柑橘衰退病毒基因p23 RNAi载体的构建及转化

【目的】构建柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)含p23的RNAi载体,以获得具有抗性的柑橘转基因植株。【方法】基于转化病毒基因介导抗性,根据NCBI公布的CTV基因组序列,查找p23保守序列,设计并克隆两条不同长度的片段。对两条片段和植物表达载体p BI 121进行双酶切和连接来构建RNAi载体。初步预测所构建的载体发生RNAi抗病毒的可行性。利用农杆菌介导的瞬时表达技术将含RNAi载体的农杆菌注射入CTV指示植物墨西哥莱蒙的叶片,利用GUS组织化学染色法观察叶片中载体发生瞬时表达的情况。发生瞬时表达的叶片接种CTV T36基因型,利用酶联免疫反应(ELISA)检测病毒含量。同时,提取叶片的RNA并反转录为c DNA,利用实时荧光定量PCR(q-PCR)检测CTV p20,通过该基因的表达量反映叶片中的病毒含量。通过农杆菌介导的遗传转化将RNAi载体转入大红甜橙实生苗上胚轴节间茎段,抗生素筛选得到的芽嫁接至枳橙实生试管苗。提取大红甜橙叶片的DNA,通过PCR扩增确定其是否为转基因阳性;目的基因检测为阳性的植株二次嫁接至温室保存的酸橙实生苗;根据插入的p23基因序列设计q-PCR引物,检测转基因植株中p23的表达情况。取CTV T36基因型寄主的带皮芽,用腹接法接种大红甜橙转基因植株。取接种后新萌发枝梢上的叶片,用检测瞬时表达叶片同样的方法分析植株的抗病性。对于第1次接种后未检测出病毒感染的植株,进行第2次接种并检测分析。【结果】克隆得到CTV p23 513 bp的长片段和291 bp的短片段,与载体p BI121连接后成功构建含发夹结构的来自病原且能靶向目的基因的RNAi载体,命名为p23-RNAi。注射p23-RNAi的墨西哥莱蒙叶片经GUS染色后能够产生蓝色斑点,表明农杆菌p23-RNAi可以在叶片中发生瞬时表达;接种CTV后第15和30天,瞬时表达p23-RNAi的墨西哥莱蒙叶片ELISA检测结果均为阴性,同时q-PCR检测结果显示其CTV p20的积累水平和增加速度明显低于对照植株,表明瞬时表达的p23-RNAi在一定时间内可以对CTV的侵染产生抑制。p23-RNAi经农杆菌介导遗传转化大红甜橙获得抗性芽,通过普通PCR的扩增结果证明得到7个转基因植株;q-PCR检测结果进一步表明7个转基因植株间p23的含量呈现一定差异,植株E的含量最高,其次是C、F、H、A、B和G。接种CTV后,p20的表达量在7个转基因植株间也表现出一定差异,表达量最高的是植株A,其次是G、F、E、B、H、C,且与对照植株相比,呈现不同程度的抗病性。转基因植株对病毒的抗性与外源基因的表达水平没有相关性,外源基因表达水平最高的植株E并没有表现强的CTV抗性。经过两次病毒接种,转基因植株C在接种后具有完全抗性。【结论】p23-RNAi载体能引起植物抗柑橘衰退病毒;瞬时表达技术可快速鉴定RNAi载体的抗病性,有利于筛选高效率的RNAi载体。     

一步法快速构建长片段RNAi发夹的载体

利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术可以进行基因功能研究以及作物遗传改良,但常规构建RNAi载体方法费时费力.本研究报道了一种基于USER酶一步法快速构建RNAi发夹结构的载体2301/RNAi/OS及其应用方法,操作简便,省时省力.与已报道的利用酶切连接、Gateway兼容的同源重组或PCR直接连接等构建RNAi载体相比,该载体不需要酶切片段,片段扩增完成后即可与制备好的线性化载体进行反应,缩短操作流程和时间,提高成功率;该载体对插入片段的酶切位点和长度没有要求,理论上任何位置和长度的片段均可进入2301/RNAi/OS载体中,尤其是长片段RNAi的构建.本试验以本氏烟(Nicotiana benthamiana)PDS(Phytoene desaturase)基因为例,利用农杆菌介导的瞬时表达体系验证了该RNAi能够在植物体内有效地实现基因沉默.该载体以新霉素磷酸转移酶基因(NPTII)作为筛选标记基因,可以利用卡那霉素(Kanamycin)和G418(Geneticin)等抗生素筛选转基因阳性植株,适合单子叶和双子叶植物的遗传转化.     

基于柑橘叶斑驳病毒的表达载体构建及应用

【目的】 构建基于柑橘叶斑驳病毒（citrus leaf blotch virus,CLBV）的表达载体,通过系统表达抗菌肽提高植物抗病性,为柑橘溃疡病、柑橘黄龙病等病害的防控提供新型技术手段。【方法】 基于前期构建的侵染性克隆pCY-CLBV201,在外壳蛋白基因终止子后插入亚基因组启动子序列及多克隆位点,构建病毒表达载体pCLBV202。在多克隆位点插入绿色荧光蛋白（green fluorescent protein）基因（gfp）,通过农杆菌介导接种、荧光观察验证pCLBV202-GFP表达GFP的情况。克隆天蚕的抗菌肽（cecropin B,CB）基因并构建重组载体pCLBV202-CB,通过农杆菌介导分别注射接种本氏烟和真空浸润接种柑橘实生苗,筛选阳性植株并分别注射接种和根灌接种烟草青枯病菌及针刺离体叶片接种柑橘溃疡病菌,同时设空载体接种植株为对照,通过症状观察、发病率及病情指数评价接种植株的烟草青枯病抗性;通过柑橘叶片的病斑数量、发病率及菌落浓度评价其溃疡病抗性。【结果】 pCLBV202-GFP接种烟草和尤力克柠檬后,均可以在系统新叶上观察到绿色荧光,在烟草上表现更为明亮,说明基于CLBV的表达载体构建成功。接种青枯病菌后,处理组（pCLBV202-CB）较对照组（pCLBV202）发病时间延迟4 d。在接种后第24天（24 dpi）,处理组发病率为14.3%,对照组发病率为100%,差异显著。处理组相对于对照组的抗性指数为-2.66,抗性评价为高抗,表明利用pCLBV202-CB系统表达CB增强了对烟草青枯病的抗性。尤力克柠檬叶片针刺接种柑橘溃疡病菌,7 dpi时,处理组病斑数为47个,发病率为43.5%,对照组病斑个数为73个,发病率为67.6%。菌群数变化检测发现,处理组菌群数小于对照组菌群数,表明利用pCLBV202-CB系统表达CB增强了尤力克柠檬的溃疡病抗性。【结论】 构建了基于CLBV的病毒表达载体pCLBV202。利用pCLBV202在本氏烟和柑橘中系统表达CB可以提高植株对细菌性病害的抗性,这为柑橘细菌性病害的防控提供了新技术。     

应用抑制性差减杂交技术筛选锦橙CTV应答基因

【目的】探讨易感柑橘衰退病病毒（Citrus tristeza virus,CTV）品种锦橙CTV应答分子机理,筛选和分析CTV应答基因。【方法】以嫁接CTV强毒株TRL514的锦橙阳性材料叶片为试验方（Tester）,用嫁接无毒枝条的CTV阴性锦橙叶片为驱动方（Driver）,构建CTV侵染的锦橙的正向差减文库。【结果】随机挑选850个阳性克隆测序,其中742条测序成功,去除载体片段和接头序列后得到有效EST 692条。将所有EST序列对应到柑橘的预测基因组转录物,共涉及137个柑橘基因。应用BLAST2GO对这些特异性表达的基因进行功能归类和KEGG分析。结果表明,受CTV侵染的影响,锦橙能量代谢相关基因上调明显,与光合器官碳固定、氮代谢、淀粉和蔗糖代谢等途径相关的EST出现频率较高。另外,与抗逆防御以及苯基丙氨酸合成、类苯基丙烷代谢、类胡萝卜素合成等与植物防御素类物质合成密切相关的代谢途径相关基因较多。【结论】由于CTV的侵染,CTV易感品种锦橙基础代谢改变明显,须通过增强能量代谢和提高自身防御能力来维持自身生长和发育。     

水稻OsLecRK基因RNAi载体的构建及遗传转化

凝集素类受体蛋白激酶(Lectin-like receptor kinase,Lec RK)是一类植物特有并分布广泛的蛋白激酶。采用RT-PCR从水稻(Oryza sativa L.)品种B5中克隆了Os Lec RK基因靠近翻译起始位点下游的530 bp的特异基因片段,将该片段以正、反向分别连入p KANNIBAL载体,从而获得p KAN-Os Lec RKRNAi的中间表达载体,进而将其克隆到植物双元表达载体p CAMBIA1301中,构建ds RNAi表达载体p CAMBIA-Os Lec RK-ds RNAi。经酶切和测序鉴定正确后,利用农杆菌介导转化水稻,通过抗性筛选和标记基因hyg进行PCR鉴定,筛选出12株转基因水稻植株。     

蟠桃磷脂酶D基因RNAi表达载体构建

[目的]构建蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体.[方法]以英格尔蟠桃为材料,将CTAB改良法提取的蟠桃总RNA反转录成cDNA作为模板,通过RT - PCR扩增约347 bp的保守片段,将目标片段插入到pSK - int中间表达载体中,获得pSK - PLD - RNAi中间表达载体,然后将其转入植物双元表达载体pCAMBI1301中,构建该基因的shRNAi表达载体pCAMBIA - PLD - RNAi.[结果]经限制性内切酶酶切和测序鉴定证明蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体pCAMBIA - PLD - RNAi已构建成功.[结论]蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体的构建为进一步通过RNAi技术延长蟠桃果实的贮藏寿命奠定了基础.     

csi-miR399响应柑橘溃疡病菌侵染的表达模式及其抗病性分析

【目的】明确csi-miR399响应柑橘溃疡病菌（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）侵染的表达模式，筛选其靶基因，进而分析csi-miR399与寄主Xcc抗性的相关性，为柑橘溃疡病抗性种质的创制打下基础。【方法】分别以柑橘溃疡病抗性品种四季橘（Citrus microcarpa）和感病品种纽荷尔脐橙（Citrus sinensis）为试材，通过茎环qPCR方法分析csi-miR399在叶片离体注射Xcc 1、3和5 d时的表达量变化，明确抗/感品种中csi-miR399响应Xcc侵染的表达模式；利用在线软件psRNATarget预测csi-miR399的靶基因，并通过qPCR分析候选靶基因在接种Xcc柑橘叶片和瞬时表达csi-miR399叶片中表达量的变化；克隆csi-miR399前体基因序列，通过同源重组方法构建病毒表达载体pCLBV202-MIR399，根癌农杆菌介导的真空浸润法接种尤力克柠檬（Citrus limon），通过qPCR分析csi-miR399表达量；进而采用离体叶片针刺法接种Xcc，观察发病症状，统计病情指数，分析csi-miR3...     

β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体的构建

【目的】构建β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因具有功能性间隔序列的发夹结构（Intron-hairpin RNAi,ihp-RNA）的RNA干扰(ihp-RNAi)表达载体并转化大豆,为通过RNA干扰技术改良大豆的营养品质奠定基础。【方法】以大豆总RNA反转录获得的cDNA为模板,通过PCR扩增克隆了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的核心保守序列(400 bp),并将该片段的反义和正义片段插入到重组植物表达载体p3301P的种子特异性启动子7αp下游,将功能性间隔序列intron-SSR插入反义片段与正义片段之间,构建α′-亚基基因ihp-RNAi安全型表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,并进行PCR及双酶切鉴定。利用农杆菌介导法将带有p3301-PFNZ-α′-BADH 的菌株转化“吉农27”大豆植株,对转基因植株进行PCR、Southern杂交检测,并对转基因植株α′-亚基基因的表达量进行RT-PCR。【结果】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体p3301-PFNZ-α′-BADH,利用农杆菌介导法转化大豆得到7株阳性转化植株;Southern杂交结果显示,外源基因以1～2个拷贝整合于大豆基因组中;RT-PCR检测表明,β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因的表达被明显抑制。【结论】成功构建了β-伴大豆球蛋白α′-亚基基因ihp-RNAi表达载体,获得了α′-亚基基因被明显抑制的转基因大豆植株,为应用基因工程技术进行大豆品质改良奠定了基础。     

TMV和CMV病毒外壳蛋白基因双靶向的RNA干涉载体构建

依据RNA干扰机制构建多病毒基因靶向的RNA干涉双元载体系统,为培育抗病毒复合侵染的番茄品种提供遗传转化载体。以烟草病毒病(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)病毒外壳蛋白基因作为RNA干扰靶标基因,针对病毒株系间外壳蛋白基因同源区域设计靶序列引物,经RT-PCR获得两段靶标基因的DNA靶序列。借助T载体将两段靶序列连接成一条DNA序列。酶切后正向、反向锚定连接到p UCCRNAi中间载体的克隆位点,形成靶序列在载体中的双向重复结构;重复结构酶切后插入含超强启动子的p C2300-35s-OCS表达载体,重组的表达载体质粒电击转化到只含辅助质粒的根癌农杆菌中,完成RNAi双元载体系统的构建。     

柑橘CitSERK基因正义与反义表达载体的构建及其体系优化

以Kpn I和XhoI双酶切带有CitSERK基因cDNA全序列的T/A克隆载体,同时以Kpn I和XhoI双酶切PMV载体,凝胶回收目的基因片段及PMV载体骨架片段,成功构建了CitSERK基因正义与反义表达载体,并对遗传转化载体构建体系进行了优化。结果表明:以Kpn I和XhoI双酶切带有CitSERK基因的T/A克隆载体和PMV载体,成功得到带有Kpn I和XhoI双酶切位点的目的基因片段和PMV载体骨架片段;酶切检测结果显示,阳性克隆成功酶切出预期大小的CitSERK基因片段和PMV载体骨架片段;2对特异引物PCR检测结果显示,阳性克隆同时扩增出预期大小的CitSERK基因片段。     

禽呼肠孤病毒σNS和σC基因shRNA载体构建及其干扰效果测定

禽呼肠孤病毒σC基因是病毒粘附蛋白,σNS基因具有结合单链RNA活性。根据siRNA靶序列设计原则,设计并合成siRNA模板并克隆到shRNA表达载体pSilencer-CMV 4.1 neo。分别构建了针对σC基因的shRNA载体C1、C2、C3和针对σNS基因的shRNA载体NS1、NS2、NS3。将构建的shRNA载体和阴性对照分别与表达σC和σNS基因的融合蛋白的真核表达载体pEGFP-σC及pEGFP-σNS共转染DF-1细胞。荧光显微镜观察结果表明,6个shRNA片段不同程度地抑制各自融合蛋白的表达。Real-time PCR检测结果表明,C3和NS1体外干扰病毒复制的效果最佳。     

Cry2A基因植物表达载体构建及其转化子生长曲线的建立

根据定向克隆原则,以pCAMBIA2301为载体骨架,Cry2A基因为目的基因,构建了大小为15354 bp的植物表达载体p2AST2301。新载体带有抗虫基因Cry2A和筛选标记基因NPTⅡ,适合通过农杆菌进行遗传转化,并以抗生素G418为筛选底物。同时将新载体转化根癌农杆菌EHA105,获得了用于植物遗传转化的工程菌,并且明确了工程菌D600 nm值在1.0-1.6之间活力最强。     

马立克氏病病毒VP22基因siRNA筛选体系的构建

将马立克氏病病毒（MDV）超强毒株VP22基因插入真核表达载体pEGFP-C1中EGFP基因的下游，构建EGFP-VP22融合基因真核表达载体pEGFP-VP22。将其转染至中国仓鼠卵巢细胞（CHO-k1）中，通过荧光显微镜观察EGFP的表达情况，并用RT-PCR检测VP22基因的表达。检测证实EGFP和VP22在CHO细胞中均得到了有效表达。     

黄瓜(Cucumis sativus L.)果瘤基因Tu表达载体构建及遗传转化

为了进一步优化黄瓜遗传转化体系,提高遗传转化效率,构建含有自身启动子的黄瓜果瘤基因(Tu)表达载体pCAMBIA2301-Tu,将表达载体通过电击法导入农杆菌菌株GV3101中,进行农杆菌介导的黄瓜遗传转化的研究。使用限制性内切酶KpnI和BamHI对质粒pCAMBIA2301和Tu基因PCR产物进行双酶切,回收目的片段,连接后成功构建Tu基因表达载体。通过优化遗传转化的生根条件以及抑制农杆菌生长条件,一定程度上提高了遗传转化的效率。580个外植体通过抗生素筛选获得的18株再生苗进行PCR检测和测序鉴定,最终获得8株阳性转化苗,转化效率为1.37%。     

颠茄H6H基因的克隆及高效植物表达载体的构建

[目的]克隆颠茄（Atropa belladonna）H6H基因并构建高效植物表达载体。[方法]采用RT—PCR方法从颠茄中克隆莨菪碱-6β羟化酶和1,4丁二胺-氮-甲基转移酶基因编码区,插入经改造后获得双元三价植物高效表达载体P2301-gus,构建植物表达载体p2301-H6H,并将该表达栽体导入根癌农杆菌LBA4404和发根农杆菌C58C1。[结果]获得了可直接用于遗传改良的颠茄工程茵p2301-H6H-LBA4404和p2301-H6H-C58C1。[结论]为利用植物基因工程技术提高颠茄中生物碱含量奠定了基础。     

颠茄H6H基因的克隆及高效植物表达载体的构建（摘要）

[目的]克隆颠茄（Atropa belladonna）H6H基因并构建高效植物表达载体。[方法]采用RT-PCR方法从颠茄（Atropa belladonna）中克隆莨菪碱-6β-羟化酶和1,4-丁二胺-氮-甲基转移酶基因编码区,插入经改造后获得双元三价植物高效表达载体p2301-gus,构建植物表达载体p2301-H6H,并将该表达载体导入根癌农杆菌LBA4404和发根农杆菌C58C1。[结果]获得了可直接用于遗传改良的颠茄工程菌p2301-H6H-LBA4404和p2301-H6H-C58C1。     

阔叶猕猴桃GalDH基因植物表达载体的构建及转化番茄的研究

L-半乳糖脱氢酶(GalDH)是L-半乳糖途径合成抗坏血酸(ASA)的关键酶之一,为了研究GalDH基因的功能,获得转基因植株,用限制性内切酶BamHⅠ和KpnⅠ将已克隆的阔叶猕猴桃GalDH基因从克隆载体pMD-19T切下,定向插入到植物表达载体pCSB,成功构建阔叶猕猴桃GalDH基因植物表达载体pCSB-GalDH及工程农杆菌,以Micro-Tom番茄叶片及茎段为受体,通过农杆菌介导法转化番茄,PCR检测、GUS染色和Real-time PCR检测表明,阔叶猕猴桃GalDH基因已整合到番茄基因组中。     

双抗植物表达载体的构建

用限制性内切酶将抗虫的胰蛋白酶抑制剂（ＴＩ）基因从质粒ｐＢｉｎ２０上切下,插入带有抗细菌的抗菌肽Ｂ和抗菌肽Ｄ基因的植物表达载体ｐＤＢ３的ＸｂａⅠ位点。通过点杂交和酶切鉴定,得到了带有３个抗性基因的双抗植物表达载体ｐＤＢＴ．