高效银耳芽孢遗传转化体系的建立

【目的】建立PEG介导的高效银耳（Tremella fuciformis）芽孢遗传转化体系。【方法】采用PEG介导的原生质体法把表达质粒pAN7-1（含有构巢曲霉gpd-An 启动子和潮霉素抗性基因hph）和pLg-hph（含香菇gpd-Le启动子和hph基因）转化进银耳芽孢的细胞中;采用夹层法在含50 µg•ml-1潮霉素的筛选培养基中初筛银耳芽孢假定转化子,之后转接于潮霉素含量为100 µg•ml-1的PDA平板上进行第2次筛选。【结果】PEG4000浓度为25%时介导的银耳芽孢原生质体初转化率最高;pLg-hph假定转化子经过PCR鉴定及Southern 杂交验证,结果表明hph基因能有效整合进银耳芽孢的基因组中,其转化率为110个/µg DNA。而pAN7-1转化子经过PCR鉴定及Southern 杂交验证,结果表明只有部分转化子基因组中整合了hph基因,其转化率只有9个/µg DNA。银耳芽孢转化子在PDSA培养基中继代5次后仍检测到hph基因的存在,表明外源基因hph能在银耳芽孢继代中稳定遗传。【结论】25%的PEG4000能高效介导银耳原生质体的转化;香菇gpd-Le启动子是银耳芽孢表达外源hph基因的强启动子;外源hph基因能够在银耳芽孢继代培养中稳定遗传。     

利用R基因RRS1/RPS4探索水稻原生质体瞬时表达转化体系的研究

【目的】将拟南芥TNL型R基因RRS1/RPS4转入水稻原生质体中,探索瞬时表达转化体系的最佳条件,并分析AtRRS1/AtRPS4对水稻内源ETI下游抗病基因表达的影响,为揭示水稻EDS1是否参与ETI反应途径提供实验依据。【方法】以日本晴两叶一心期幼苗为植物材料,设计不同梯度的PEG浓度(30%、35%、40%)、转化时的质粒浓度(0.5、1、2μg/μL)以及PEG介导的转化温度(0、18、37℃),利用Box-Benhnken设计三因素三水平来分析不同参数组合条件下对转化效果的影响,并对原生质体转化效率进行预测和试验验证。随后,利用该瞬时系统表达拟南芥TNL型R基因RRS1/RPS4,并通过检测水稻内源抗病标志基因的表达水平来揭示其对水稻抗病能力的影响。【结果】经过试验验证得到水稻原生质体转化最佳条件:PEG浓度36.16%、质粒浓度1.72μg/μL、转化温度37℃,该组合条件下转化效率可达75%;利用该优化体系开展的瞬转研究发现拟南芥TNL型R基因/基因对RRS1/RPS4能显著提高水稻原生质体中抗病相关基因的表达。【结论】构建了高效的水稻原生质体瞬时转化系统,并以此为平台,研究揭示了拟南芥TNL型R基因RRS1/RPS4可能通过水稻内源的EDS1去诱导ETI下游抗病免疫反应的发生。     

小立碗藓GFP-CAD1-PNT182融合基因表达载体的构建

【目的】为利用绿色荧光蛋白基因(GFP)的表达情况优化聚乙二醇(PEG)介导的小立碗藓原生质体的转化体系及检测CAD1基因在细胞中的定位,构建小立碗藓GFP-CAD1-PTN182融合基因表达载体。【方法】用高保真酶获得GFP基因,通过双酶切GFP基因和CAD1-PTN182表达载体,将两片段洗脱回收,然后用T4-DNA连接酶将酶切产物在16℃条件下过夜连接。将连接产物转化到E.coli DH5α感受态细胞中,通过凝胶成像电泳的方法,挑选阳性克隆进行验证,并经过酶切验证和测序。【结果】序列对比相似度达100%,表明GFP-CAD1-PTN182融合基因表达载体构建成功。【结论】该载体的成功构建,为PEG介导小立碗藓原生质体转化体系的优化提供了便捷的检测手段,同时为进一步研究CAD1基因在细胞中的定位提供了理论依据。     

玉米和拟南芥的原生质体制备及瞬时表达体系的研究

[目的]优化玉米和拟南芥原生质体的制备条件及瞬时表达体系.[方法]以不同时期玉米叶片和拟南芥为材料分离原生质体,通过对不同酶浓度,解离时间和渗透压的研究,优化最佳分离原生质体体系;原生质体再经PEG介导的转化,通过GFP基因表达百分比鉴定原生质体活性和转化效率.[结果]玉米和拟南芥原生质分离的最佳条件为：纤维素酶1.5％,离析酶0.5％;拟南芥酶解4h,甘露醇浓度0.4 mol/L;玉米酶解6h,甘露醇浓度0.45 ～0.50 mol/L.最佳生长时期为：拟南芥6～8片叶;玉米二片叶.用去内毒素质粒经PEG（玉米30％ PEG,拟南芥40％ PEG）诱导转化置于黑暗下培养,原生质体活性和转化效率较高,原生质体中可以观察到明显的GFP荧光.[结论]玉米和拟南芥原生质体的制备受酶浓度,解离时间和渗透压的影响,在原生质体转化过程中,质粒DNA纯度,PEG浓度等是影响转化效率的关键因素,与拟南芥原生质体相比玉米原生质体要稳定性差一些.     

植物原生质体分离及其瞬时转化的应用

原生质体已被广泛应用于亚细胞定位、基因表达分析、蛋白-蛋白互作、基因编辑等方面。笔者总结了酶解法分离植物原生质体的影响因素,电穿孔和PEG介导的方法对原生质体瞬时转化效率的影响和瞬时转化的应用。植物的种类、不同的PEG浓度、转染时间、DNA浓度和原生质体数量都会影响PEG介导法对原生质体瞬时转化效率。电穿孔法必须在脉冲电压、脉冲长度、脉冲数、细胞数、DNA浓度都适宜的条件下才能达到最佳转化效率。本文为更多植物原生质体分离体系和瞬时转化体系的建立提供参考。     

磁性纳米颗粒介导的椭圆小球藻转化体系的建立

旨在利用磁性纳米颗粒作为载体构建小球藻的新型转化方法,由于纳米载体技术已经被成功地应用于动、植物的遗传转化中,其主要优势是相对于传统转化技术更加便捷、高效。本研究首先利用磁性纳米颗粒吸附含有增强型绿色荧光蛋白基因(EGFP)的质粒载体pYBA1132,形成纳米颗粒-基因复合物,通过磁场作用对椭圆小球藻原生质体进行转化,进而观察EGFP基因在椭圆小球藻中的瞬时表达情况。结果表明,对椭圆小球藻细胞进行酶解处理并形成半原生质体/原生质体后,磁性纳米颗粒可以介导外源EGFP基因转入小球藻中,并能够进行瞬时表达,产生绿色荧光。     

棉花真叶原生质体分离及瞬时表达体系的优化

【目的】真叶细胞能模拟植物内源条件,建立基于棉花真叶原生质体的高效瞬时表达体系,为快速有效研究棉花基因功能提供方法。【方法】以陆地棉TM-1真叶为材料,采用常用的纤维素酶和离析酶组合分离原生质体,探究影响原生质体分离的叶龄、渗透压、酶解液成分和酶解时间,及渗透压和酶解时间对原生质体活力的影响,并分析渗透压、PEG浓度和培养液种类对原生质体瞬时转化的影响,进而优化棉花真叶原生质体瞬时表达体系。构建GhLTP-GFP表达载体,对比融合蛋白在拟南芥、棉花原生质体和烟草表皮细胞中的亚细胞定位,验证该体系。【结果】不同于棉花子叶,酶解液中高浓度CaCl₂会显著抑制真叶细胞壁的酶解,含10 mmol·L^-1 CaCl₂的酶解液能有效分离棉花真叶原生质体。甘露醇显著影响原生质体得率,含0.5 mol·L^-1甘露醇的酶解液分离原生质体得率最高,且细胞形态维持较好,而0.4 mol·L^-1甘露醇条件下原生质体活力降低一倍,表明0.5 mol·L^-1甘露醇能较好维持棉花真叶原生质体渗透压。陆地棉刚展平的真叶分离所得原生质体大小合适,而展平后的嫩叶分离得到的原生质体细胞较大,得率降低一倍。酶解处理7 h前,原生质体游离缓慢,酶解9 h原生质体产量达到高峰,继续酶解原生质体将破裂,得率降低。在等渗条件下用40% PEG4000转化所得原生质体,转化效率最高,而普遍采用的低渗条件不利于棉花真叶原生质体的转化。转化后,用WI溶液继续培养原生质体,会引起原生质体的大量破裂,用含0.5 mol·L^-1甘露醇的W5溶液继续培养,有利于原生质体形态的维持,转化率提高到90%。表达载体35S:GhLTP-GFP分别转入棉花、拟南芥原生质体和烟草表皮细胞,GFP信号在细胞中的定位结果一致。 【结论】建立的棉花真叶原生质体瞬时表达体系,可获得8.10×10⁶个/mL活力在95%以上的高质量原生质体,原生质体得率提高8倍,转化效率达到90%,可用于亚细胞定位、蛋白互作,以及代谢调控网络研究等。     

家蚕核型多角体病毒orf90基因在Bac-to-Bac家蚕杆状病毒系统中快速表达

【目的】利用BmNPV的Bac-to-Bac系统快速表达目的基因orf90,为深入研究该基因打下基础。【方法】将目的基因BmNPV orf90 克隆到转移载体pFasBacHTb上,并将报告基因egfp插入到orf90的3'末端,形成重组转移载体pFasBacHTb-egfp-90。在将其转化到含穿梭载体bacmid的感受态细胞DH10Bac中,通过转座作用,经白斑筛选得到重组穿梭载体。纯化DNA,用脂质体介导转染家蚕BmN细胞,得到重组病毒bacmid-egfp-90。【结果】转染细胞72 h后在荧光显微镜下可以观察到强烈的绿色荧光。重组病毒穿刺接种家蚕蛹,5 d后观察到很强的荧光。结果表明构建的Bac-to-Bac系统能在家蚕细胞和蛹体中正确的快速表达外源基因。【结论】证明BmNPV的Bac-to-Bac是一个快速表达系统,适合在家蚕上广泛应用。     

小麦蛋白激酶TaNPK启动子的克隆及活性分析

 【目的】克隆小麦蛋白激酶基因TaNPK启动子,并分析5′非编码区对盐胁迫的响应,探索TaNPK的调控机制,为解析小麦抗盐机制提供理论依据。【方法】利用染色体步移技术从小麦中分离TaNPK读码框上游序列,构建启动子缺失突变体,在PEG4 000介导下将重组质粒转入拟南芥叶片原生质体进行瞬时表达分析,以gus为报告基因研究不同调控序列的活性及盐诱导性分析。【结果】获得了TaNPK读码框上游2 004 bp的启动子序列,PEG介导的拟南芥原生质体瞬时表达分析表明,5′端缺失片段都在不同程度上驱动了GUS的表达;经过NaCl处理后的原生质体,GUS的表达量比不经处理的对照组明显提高,这与NaCl处理下TaNPK的实时荧光定量分析结果一致。【结论】经克隆获得了受盐胁迫诱导的小麦TaNPK启动子,启动子缺失区段在不同程度上驱动了gus的表达,-1 083—-1 296 bp区段可能含有响应盐胁迫的负调控元件。     

FaGST基因过量表达获得拟南芥转基因植株

【目的】探明FaGST基因的功能和分子调控机制,为其后期的抗性利用与研究提供科学依据。【方法】利用前期构建的pCAMBIA1300-35S空载体和pCAMBIA1300-35S-FaGST过表达载体,将其转化感受态(DH5α)细胞后导入农杆菌GV3101,利用花序侵染法转化拟南芥,通过潮霉素(Hyp)进行筛选、PCR鉴定,并利用实时荧光定量PCR检测其表达量。【结果】FaGST基因成功导入拟南芥中,获得6株空载体转基因拟南芥植株和8株转FaGST基因拟南芥植株;8株转基因拟南芥植株的FaGST基因表达量为1.31～2.06,较野生型拟南芥植株表达量（1.00）显著或极显著提高。【结论】成功获得拟南芥转基因纯合植株,FaGST基因在拟南芥植株中已过量表达。     

Transient Expression of Exogenous Gene into Plant Cell Mediated by PEI Nanovector

This study was carried out to investigate the transfection effect of exogenous gene into plant protoplast cell mediated by polyethylenimine (PEI) nanovector, based on PEI gene delivery system in the field of medical science. PEI/DNA complexes were prepared by using PEI polymer to bind the plant expression plasmid, pCMI205-GFPn. The ability of PEI combining and protecting DNA was investigated by agarose gel electrophoresis retardation assay. The surface characteristics of PEI/DNA complexes were observed with transmission electron microscope. The transfection efficiency of Arabidopsis thaliana protoplasts mediated by PEI/DNA complexes at different N/P ratios was analyzed based on observation of transient expression of green fluorescent protein with confocal laser scanning microscope. PEI could bind and condense DNA, and form stable 100-200 nm PEI/DNA complexes when the proportion of PEI and DNA is in the range of 5:1-1:4.Transfection efficiency of PEI/DNA complexes increased with N/P ratios in range of N/P＜5 and reached the highest at N/P=5, and began to decrease beyond N/P＞5 as higher toxicity to cells. The transfection efficiency of PEI/DNA complexes at N/P=5 was higher than PEG. This study confirmed that PEI nanovector could effectively mediate foreign gene entering into A. thaliana protoplast cell to obtain transient expression, which may be developed as a hopeful and novel transgenic method combined with plant protoplast regeneration.     

大豆GmbZIP16的抗旱功能验证及分析

【目的】通过分析干旱条件下大豆的转录组数据,筛选获得大豆锌指蛋白GmbZIP16,对其进行功能验证,确定GmbZIP16参与大豆抵抗干旱的分子机理。【方法】大豆干旱转录组数据分析得到上调倍数较高的锌指蛋白GmbZIP16,以大豆cDNA为模板克隆获得GmbZIP16。并通过In-Fusion连接酶技术,构建pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16表达载体。通过液氮冷冻法将重组载体pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16分别转入农杆菌GV3101和大豆发根农杆菌K599的感受态细胞中,通过农杆菌侵染拟南芥花序以及大豆子叶节技术,产生过表达拟南芥植株以及过表达大豆毛状根复合体植株。通过半定量RT-PCR和qRT-PCR分析,确定GmbZIP16在转基因拟南芥和大豆毛状根中能够超表达。分别将正常条件下生长2周龄的转基因和野生型拟南芥植株转移至含有不同PEG浓度（6% PEG和8% PEG）的MS0培养基上继续培养7 d,观察转基因拟南芥和对照野生型拟南芥之间的生物量差异;利用qRT-PCR分析转基因拟南芥和野生型拟南芥植物体中胁迫相关的基因表达情况。将生长良好的转GmbZIP16大豆毛状根复合体施加25% PEG处理1周后,分别采取转GmbZIP16大豆毛状根复合体和转空载体大豆毛状根复合体的叶片,用酶标仪测定植株的脯氨酸、丙二醛和叶绿素的含量。【结果】通过PCR技术扩增得到正确的GmbZIP16序列,通过农杆菌转化技术得到2个稳定过表达的转GmbZIP16拟南芥株系。通过对转基因拟南芥的表型鉴定发现转基因拟南芥在干旱处理下的生物量（鲜重和根长）及存活率比野生型显著提高。在过表达GmbZIP16拟南芥植株中,一些与胁迫相关的基因的表达要高于在野生型,如RD29B、DREB2A和P5CS。转GmbZIP16大豆毛状根复合体植株在25% PEG处理1周后,大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量要显著高于转空载体大豆毛状根复合体叶片中叶绿素和脯氨酸的含量,而转GmbZIP16大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量显著低于转空载体大豆毛状根复合体叶片中丙二醛的含量。【结论】在拟南芥中过表达大豆GmbZIP16提高了转基因拟南芥的抗旱性。过表达GmbZIP16可以提高转基因大豆毛状根复合体对干旱的抗性。GmbZIP16提高植物的抗旱性主要是通过影响与抗逆相关基因的表达来实现的。     

不结球白菜硝酸还原酶基因BcNR的克隆及其在拟南芥中的转化

 【目的】克隆不结球白菜硝酸还原酶基因（BcNR ）,并转化拟南芥做初步的功能鉴定。【方法】采用分段RT-PCR及3′RACE和5′RACE技术克隆了BcNR基因的全长cDNA,利用生物信息学方法进行序列分析和蛋白结构分析。构建pCAM-BcNR植物过量表达载体,通过农杆菌介导的真空渗透法将其转入野生拟南芥中,经抗性筛选及PCR验证获得T0代转基因植株,用Real-time PCR方法对30 mmol?L-1 KNO3溶液处理的转基因拟南芥的硝酸还原酶基因表达进行检测,并测定转基因植株的硝酸还原酶活性。【结果】获得了编码不结球白菜硝酸还原酶基因(BcNR )的cDNA全序列3 049 bp,包含有2 733 bp的开放阅读框,编码910个氨基酸。其氨基酸序列与拟南芥、烟草、甘蓝型油菜、马铃薯等编码的氨基酸序列具有较高同源性。蛋白质结构域分析表明,所推导的氨基酸序列具有完整的硝酸还原酶结构,同时证明从不结球白菜中克隆的这条基因属于NADH-NR型。GenBank登录号为EU662272。转基因拟南芥T0代植株进行GUS基因PCR检测,证明重组质粒已整合到转基因植株基因组中。硝酸盐处理后的转基因植株硝酸还原酶基因的表达比野生型显著提高,且硝酸还原酶活性有不同程度的提高。【结论】本研究首次从不结球白菜中克隆获得BcNR基因的全长cDNA序列,揭示了其序列特征并对其进行了初步的功能鉴定,为进一步利用该基因开展蔬菜硝酸盐含量的基因调控研究奠定了基础。     

H1N1亚型猪流感病毒反向遗传操作系统的建立

 【目的】建立H1N1亚型猪流感病毒反向遗传学操作系统及拯救出能够在动物传代细胞中高水平复制的H1N1亚型猪流感疫苗株。【方法】利用反向遗传操作技术,对猪流感病毒广东分离株进行拯救。【结果】首次成功拯救出全部片段均来自于亲本株的猪流感病毒rH1N1,并且成功拯救出了具有高度细胞适应性毒株re-LM株,研究结果表明二者均具有良好的遗传稳定性。rH1N1经MDCK细胞连续传代培养后,血凝价最高仅为1﹕64;而re-LM的血凝价最高可以稳定在1﹕1 024,表明该毒株具有细胞繁殖高产的特性。用该重组病毒制备油乳剂灭活苗免疫2月龄仔猪,首免2周即可检测出HI抗体,平均效价在1﹕32以上,三免后2周HI抗体平均效价达到1﹕512,说明其有良好的免疫原性。【结论】H1N1亚型猪流感病毒反向遗传操作系统的成功建立为猪流感病毒致病机理、传播机制及病毒基因功能的研究奠定了基础;重组细胞高产型猪流感病毒株的拯救为H1N1亚型猪流感疫苗的研制开辟了新的途径。     

木薯脆性胚性愈伤组织原生质体培养与植株再生

【目的】建立有效的木薯原生质体再生体系,为原生质体融合以及原生质体转化等研究奠定技术基础。【方法】酶解木薯品种TMS60444 的脆性胚性愈伤组织（FEC）的悬浮系,分离原生质体的产量最高达3.5×106个/g,FDA检测其活性约90%。用TM2G培养基以液体浅层法分别在5×105个/mL和2×105个/mL密度下培养,培养过程中前30 d用0.3 mol•L-1 TM2G新鲜培养基每10 d更换1次,此后每10 d用0.25 mol•L-1 TM2G新鲜培养基更换。原生质体培养45 d后即可挑出1-2 mm大小的愈伤组织分别在MSN培养基上分化胚、CMM上促胚成熟、CEM上茎伸长、MS上生根。【结果】在5×105个/mL的原生质体培养密度下,长出的都是致密型愈伤组织（能分化胚状体）,而在2×105个/mL的密度下培养长出的有致密型愈伤组织,也有空泡型愈伤组织（不能分化胚状体）。本试验共挑出1 479个致密细胞团,分化获得757个子叶胚,已再生完整植株186棵。【结论】本研究分离的原生质体产量和活性有较大提高,对前人所指出的瓶颈问题有所改进,原生质体再生植株效率有较大提高。     

浅黄恩蚜小蜂与丽蚜小蜂的种间竞争及其对粉虱控制作用的影响

【目的】明确浅黄恩蚜小蜂（Encarsia sophia）与丽蚜小蜂（E. formosa）的种间竞争及其对粉虱控制作用的影响。【方法】以番茄为寄主植物,温室白粉虱为寄主昆虫,浅黄恩蚜小蜂与丽蚜小蜂以10 : 0、8 : 2、5 : 5、2 : 8及0 : 10进行混合释放,每20 d抽样1次,调查浅黄恩蚜小蜂、丽蚜小蜂及粉虱的种群动态变化。【结果】2种寄生蜂以不同比例混合释放60 d后,丽蚜小蜂在寄生蜂中的百分率始终保持在50%左右;不同比例混合释放或单独释放,均能将粉虱种群数量控制在较低的水平,特别是5 ES﹕5 EF混合释放后,通过寄生和取食杀死粉虱的百分率始终高于83%,对温室白粉虱表现出长期稳定的控制效果。【结论】在温室白粉虱作为重要寄主时,浅黄恩蚜小蜂并不能竞争取代丽蚜小蜂,浅黄恩蚜小蜂的存在没有干扰粉虱的防治效果。     

日粮中赖氨酸和蛋氨酸比对断奶犊牛生长性能和消化代谢的影响

[目的]研究日粮中不同赖氨酸和蛋氨酸比例对断奶犊牛生长性能、消化代谢的影响.[方法]选取24头健康的荷斯坦断奶犊牛,按体重和出生时间随机分为4组,限量饲喂4种不同日粮,即对照组日粮(粗蛋白为14.67%),3种赖氨酸和蛋氨酸比例分别为2.5:1、3.0:1和3.5:1的日粮(粗蛋白为12.02%),试验期为8周.在试验...