ahFAD2基因RNA干扰体的删除筛选标记载体构建及其遗传转化

将Napin启动子与含花生FAD2基因反向重复片段的RNA干扰结构连接,亚克隆至含雌激素诱导重组系统的植物表达载体pNCX相应位点中,构建完成由Napin启动子驱动的FAD2RNAi删除筛选标记表达载体pNCX-FAD2RNAi,经酶切鉴定,获得相应的启动子片段、FAD2RNAi片段及NCX-FAD2RNAi片段.利用农杆菌介导法进行遗传转化,已获得抗性丛生芽214丛.     

共表达O型口蹄疫病毒P12A+3C基因的重组杆状病毒的构建

构建共表达O型口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus,FMDV)衣壳蛋白前体P12A和蛋白酶3C的重组杆状病毒,为进一步研究FMDV空衣壳抗原和基因工程亚单位疫苗奠定基础。从质粒T-OP1中扩增出编码O型FM-DV衣壳蛋白前体的P12A基因,并将其插入到杆状病毒转移载体pFastDual-3C的PH启动子之下,构建重组杆状病毒转移载体pD-P12A3C。通过在大肠杆菌内转座重组,获得重组杆粒B-P12A3C,转染Sf9细胞,获得表达O型FMDV衣壳蛋白的重组杆状病毒。重组杆状病毒经增殖并感染Sf9细胞后,通过双抗体夹心ELISA方法及间接免疫荧光来检测目的蛋白的表达。结果表明,表达产物能被O型FMDV阳性血清识别,具有一定的反应原性,表明重组杆状病毒构建成功,该研究为O型FMDV空衣壳的体外组装及基因工程亚单位疫苗的研究提供了前期材料。     

热诱导转录因子ZmNF-YC13调控热胁迫应答基因提高玉米耐热性

热胁迫是影响玉米生长发育和产量形成的重要因素,相关抗性基因的挖掘和机制解析是进行玉米耐热品种培育的重要分子基础,而目前这方面的研究仍是缺乏。本研究鉴定到一个与热胁迫应答相关的核因子ZmNF-YC13,该基因受高温和渗透胁迫快速诱导表达。用拟南芥热胁迫诱导表达基因AtHSP70的启动子驱动ZmNF-YC13基因,转化玉米筛选出了热诱导表达的转基因材料HSP21Pro:ZmNF-YC13-myc。高温处理后的表型鉴定表明,叶长、叶宽、地上部粗、地上部分和地下部分的鲜重和干重均显著高于野生型。表达分析表明, ZmNF-YC13能增强下游热胁迫应答基因响应热胁迫的程度。荧光素酶报告基因实验和ChIP-qPCR实验表明,ZmNF-YC13可调控热应激转录因子ZmHsfA2c的表达。这些结果初步证实了ZmNF-YC13可通过调控下游热胁迫应答基因来提高玉米的耐热能力,可为利用该位点的多态性进行分子标记辅助选择和种质资源鉴定提供理论依据。     

拟南芥AtNUDT10启动子的分离及其功能分析

根据已发表的拟南芥基因组序列设计合成一对引物,以拟南芥基因组DNA为模板克隆AtNUDT10上游非编码区,并与pBAR-GUS3相连构建了植物表达载体pNUDT10P-GUS,采用农杆菌GV3101介导的渗透法转化野生型拟南芥,通过除草剂筛选获得了一批抗性纯合子转基因植株。然后对转基因植株2周幼苗进行GUS活性的组织化学染色分析,并对3.5~4周的转基因植株叶片进行病原菌诱导表达分析。结果表明,已获得AtNUDT10启动子,该启动子为组成型表达的启动子,并且病原菌Pst.DC3000及Pst.DC3000 AvrB对该启动子没有诱导作用。     

重组des-pGlu1-Brazzein基因植物表达载体的构建及对人参果的遗传转化

本研究通过对茄科植物的E8基因的非编码区DNA序列进行亲缘关系及功能元件保守性分析,发现E8基因的非编码区包含ERE,茉莉酸和低温干旱应答等基序并存在较高的保守性,表明利用果实特异性E8启动子改善同属茄科茄属的人参果果实风味更具特异性;利用密码子偏爱性优化设计甜蛋白Brazzein,采用亚克隆技术成功获得甜蛋白des-pGlu1-Brazzein基因和E8启动子基因,经Blast对比均与GenBank中已报道的序列高度同源,并利用2KGQ模型分析des-pGlu1-Brazzein基因的空间结构特性;以中间载体pHANNIBAL及植物表达载体pCEPSP为基础,分别构建由E8启动子及35S启动子驱动的兼具重组甜蛋白及除草剂抗性的植物表达载体,并通过农杆菌介导法进行人参果的遗传转化,获得转化再生植株54株,经检测从中筛选出15株阳性植株,初步确定已经完成目的基因整合到人参果基因组中。     

植物基因启动子的克隆方法及其应用

植物基因的表达调控已成为分子生物学研究热点,启动子是基因表达调控的重要顺式元件,启动子的克隆对于研究基因表达调控、构建基因工程载体、表达目的蛋白有着重要的意义。启动子克隆的方法很多,从常用的启动子陷阱技术筛选启动子到PCR方法的应用,此后相继问世的一些基于PCR的克隆启动子技术,如载体锚定PCR、反向PCR、接头PCR、交错热不对称PCR等,为克隆启动子提供了更可靠,更合理的方法。本文着重介绍了几种植物基因启动子的克隆方法,分析了它们的优缺点,并展望了今后的研究前景。     

农杆菌介导的大花蕙兰转ICE1基因

大花蕙兰属热带植物,在北方组培成本很高,本研究从拟南芥的RNA中克隆到耐寒基因（COR）的转录激活因子ICE1,连上CaMV35S启动子构建成植物表达载体pCAM BIA1300-35S-ICE1-poly,通过农杆菌介导的方法转化大花蕙兰。经过抗性筛选、诱导生芽、诱导生苗、诱导生根等过程,获得了70多棵潮霉素抗性植株,PCR鉴定12.9%为阳性,且部分PCR阳性植株通过了Southern检测,确定为转基因植株。     

PRRS病毒E基因的克隆及表达载体的构建

分别以质粒pBV221和pPIC9K为表达载体,成功构建了PRRS病毒E基因克隆载体,转化后经抗性筛选、PCR扩增、双酶切鉴定,确认得到了含有目的基因的阳性克隆。对含有E蛋白原核表达载体的阳性克隆进行诱导表达,经过酶联免疫鉴定,结果显示外源蛋白在宿主菌中有表达,成功实现了在大肠杆菌细胞中的克隆。本研究成功构建了PRRSV BJ-4毒株E基因的原核表达载体和真核表达载体,为基因工程疫苗的研制奠定了基础。     

农杆菌介导的大花蕙兰转ICEl基因

大花蕙兰属热带植物,在北方组培成本很高,从拟南芥的RNA中克隆到耐寒基因(COR)的转录激活因子ICE1,连上CaMV35S启动子构建成植物表达载体pCAM BIA1300-35S.ICEl-poly,通过农杆菌介导的方法转化大花蕙兰.经过抗性筛选、诱导生芽、诱导生苗、诱导生根等过程.获得了70多棵潮霉素抗性植株,PCR鉴定12.9%为阳性.且部分PCR阳性植株通过了Southern检测,确定为转基因植株.     

猪瘟病毒DNA疫苗的构建及动物免疫试验

利用DNA重组技术将猪瘟病毒（CSFV） C株E2囊膜蛋白全长基因克隆到真核表达载体pcDNA4.0的CMV启动子下游,采用磷酸钙转染法将重组质粒转入293T细胞,流式细胞仪(FACS)检测293T细胞瞬时表达了E2囊膜蛋白。将构建的重组质粒肌肉注射BALB/c小鼠,用流式细胞仪和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测证明成功诱导小鼠产生了抗E2蛋白的抗体,为下一步利用DNA疫苗免疫小鼠研制抗猪瘟病毒单克隆抗体打下基础。     

木霉双价基因表达载体的构建

利用几丁质酶基因和β-1,4-葡聚糖酶基因构建双价基因表达载体,为木霉转化奠定基础。利用限制性内切酶酶切得到目的基因片段,通过T4 DNA ligase将基因插入表达框中,并采用PCR、酶切和核苷酸序列分析验证双价基因表达载体的正确性。利用启动子CaMV35S和终止子PolyA构建几丁质酶基因chi42的表达框,获得表达载体pC1302-C42;利用启动子CaMV35S和终止子Nos构建β-1,4-葡聚糖酶基因glu14的表达框,获得表达载体pC1300-2-G14;在单基因表达载体的基础上,通过串联构建双价基因表达载体pC1300-2-G14-C42,该表达载体含有潮霉素B抗性基因。经检测证实表达元件35S-chi42- PolyA和35S-glu14-Nos连接成功。得到的双价基因表达载体pC1300-2-G14-C42可直接用于木霉等丝状真菌的遗传转化,为构建木霉广谱高效工程菌株奠定基础。     

表达禽流感HA基因的重组马立克氏病病毒的构建

本试验首先用RT-PCR方法扩增出H9N2亚型禽流感病的HA基因,大小约1 700 bp,将其克隆到真核表达载体pcDNA中,并将该真核表达载体上的CMV启动子控制的含LacZ和HA基因表达盒克隆入马立克氏病病毒US2基因中,成功的构建了马立克氏病病毒的转移载体。然后,通过脂质体方法转染已感染马立克氏病病毒的鸡胚成纤维细胞(CEF)中,通过蓝斑筛选获得重组病毒。该重组病毒通过PCR方法鉴定证实其基因组中含有完整的HA基因。免疫酶反应和Western-blot证实重组病毒表达了禽流感HA蛋白,表达的HA蛋白具有血凝活性。     

用核基质结合区(SAR)序列提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性

采用最小表达框技术转化植物可以规避由骨架序列引起的安全风险。核基质结合区序列SAR (scaffold attachment region)可作为边界元件与核基质结合阻挡转基因片段邻近染色质区的作用与影响, 提高外源基因稳定性。本研究在最小表达框序列两端添加SAR序列, 提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性, 提高转化基因的表达效率。首先, 以GUS为目的基因构建带有SAR序列的最小表达框, 以科农199为受体进行基因枪转化, 同时以不加SAR序列的最小表达框片段为对照。带有SAR序列的最小表达框片段共轰击857个幼胚, T₀代获得40株再生植株, PCR检测到16株阳性植株, 转化效率为1.87%; 对这16个阳性单株进行GUS染色, 15株显色; 从来自4个T₀阳性植株的18个T₁代植株中随机选取18株进行PCR和GUS染色检测, 有15株表现为阳性。不带SAR序列的对照片段轰击1012个幼胚, 获得31株再生植株, 其中5株PCR阳性, 转化效率0.49%, 这5个阳性植株中仅2株为GUS染色阳性; 来自于5个T₀代PCR阳性株系的10个T₁代单株中没有发现PCR和GUS染色阳性株。表明SAR序列可以提高基因枪转基因效率和目的基因表达稳定性。为了创制抗旱转基因小麦, 以来自大豆的抗旱相关转录因子基因GmDREB3为目的基因, Bar基因为筛选标记基因, 转化受体小麦济麦22, 共轰击6045个幼胚, 获得再生植株130株, PCR检测阳性植株30株, 转化效率为0.50%; 随机选取6株PCR阳性植株进行RT-PCR分析, 其中5株可检测到外源基因的转录。进一步对这5株RT-PCR阳性植株插入片段完整性进行分析, 其中4株插入片段基本完整。通过real-time PCR分析, 发现T₀代6个RT-PCR阳性植株的外源GmDREB3的拷贝数为1~3个。以上结果证明, 在最小表达框两端加上SAR序列后可以提高小麦最小表达框转基因表达的稳定性。     

虾青素合成关键酶基因bkt植物表达载体的构建 及对玉米的遗传转化

虾青素是一种具有极强抗氧化活性的类胡萝卜素，具有广泛的应用价值。β-胡萝卜素酮化酶（Bkt）是由玉米黄素合成虾青素生物合成途径中的关键酶。采用La Taq DNA聚合酶用PCR的方法从pET-28a（+）bkt中扩增得到bkt基因，用bkt基因替换pBI221中的GUS基因形成含有CaMV 35S启动子和NOS终止子的bkt基因表达盒，然后插入植物表达载体pCAMBIA1301的多克隆位点，最终获得带有选择标记和报告基因的植物表达载体pCAMBIA1301-bkt。通过农杆菌LBA4404介导将其转化进入玉米自交系齐319，转化后的愈伤经GUS组织化学染色分析表明bkt基因已经转入玉米胚性愈伤组织     

家蚕抗菌肽attacin基因植物表达载体的构建

抗菌肽是昆虫抵御外界微生物侵染的主要物质。本文利用双酶切将pBI121载体上的植物启动子CaMV35S克隆到植物表达载体pCAMBIA2300上,构建重组表达载体pCAMBIA2300-CaMV35S。PCR扩增家蚕抗菌肽attacin基因编码区全长并利用T载体成功克隆（GenBank登陆号：GU244351）,然后利用双酶切将attacin 基因亚克隆到pCAMBIA2300-CaMV35S上,通过PCR鉴定,成功构建了attacin基因的植物表达载体pCAMBIA2300-CaMV35S-attacin。为研究attacin基因在植物抗病性方面的应用奠定基础。     

组织特异表达启动子RSS1P在转TiERF1基因小麦中的应用

从水稻叶片中克隆了一个韧皮部组织特异表达的水稻蔗糖合酶启动子(RSS1P),将RSS1P与中间偃麦草乙烯反应因子基因TiERF1相融合构成组织特异表达的TiERF1基因表达盒,取代pAHC20中Ubi::bar基因表达盒,构建成无选择标记的韧皮部组织特异表达的pA20-RSS1P::TiERF1载体。利用基因枪将pA20-RSS1P::TiERF1与pAHC20载体混合、共轰击小麦品种扬麦12的幼胚愈伤组织,获得转RSS1P::TiERF1基因小麦。对该转基因小麦T₀和T₁代植株进行PCR、PCR-Southern、半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析,证实外源RSS1P::TiERF1基因已转入受体,并且具有可遗传性;转入的RSS1P::TiERF1基因仅在根、茎、叶中表达,以根部表达量最高,在种子内不表达。纹枯病抗性鉴定和主要农艺性状考察结果表明,与受体扬麦12相比,转RSS1P::TiERF1基因小麦对纹枯病的抗性有明显提高,与转Ubi::TiERF1基因小麦的抗病性相当,而且转RSS1P::TiERF1基因小麦的农艺性状没有明显改变,说明可以利用RSS1P启动子创造更实用的转基因小麦新种质。     

牛抑制素α亚基基因克隆及表达载体的构建

为克隆牛抑制素α亚基基因,构建抑制素pET32a-成熟肽表达载体,从河北大厂县屠宰场采集卵巢,提取总RNA并反转录成cDNA,根据GenBank NM_174094.4 设计一对引物扩增出成熟肽cDNA,将所扩增基因插入到pET32a 表达载体BamHⅠ与HindⅢ酶切位点之间,构建重组质粒抑制素pET32a-成熟肽。结果成功构建出抑制素α亚基基因。笔者初步得到了抑制素重组质粒,为今后重组蛋白原核表达的研究奠定了基础。     

巴西橡胶树乳管高效表达焦磷酸酶基因的双元表达载体的构建

以巴西橡胶树叶片为材料提取DNA,用特异引物经PCR扩增获得了378 bp的REF启动子片段,该片段序列与NCBI报道的REF序列间的同源性分别是98.68 %和99.47 %。以胶乳为材料提取总RNA,用特异引物经RT-PCR方法获得了2310 bp的V-PPase基因片段,该片段序列与NCBI报道的V-PPase基因序列一致。通过酶切和连接,将克隆的两个片段重组到植物表达载体pCAMBIA1301, pCAMBIA2301和pCAMBIA3301中,构建了分别含有潮霉素磷酸转移酶基因（hpt Ⅱ）、新霉素磷酸转移酶基因（npt Ⅱ）和抗除草剂基因（bar）的三种橡胶树乳管高效表达V-PPase基因的载体pC1301RV、pC2301RV和pC3301RV。然后用冻融法将其导入根癌农杆菌EHA105,为进一步转化橡胶树奠定基础。     

水稻巯基蛋白酶抑制剂基因在烟草叶绿体中的表达

将水稻巯基蛋白酶抑制剂(Oryzacystatin,OC) cDNA基因克隆、测序分析后,与烟草(Nicotiana tabacum L.)叶绿体16S rDNA基因启动子和T393终止子构建表达盒,与抗壮观霉素选择标记基因aadA表达盒相连,以烟草叶绿体基因组同源片段rbcL和ORF512一起构建成叶绿体转化载体pZOC.通过基因枪轰击烟草幼苗叶片,壮观霉素筛选,获得转化再生     

含双边界序列植物双价表达载体的构建

转基因植物的安全性是基因工程改良作物的一个重要问题.构建含双边界序列（双T-DNA区）载体,将选择标记基因和目标外源基因分开在不同的T-DNA区,通过转基因植株有性杂交及后代分离,可在转基因后代中获得无选择标记的转基因安全植株.将2个外源基因置于同一载体上,可以提高其共转化的效率.本研究构建了1个中间载体pAHC17-PTA和1个含双边界序列的植物双价表达载体pDB13PS.pAHC17-PTA含有由Ubiquitin启动子引导的具有抗虫效果的半夏凝集素基因（PTA）.pDB13PS含2个独立的T-DNA区,在其中一个T-DNA区,含两个目的基因的完整的表达盒,一个是由Ubiquitin启动子引导的半夏凝集素基因（PTA）,另一个是由水稻胚乳特异表达启动子（Glutelin-B1 promoter）驱动的马铃薯高赖氨酸蛋白基因的cDNA（SB401）.pDB13PS的成功构建,为提高PTA和SB401的共转化效率和获得无选择标记的转基因后代植株奠定了基础.