块根特异启动的木薯SBE Ⅰ、SBE Ⅱ基因RNAi载体的构建及鉴定

利用基因重组技术,分别克隆木薯SBEⅠ基因ORF中的494 bp的片段和SBEⅡ基因ORF中的340 bp的片段;并通过重叠延伸PCR方法,扩增融合SBEⅠ、SBEⅡ基因片段的大片段SⅢ,将其正向、反向插入植物RNAi表达载体pART27中,同时克隆块根特异性启动子取代原来载体上自有的35S启动子,构建块根特异启动的可编码发夹结构的RNAi表达载体Sp-pRNAiSⅢ,为后续培育高直链淀粉含量的木薯新品种等实验打下基础。     

玉米淀粉分支酶sbeⅡb基因启动子的克隆和表达载体构建

以玉米基因组DNA为模板,通过LA-PCR技术扩增了玉米淀粉分支酶sbeⅡb基因启动子序列,并将其克隆到pMD18-TVector上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析并测序。结果表明,该启动子和Genbank中发表的玉米淀粉分支酶sbeⅡb基因启动子同源性达98.52%,克隆片段长为934bp。再将经BamHⅠ和HindⅢ双酶切得到的启动子片段克隆到相同酶酶切的pBI121载体上,构建植物表达载体pBI121-sbeⅡb,并进行酶切鉴定和PCR检测。结果显示,启动子基因sbeⅡb已成功整合到植物表达载体pBI121上。序列中发现高等植物启动子所特有的基本核心序列和种子特异表达所需的特殊调控元件。     

草莓NCED基因正反义表达载体和RNAi载体的构建

根据草莓（Fragaria ananassa Duch）NCED基因序列（GenBank： HQ399498），克隆NCED基因开放阅读框，将该片段插入植物表达载体pBI 121的CaMV 35S 启动子和NOS 终止子之间，构建了正义表达载体pBI 121NCED。克隆NCED基因正义、反义片段和作为内含子的gusA基因片段，以植物表达载体pBI 121为基础，以pCAMBIA2301作为中间载体，通过多次酶切和连接，成功构建了草莓NCED基因RNAi表达载体pBI 121NCEDRNAi和反义表达载体pBI 121NCEDF。经PCR、限制性内切酶酶切和测序鉴定后，成功将pBI 121NCED、pBI 121NCEDF和pBI 121NCEDRNA 3个重组表达质粒导入农杆菌EHA105中。研究结果为进一步研究草莓NCED基因的功能奠定了基础。     

青稞幼苗期叶片中 SBEⅡa基因的克隆及其表达分析

为进一步研究淀粉分支酶(Starch branching enzyme,SBE)在青稞叶片淀粉代谢中的作用,以青稞品种喜马拉雅2号和康青1号为材料,通过同源克隆技术分离 SBEⅡa基因,并对分离得到的 SBEⅡa基因进行生物信息学分析,同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术和淀粉分支酶活性测定试剂盒分析了在高温、低温和盐胁迫条件下 SBEⅡa基因的表达情况和SBEⅡa蛋白酶活性的变化情况。结果表明,从喜马拉雅2号和康青1号克隆得到的 SBEⅡa基因ORF区为2466 bp,编码821个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白质分子量为92.09 kDa,预测等电点(pI)为5.4,是酸性蛋白;该蛋白酶的不稳定系数为38.03,属于稳定蛋白;参试材料与大麦的亲缘关系最近,与细江蓠的亲缘关系最远。qRT-PCR和蛋白酶活性测定结果表明, SBEⅡa基因在不同环境下表达水平和SBEⅡa蛋白酶活性变异具有高度的正相关性,在不同环境和不同材料之间没有明显差异。     

大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因RNAi载体的构建

采用PCR技术扩增得到胰蛋白酶抑制剂KTi基因正义和反义片段、大豆种子特异性启动子7αP和作为内含子的GUS基因片段,将其分别连入克隆载体pMD18-T Vector中.然后以植物表达载体pCAMBIA1301为基础,通过AHLG作为中间载体,根据RNAi原理将组成RNAi 结构的4个目的片段分别连入其中,成功构建了种子特异性RNAi表达载体p1301-KTiRi.研究结果为RNAi技术在大豆品质改良中的应用提供了基础.     

木薯淀粉分支酶基因克隆及反义表达载体的构建

利用RT-PCR方法,用木薯块根cDNA做模板克隆获得支链淀粉合成的关键酶基因SBEII,经序列分析,同源性为98.07%;以PCAMBIA1301为基础,构建了以块根特异表达启动子Sporamin驱动的SBEII基因反义结构的植物表达载体.     

香蕉叶片颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ和可溶性淀粉合成酶Ⅲ基因的克隆与序列分析

以香蕉栽培品种“天宝蕉”（Musa spp. cv. Tianbao）的叶片为材料,采用同源克隆法结合RT-PCR和RACE法,首次从香蕉中获得颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ（Granule-Bound Starch SynthaseⅠ, GBSSⅠ）基因的cDNA全长片段和可溶性淀粉合成酶Ⅲ（Soluble Starch Synthase Ⅲ, SSⅢ）基因的ORF, 并分别对其核酸序列及其推导的氨基酸序列进行了生物信息学分析。香蕉叶片GBSSⅠ基因全长2 277 bp, 编码616个氨基酸; SSⅢ基因ORF长3 009 bp, 编码1 054个氨基酸。 GBSSⅠ和SSⅢ的克隆为从分子生物学水平上研究香蕉叶片中参与淀粉合成的关键酶的表达与调控奠定重要基础。     

Cloning and Sequence Analysis of GBSS Ⅰ and SSⅢ from the Leaves in Musa spp.

以香蕉栽培品种“天宝蕉”(Musa spp.cv.Tianbao)的叶片为材料,采用同源克隆法结合RT-PCR和RACE法,首次从香蕉中获得颗粒结合性淀粉合成酶Ⅰ (Granule-Bound Starch SynthaseⅠ,GBSS Ⅰ)基因的cDNA全长片段和可溶性淀粉合成酶Ⅲ(Soluble Starch SynthaseⅢ,SSⅢ)基因的ORF,并分别对其核酸序列及其推导的氨基酸序列进行了生物信息学分析.香蕉叶片GBSS Ⅰ基因全长2 277 bp,编码616个氨基酸；SSⅢ基因ORF长3009bp,编码1 054个氨基酸.GBSSⅠ和SSⅢ的克隆为从分子生物学水平上研究香蕉叶片中参与淀粉合成的关键酶的表达与调控奠定重要基础.     

中国水仙NtBCH基因的克隆及LCYE RNAi与反义BCH双价植物表达载体的构建

参考洋水仙BCH基因设计引物，以中国水仙花瓣cDNA为模板克隆出中国水仙NtBCH基因，全长959 bp，编码303个氨基酸。以中国水仙LCYE和BCH为目的基因，利用pKANNBIAL、pBI121和pCAMBIA1301等载体构建了LCYE RNAi与反义BCH双价植物表达载体，为利用基因工程技术改良中国水仙奠定了基础。     

玉米淀粉分支酶基因的克隆和反义载体的构建

应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增了玉米淀粉分支酶的cDNA基因片段,并将其克隆到pMD18-Tvector载体上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并测定了DNA全序列.结果表明:克隆片段全长为1 698 bp.将该基因反向插入到pCAMBIA1301的CaMV35S启动子之后,构建了反义表达载体.     

玉米醇溶蛋白ze19基因启动子克隆与功能分析

从玉米自交系9801基因组DNA中克隆玉米醇溶蛋白基因ze19启动子,将其克隆到pMD18-T载体上.该序列与发表序列同源性为94％,包括TATA box、CAAT box启动子基本元件以及多种参与调节醇溶蛋白表达的顺式元件.将ze19启动子取代质粒PBI 121-gus中的CaMV35S启动子,构建由ze19启动子驱动GUS的植物表达载体pBIze19-gus,利用土壤杆菌介导法将重组载体pBIze19-gus转入烟草中.对转基因烟草植株GUS活性的定性与定量分析结果表明,ze19启动子驱动GUS基因在转基因烟草种子中表达活性最高,在叶片中活性很弱,在茎中没有活性.所克隆的ze19启动子具有种子特异表达特性,为玉米种子生物反应器的研究提供借鉴.     

草莓psy、pds和zds基因克隆及植物表达载体的构建

设计特异引物,分别克隆草莓类胡萝卜素合成关键基因psy、pds和zds开放阅读框,将psy和pds基因开放阅读框分别插入植物表达载体pBI121的CaMV 35S启动子和Nos终止子之间,构建了植物表达载体pBI121psy和pBI121pds.将psy和zds基因开放阅读框分别插入植物表达载体pCAMBIA1301的CaMV 35S启动子和Nos终止子之间,构建植物表达载体pCAMBIA1301psy和pCAMBIA1301zds.将带有完整启动子和终止子的pds基因引入pCAMBIA1301psy中,最终获得psy和pds的双价植物表达载体pCAMBIA1301psy-pds.经PCR、限制性内切酶酶切和测序鉴定后,成功将pBI121psy、pBI121pds、pCAMBIA1301psy、pCAMBIA1301zds和pCAMBIA1301psy-pds 5个重组表达质粒导入农杆菌EHA105中.该研究结果为进一步研究草莓psy、pds和zds基因的功能奠定基础.     

木薯低温诱导基因MeLTI6A的启动子的克隆与序列分析

MeLTI6A（Manihot esculenta low temperature inducible 6A）是木薯低温干旱诱导基因,本研究从MeLTI6A 的序列出发,利用电子克隆设计引物进行PCR扩增的方法获得该基因的启动子,其序列共1 304 bp。生物信息学分析发现该启动子中具有真核生物典型的核心启动子区（TATA-box和CAAT-box）,并利用α-互补,蓝白斑筛选原理验证了该启动子核心序列具有活性;该启动子具有与干旱胁迫相关的激素类（如脱落酸、乙烯）的响应元件和逆境胁迫（如低温、干旱胁迫）的响应元件;还具有与木薯组织特异表达相关的调控元件和其它光响应元件;并通过Real time PCR检测了低温胁迫（4 ℃）下的木薯组培苗中MeLTI6A的表达变化,说明了该启动子区的低温胁迫顺式作用响应元件可能调节MeLIT6A在低温胁迫下的表达。这些说明木薯的MeLIT6A基因可能是通过对干旱胁迫激素信号响应以及逆境胁迫响应起作用,使木薯获得一定的抗胁迫的能力,同时还可能参与了木薯相关组织发育过程的调控。本研究有利于对MeLTI6A基因抗逆境胁迫功能的理解,为探索木薯高效抗逆的分子机制作初步研究。     

木薯苹果酸脱氢酶基因克隆和表达分析

为从木薯块根中获得苹果酸脱氢酶(MDH)基因,并研究其在转录水平的表达变化规律,利用RACE技术从木薯“华南8号”块根中克隆得到了苹果酸脱氢酶基因,其cDNA全长1 175 bp,包含999 bp的开放阅读框,共编码332个氨基酸.从木薯“华南8号”中获得的MDH氨基酸序列,与其它物种的该序列相似度达84％～94％,包含细胞质苹果酸脱氢酶中高度保守的NAD结合基元“TGAAGQI”和催化基元“IWGNH”.木薯MDH基因与块根淀粉合成相关,在块根发育前期表达量较低,膨大期表达量较高,膨大后期表达量逐渐降低.     

利用REF启动子构建橡胶树乳管特异表达载体及GUS基因的瞬时表达

采用SDS法提取橡胶树基因组DNA,用2套引物进行PCR扩增,得到2条REF条带,它们与NCBI报道的REF序列间的同源性分别是98.9%,98.4%.用克隆得到的REF片段分别替换载体质粒pBI121中的CaMv35S启动子,得到利用橡胶内源性启动子构建的橡胶树REF启动子瞬时表达载体（pBIR1和pBIR2）.用基因枪法转化橡胶树组培苗叶片后,Gus组织化学检测显示叶脉为Gus染色阳性.研究中发现,长度为306bp的REF启动子片段可以实现REF启动子的全部功能.从而成功地构建了橡胶树乳管瞬时表达载体,为外源基因的橡胶树乳管特异表达载体的构建打下了基础.     

以油菜脂肪酸延长酶基因fae1为靶标RNAi载体的构建

通过基因工程手段抑制脂肪酸延长酶基因fae1的表达,以阻止芥酸合成,培育不受高芥酸窜粉影响的低芥酸品种.利用GenBank中的fae1基因序列AF490462为模板设计引物和多聚酶链式反应(PCR)从白菜、甘蓝和甘蓝型油菜的12个不同品种中扩增出长1007bp的fae1基因片段,通过对fae1基因片段DNA序列的测定和序列比较,找到长度为428bp高度保守区作为RNA干涉(RNAi)的靶标区.根据RNA干涉(RNAi)双向表达载体设计原则,将428bp fae1基因片段以正反两个方向插入双向表达载体pMCG161中,两个片段用一个wax基因的内含子连接,植物筛选标记基因采用bar基因,从而构建以油菜fae1基因为靶标的RNAi载体.     

巴西橡胶树HbWRKY1基因5′调控序列的克隆及功能初步鉴定

为深入研究巴西橡胶树HbWRKY1基因的表达调控机制,采用染色体步移法克隆了HbWRKY1基因的5′调控区序列。结果表明,该序列具有预测的核心启动子区域位于-6~-57 bp,转录起始位点位于翻译起始位点上游41 bp处;该序列具有TATA-box,CAAT-box和GATA-box等多个典型的真核生物启动子基本的顺式作用元件,同时还具有低温响应元件LTR,赤霉素反应元件GARE-motif,生长素响应元件TGA-element和脱落酸响应元件ABRE等参与激素调控元件,此外还有与MYB结合的MBS元件,热胁迫反应的HSE,厌氧诱导元件ARE和增强诱发厌氧反应的GC-motif等顺式作用元件。构建了不同长度的HbWRKY1启动子片段的植物表达载体并转化本生烟草, 通过潮霉素抗性和PCR鉴定,获得了转基因植株。对获得的转HbWRKY1不同长度启动子片段的转基因T1植株GUS染色发现,植株的茎、叶柄、主叶脉和根中均可呈现蓝色,表明HbWRKY1基因的5′调控区可以启动GUS基因的表达, 具有启动子的活性。     

灰树花gpd-GF启动子的克隆与表达载体的构建

根据已经报道有强启动子活性的香菇gpd启动子设计引物,从灰树花基因组PCR扩增获得大小分别为1018,615bp的2个片段gpd-GF1和gpd-GF2,通过DNA序列测定得知二者的大小分别为1018,615bp,经NCB1中的BLASTN比较,gpd-GF1,gpd-GF2与已报道的香菇中克隆的gLeGPD基因上游序列的同源性分别为96%,98%,通过启动子预测软件分析,结果表明,gpd-GF1和gpd-GF2含有多个顺式作用元件如TATA box,GAtA box,CAAT box等,初步证实 gpd-GF1,gpd-GF2可能有较强的启动子活性。将gpd-GF1,gpd-GF2分别与切除CaMV35S启动子的pCAMB1A1301大片段进行亚克隆,构建成表达载体pCBgpdGF1和pCBgodGF2。     

Δ6-脂肪酸脱氢酶基因克隆及其共转化表达载体的构建

采用RT-PCR的方法从海南玻璃苣中克隆了Δ6-脂肪酸脱氢酶基因(Δ6-dsa).DNA序列测定结果表明,Δ6-dsa全长1 347bp编码448个氨基酸.Δ6-dsa序列在genbank中采用BLAST程序进行同源序列分析,结果表明,Δ6-dsa核苷酸序列与克隆自美国德克萨斯州的玻璃苣Δ6-脂肪酸脱氢酶基因的核苷酸序列完全相同.Δ6-dsa克隆进T-easy Vector后形成质粒pGΔ6-DSA.把质粒pGΔ6-DSA上的Δ6-脂肪酸脱氢酶基因片段克隆进含有T-DNA和35S启动子的质粒pGIN22中,形成含有目的基因的表达载体pGIN23.把表达载体pGIN23与另一个含有T-DNA、启动子、筛选标记基因的表达载体PLPN28进行亚克隆,使得筛选标记基因和Δ6-dsa分别插入到同一质粒的2个相互独立的T-DNA内,构建成共转化表达载体pLIN61.     

甘薯IbNPR1基因表达载体的构建及转化烟草

为了研究甘薯NPR1基因在转基因植物广谱抗病中的应用,利用前期克隆的甘薯NPRI基因,以pCAMBIA1300质粒为基本载体,构建了由组成型CaMV35S启动子驱动IbNPR1基因的植物表达载体pCAMBIAl300+IbNPRl;然后,采用冻融法转入农杆菌EHA105菌株,通过叶盘法对烟草进行了遗传转化.经PCR检测,IbNPR1基因已整合到烟草基因组中.