNA特有序列EYFP基因的平均测序深度为85×，而T-DNA与球虫同源序列His4基因的5′调控区序列的平均测序深度为154×，Actin基因的3′调控区序列的平均测序深度为164×，同源序列的平均测序约为特有序列平均测序深度的2倍，这表明T-DNA为单拷贝，与发现一个插入位点的结果相符合；4)经PCR验证分析成功鉴定了该整合位点。转基因艾美耳球虫EtM2e虫株T-DNA整合位点的鉴定为后续转基因球虫鉴定提供了技术平台，也为球虫活载体疫苗的研发提供了一个潜在的靶位点。     

PSORA：一种基于高通量测序的T-DNA插入位点分析方法

【目的】建立一种批量分析T-DNA插入位点的简单、有效的方法。【方法】提供一种基于高通量测序技术的T-DNA插入位点的分析方法,将其命名为PSORA：Parallel sequencing of one round amplicons。首先对一轮交错式热不对称PCR（TAIL-PCR）的扩增产物进行高通量测序,随后通过生物信息学分析T-DNA插入位点,该方法降低了TAIL-PCR过程中对特异性扩增的要求。PSORA中使用的引物一侧为简并引物,另一侧为T-DNA特异性引物。在特异性引物的5’端设计6 nt的样品标签（Barcode）,用于标记不同的转化事件。所使用的5个转基因烟草株系（L1、L6、L9、L15和L19）由农杆菌介导质粒pBI121转化获得。此外,通过标准PCR对PSORA的结果进行验证。【结果】利用PSORA对5个转基因株系的T-DNA插入位点进行分析,结果显示,L6含2个插入位点（NW_015801367的36 316 bp处和NW_015950898的42 202 bp处）,L9、L15和L19各含1个插入位点（L9的插入位点为NW_015943682的235 969 bp处;L15的插入位点为NW_015802951的60 529 bp处;L19的插入位点为NW_015863435的12 188 bp处）,L1的插入位点未能成功获取。对生物信息学分析结果进行PCR验证,含不同插入位点的转基因株系之间可互为阴性对照,野生型（WT）作为空白对照,结果表明,在各转基因株系中均得到与预期一致的特异性扩增,该结果验证了PSORA的有效性。【结论】PSORA是一种分析T-DNA插入位点的有效方法,可以同时分析多个插入事件,相对于传统的染色体步移方法更简便、快速。     

转基因油菜W-4T-DNA旁侧序列分析与事件特异性检测(英文)

W-4是通过农杆菌介导法将fad2基因的反向重复序列表达框转入甘蓝型油菜Westar后获得的转基因高油酸油菜品系。为建立W-4的转基因事件特异性PCR检测技术,应用温度不对称PCR(TAIL-PCR)扩增获得转基因油菜W-4的T-DNA插入位点的左、右旁侧序列。其中右边界旁侧序列长度为290 bp,其碱基组成G+C含量为31.27%、A+T含量为68.73%;左边界旁侧序列长度为365 bp,其碱基组成G+C含量为32.6%、A+T含量为67.4%,表明该T-DNA整合在富含AT区。序列比对结果发现,该转基因事件中,T-DNA左边界序列完全整合到油菜基因组中,仅有1个碱基由G转换成了A。而右边界则缺失了包括RB border在内的62个碱基。结果表明:转基因高油酸油菜T-DNA的整合是一次无载体序列的整合。依据左、右边界旁侧序列和转基因载体的T-DNA左右边界序列设计了2对特异性引物TLF/TLR和TRF/TRR,能从W-4基因组DNA中扩增出大小分别为485和405 bp的预期产物,而在其他转基因油菜、非转基因油菜的基因组DNA和空白对照中均无特异性扩增产物,据此建立了W-4的转基因事件特异性PCR检测技术。应用该检测技术可以从含有0.1%W-4基因组DNA的混合样品中扩增出特异产物,检测灵敏度达0.1%。可对W-4的转基因事件进行特异性检测。     

转基因水稻吉生粳2号的外源基因旁侧序列分离及事件特异性PCR检测方法

利用染色体步移方法从转基因水稻吉生粳2号基因组中分离了外源基因T-DNA整合左边界旁侧序列,长度为297 bp。通过对左边界旁侧序列的同源性比对分析定位了外源基因T-DNA在吉生粳2号基因组中的整合位点,为水稻基因组第1号染色体的第41 607 441 bp处(Gen Bank sequence ID:NC_008394.4)。依据整合位点右侧设计的1条引物和TDNA右边界设计的3条引物分别进行PCR扩增分离到了右边界旁侧序列。根据左边界旁侧序列和T-DNA整合位点,建立了吉生粳2号事件特异性定性PCR检测方法,该方法为转基因水稻吉生粳2号的身份识别提供了有效手段。     

农杆菌介导的甘蓝型油菜“中双11号”的遗传转化

[目的]研究农杆菌介导的甘蓝型油菜"中双11号"的遗传转化过程。[方法]选取甘蓝型油菜"中双11号"为材料,以萌发后5～7 d的无菌苗下胚轴为外植体,采用农杆菌侵染法,建立该品种油菜的转基因方法,分别在卡那霉素和Basta除草剂的条件下筛选再生植株,并用PCR和组织化学的方法对筛选出的再生植株进行分子鉴定。[结果]试验筛选到了阳性植株(T0),并于T1代植株中鉴定到了PCR阳性植株。[结论]该研究为我国油菜转基因技术的完善提供了依据。     

甘蓝型油菜种子油体蛋白提取及双向电泳分析

[目的]研究不同含油量油菜种子油体蛋白差异表达,为提高油菜含油量提供参考.[方法]分别从高低含油量油菜种子中分离油体,提取油体蛋白,经双向凝胶电泳后,分析油体蛋白质组的二维表达图谱.[结果]仅在高含油量品种种子油体蛋白质组中出现的蛋白点有3个;仅在低含油量油菜品种油体蛋白质组中出现的蛋白点有4个;在两者中均出现、且表达量差异在两倍以上的蛋白点有16个.[结论]采用蛋白质组学技术对不同含油量油菜种子油体蛋白进行比较蛋白质组学研究,是有效研究油菜种子含油量性状的技术手段.     

26份甘蓝型油菜自交系指纹图谱分析

[目的]为改良甘蓝型油菜品种与杂种优势育种提供参考。[方法]通过RAPD标记技术,分析甘蓝型油菜自交系相互间亲缘关系远近,并在此基础上构建材料的DNA指纹图谱。[结果]华东地区与西南地区的甘蓝型油菜自交系具有明显的遗传差异,分属在6个类别中,其中西南地区的材料在6大类中都有归属,个别自交系材料单独归属在一个大类,与同地区的其他材料的遗传距离较大。[结论]自交后代选系中可能包含亲本的某些优良基因,有助于引入特异种质资源和丰富的变异类型。     

油菜内生真菌的分离及其抑菌活性的研究

[目的]探讨油菜内生真菌的抑菌活性。[方法]从油菜的不同组织内分离内生真菌,研究它们对植物病原真菌的抑制作用,并对活性菌株进行了初步鉴定。[结果]从油菜的根、茎、叶中共分离出12株内生真菌,其中2株(WG5和WJ2)对病原真菌均有不同程度的抑制作用,尤其对油菜菌核病菌和小麦黄斑叶枯病菌的抑制率最高,而且其发酵滤液经高温处理后活性不丧失,对病原真菌仍有较强的抑制作用,具有一定的生防潜能。[结论]油菜内生真菌可以产生具有抑菌活性的次生代谢产物,为新型活性物质的筛选提供新的途径。     

甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体构建

[目的]为研究质体定位的乙酰辅酶A羧化酶转化叶绿体奠定基础。[方法]根据GeneBank上的甘蓝型油菜的叶绿体DNA序列设计1对引物,通过PCR扩增获得与甘蓝型油菜叶绿体基因组可发生同源重组的DNA片段,构建甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体,并在大肠杆菌中通过平板定性分析和Western印迹对所构建载体上的表达盒进行功能鉴定。[结果]以甘蓝型油菜的叶片叶绿体基因组DNA为模板进行PCR扩增,获得4 357 bp的DNA片段,包含2个开放阅读框RbcL和β-CT。成功构建了甘蓝型油菜叶绿体多顺反子单交换表达载体pHBM720,而且同一多顺反子的3个基因均在大肠杆菌中得到表达。[结论]该叶绿体多顺反子单交换表达载体具有较强的通用性与安全性,比双交换表达载体更具优越性。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系六020327A的选育

［目的］选育品质优良、综合性状好、配合力强的不育系。[方法］利用引进种植的品系03P27中的雄性不育单株,采取田间选择和品质筛选相结合,不育株后代连续回交的方法对其进行选育。［结果］育成甘蓝型油菜双低不育系六020327A,经田间性状鉴定表明,属细胞质雄性不育系。该不育系芥酸含量0.3%,硫甙含量26.68 μmol/g,含油量达40.69%;其育性对温度反应比较迟钝,高温败育彻底;具有田间性状好、长势强、抗逆性和配合力较强等特点。［结论］不育系六020327A是开展优质杂交油菜品种选育的重要材料。     

根癌农杆菌介导AtNHX1基因转化甘蓝型油菜的研究(摘要)(英文)

[目的]研究根癌农杆菌介导AtNHX1基本对甘蓝型油菜的转化。[方法]采用根癌农杆菌介导法,应用cre/lox植物表达载体,研究Na+/H+逆向转运蛋白AtNHX1基因对甘蓝型油菜的转化。[结果]甘蓝型油菜带柄子叶的再生频率远大于下胚轴的再生频率,因此选择带柄子叶作为转化受体。带柄子叶经浓度OD600为0.4的菌液中侵染8～10min,卡那霉素抗性绿苗率达3.75%。[结论]对抗性植株的PCR检测证明,外源基因已经整合到油菜基因组中,为提高甘蓝型油菜耐盐能力研究提供了新的途径。     

3种植物Ran基因的克隆及序列分析

［目的］研究洋葱、大蒜和油菜中Ran基因与拟南芥Ran2基因的同源性,以确定3种植物材料能否作为拟南芥的替代材料研究Ran的定位。［方法］采用RTPCR方法,以拟南芥Ran2的引物分别从洋葱、大蒜和油菜分裂细胞提取的总RNA中克隆出同源基因,进行测序、比对分析。［结果］洋葱、大蒜和油菜的Ran基因开放阅读框分别为666、663和666bp;分别编码221、220和221个氨基酸,分子量约24.3kD;与拟南芥AtRan2氨基酸序列同源性分别为99.1%、100.0%（除末端缺少1个天冬氨酸D外）和96.4%;进化树分析显示洋葱和大蒜Ran基因与拟南芥进化关系更近。［结论］为进一步研究植物Ran基因的生物学功能奠定了基础。     

甘蓝型油菜透明种皮12（TT12）基因家族反义抑制植物表达载体的构建

【研究目的】构建一个同时反义共抑制甘蓝型油菜(Brassica napus)透明种皮12基因家族(BnTT12)转录的植物表达载体。【方法】通过PCR扩增得到BnTT12家族一段503bp的特异保守片段TT12A,通过亚克隆整合到中间载体pCambia2301G,构建TT12反义植物表达载体pCambi-a2301G-TT12A。采用液氮冻融法将其转化到根癌农杆菌。【结果】经过PCR鉴定、酶切鉴定和DNA测序证实载体构建成功,并转化到根癌农杆菌LBA4404菌株中形成TT12反义表达载体的工程菌株。【结论】pCambia2301G-TT12A的成功构建为利用此反义载体通过遗传转化获得转基因新型黄籽油菜和进一步探明TT12基因在甘蓝型油菜种皮色素合成途径中的分子生物学机理奠定了基础。