水稻叶绿体表达体系的建立及抗PPT叶绿体转化植株的获得

 【目的】建立外源基因在水稻叶绿体中的表达体系。【方法】通过分析已公布的水稻叶绿体基因组全序列及其基因分布特点，选择ndhF与trnL的基因间序列作为除草剂PPT抗性基因bar定点整合的位点。以水稻叶绿体基因组DNA为模板，采用PCR方法克隆了两个适于水稻叶绿体基因组遗传转化的同源片段，构建了含水稻叶绿体16S高效表达启动子、外源基因bar、psbA基因的3′序列（终止子）以及两个同源片段的水稻叶绿体特异表达载体pRB。【结果】采用基因枪法转化水稻品种中花10号幼穗诱导的愈伤组织，并再生植株，获得转化体后代种子。对转化植株进行的分子检测结果表明，外源基因bar 可能被整合到水稻叶绿体基因组中。后代种子的遗传学分析显示，外源基因bar可正常表达并遗传。【结论】利用所建立的水稻叶绿体外源基因表达体系，外源基因bar既可在水稻叶绿体基因组中正常表达，还可作为转化体筛选时的除草剂抗性选择标记。     

猪瘟病毒E2基因在百脉根叶绿体基因组中定点整合载体的构建

 【目的】构建猪瘟病毒主要抗原E2基因在百脉根叶绿体基因组中定点转化载体，为百脉根叶绿体的转化及用叶绿体生产动物可直接食用疫苗奠定基础。【方法】通过用BLAST、DNAMAN等分子生物学分析软件对百脉根叶绿体基因组序列进行分析选定同源重组片段，采用PCR、分子克隆技术进行载体构建和鉴定。【结果】在百脉根叶绿体基因组中选择合适的外源基因整合位点，设计引物用PCR扩增叶绿体同源片段，将同源片段克隆后，构建百脉根特异的叶绿体转化载体；构建的百脉根叶绿体定点转化载体pAKE2以扩增的1.35 kb psbA 和1.5 kb trnK两段相邻叶绿体 DNA为定点整合外源基因的同源重组片段，包含以叶绿体基因特异强启动子Prrn和终止子TpsbA为调控序列的E2基因表达盒和aadA壮观霉素抗性基因表达盒。【结论】经PCR和酶切验证，所构建的转化载体符合预期设计。叶绿体转化及后续工作目前正在进行之中。     

高羊茅叶绿体表达载体构建及绿色荧光蛋白基因瞬时表达检测

 【目的】验证高羊茅叶绿体表达载体在高羊茅叶绿体中的瞬时表达情况,为今后在高羊茅叶绿体中稳定表达该载体,获得耐旱高羊茅的叶绿体转基因株系奠定基础。【方法】首先从高羊茅草叶绿体基因组中克隆16S/trnI-trnA/23S片段,作为定点整合同源片段。然后将耐旱相关基因酵母海藻糖合酶基因tps1与水稻叶绿体16S rRNA基因的强启动子Prrn、烟草叶绿体基因psbA的终止子构建表达盒（Prrn-tps1-TpsbA-ter）,连同草丁膦抗性基因bar表达盒、卡那霉素抗性基因nptII和绿色荧光蛋白基因gfp构建的融和基因表达盒一起克隆到定点整合同源片段之间,构建高羊茅叶绿体的稳定表达载体gTKGB。通过基因枪轰击法将gTKGB转化到高羊茅幼嫩叶片中,用激光共聚焦扫描显微镜对GFP的表达情况进行检测分析。【结果】克隆的高羊茅叶绿体基因16S-trnI-trnA-23S在NCBI登录号为：DQ490947－DQ490950。构建的叶绿体表达载体gTKGB转化高羊茅幼嫩叶片,在叶绿体中有很好的GFP表达。【结论】高羊茅叶绿体表达载体gTKGB可用于高羊茅叶绿体转化。     

双价抗虫基因共转化烟草叶绿体的研究

 分别构建苏云金芽孢杆菌晶体毒蛋白基因 [BtCryIA(C) ]和水稻巯基蛋白酶基因 (Oryzacystatin ,OC)叶绿体转化载体 ,其中Bt基因叶绿体转化载体以烟草叶绿体基因trnH psbA trnK为同源片段 ,以水稻 (OryzasativaL .)叶绿体 psbA基因启动子和终止子为调控基因 ;OC基因叶绿体表达载体以烟草叶绿体基因片段 psbA ORF5 12为同源片段 ,以烟草叶绿体 16S启动子和终止子为调控基因 ;两载体均以壮观霉素抗性基因 (aadA)为筛选基因。利用基因枪方法 ,共转化烟草叶片 ,获得壮观霉素抗性植株。经Southern、Western检测、表达蛋白活性测定证明 ,双价抗虫基因己整合到烟草叶绿体中并得到表达。转基因植株抗棉铃虫试验表明 ,转基因植株具有显著杀虫活性     

油菜叶绿体多顺反子双交换表达载体的构建(英文)

[目的]构建甘蓝型油菜叶绿体多顺反子表达载体,以期为油菜叶绿体基因工程研究奠定基础。[方法]根据GenBank中已知的油菜叶绿体DNA序列AF267640和Z50868,设计两对引物,用PCR方法获得了两段甘蓝型油菜叶绿体DNA片段,分别命名为RbcL和ACCD。将这两段甘蓝型油菜叶绿体DNA同源片段克隆到质粒pMD18-T中得到质粒pHBM715,然后再将由壮观霉素抗性基因aadA、甘露聚糖酶基因man和绿色荧光蛋白基因gfp这3个基因串联的表达盒克隆到质粒pHBM715中,从而构建成甘蓝型油菜叶绿体多顺反子表达载体pHBM716,并将该载体在大肠杆菌中进行表达鉴定。[结果]通过平板定性分析对所构建的油菜叶绿体表达载体上的表达盒进行了功能鉴定,表明同一多顺反子的3个基因在大肠杆菌中均得到了表达。[结论]该研究成功构建了甘蓝型油菜叶绿体多顺反子表达载体,为油菜叶绿体基因工程研究奠定了基础。     

番茄质体转化载体pTom-GFPaadA的构建

采用PrimStar HS DNA聚合酶从番茄基因组DNA中扩增出了质体的trnI-trnA基因序列.序列分析结果表明,所克隆的基因与GenBank公布的序列完全相同,与烟草的trnI-trnA基因序列同源性高达94%.将该片段作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建成包含Prrn::gfp-aadA::TpsbA表达盒的番茄质体定点转化载体pTom-GFPaadA,酶切鉴定表明,所构建的载体符合预期设计.     

含烟草几丁质酶基因的质粒pBG1121的构建及水稻转化

烟草几丁质酶基因已转入番茄、烟草等作物中，并得到了抗病基因植物，为了检验该基因转入水稻后，能否得到抗病的水稻，构建了适于水稻转化的质粒pGB1121。将烟草几丁质酶基因（TchiB）连上CaMV35S启动子和Nos终止区构建成融合基因，再将CaMV35S启动了／TchiB编码区／Nos终止区融合基因插入到双元载体pCAMBIA1301的多克隆酶切位点，得到一个13．9kb具有几丁质酶基因和潮霉素抗性基因的转化质粒pBG1121，进行酶切和PCR检验后，用共器介导法转化水稻，后代植株用潮霉素处理，经PCR检验，初步证实已将目的基因整合到受体植物的基因组中。     

CP基因3'端短片段介导的对马铃薯Y病毒的抗性

【目的】探明马铃薯Y病毒脉坏死株系（PVYN）CP基因3′端序列短片段的不同结构转基因诱导转基因植物产生RNA介导抗性的有效性。【方法】以PVYN的CP基因cDNA 3′端202 bp片段构建非翻译的正向重复和反向重复结构的植物表达载体转化烟草。【结果】攻毒试验表明前者没有一例转基因植株表现为抗病，而转化反向重复结构的转基因植株82.8%表现近似免疫的高度抗病型，Southern印迹杂交证明目的基因已整合到烟草基因组，Northern印迹杂交结果显示反向重复结构转基因植物的抗病性与RNA的表达量呈现负相关。【结论】抗病性是RNA介导的病毒抗性。3′端短片段诱导产生的转基因抗病株比例比5′端短片段诱导产生的高。     

转反义GVDE基因烟草的叶绿素荧光参数及抗氧化酶活性的变化

 【目的】研究姜紫黄质脱环氧化酶基因（GVDE）的功能。【方法】以烟草为试材,构建反义抑制表达载体。将从姜中克隆的GVDE基因反向转入烟草,对获得的抗性植株用PCR和PCR-Southern检测分析。同时测定烟草叶片荧光参数变化和抗氧化物酶（APX、SOD、POD）活性。【结果】反义基因已整合到烟草的基因组中。转反义GVDE基因烟草的NPQ、Fv/Fm始终低于对照,APX、SOD和POD等抗氧化酶活性也低于对照植株。【结论】在转反义GVDE基因的烟草中,强光下耗散过剩光能的非辐射能量耗散能力明显降低。     

多抗PVY、TMV和CMV转基因烟草的培育

 【目的】利用RNA介导抗性培育抗多种植物病毒的转基因烟草。【方法】分别以马铃薯Y病毒（PVY）、烟草花叶病毒（TMV）和黄瓜花叶病毒（CMV）全长衣壳蛋白（CP）基因为模板,通过设计PCR引物和亚克隆获得PVY CP 3′端长度100 bp、TMV CP 3′端长度100 bp和CMV CP 3′端长度200 bp的cDNA片段并拼接成嵌合基因,并以此为模板构建反向重复结构嵌合基因的植物表达载体pRHPTC。将pRHPTC通过冻融法导入农杆菌LBA4404,采用叶盘法转化烟草NC89,然后测定转基因烟草对3种病毒的抗性。【结果】经卡那霉素筛选和PCR检测,共获得276株转基因烟草。Southern和Northern blot分析表明,外源基因以不同拷贝数整合于烟草基因组中;不同转基因植株中病毒RNA的积累量存在显著差异。抗病性检测显示：23%左右的转基因植株表现出对3种病毒侵染的抗性。对转基因植株扩繁后代和T1代的抗性分析表明：多病毒抗性表现稳定。【结论】利用RNA介导的抗病毒基因工程可获得同时抗多种病毒的转基因烟草,其抗病性在T0代扩繁植株和T1代植株中得到稳定遗传。     

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。     

The Research of Bt and OC Gene Cotransformation in Tobacco Chloroplast

The Bt Cry IA (C) chloroplast expression cassette and OC chloroplast expression cassette were constructed. The Bt expression cassette contained the 3.5 kb wild type Bt Cry IA (C) gene under the control of the strong light-induced psbA promoter and terminator from rice (Oryza sativa. L) chloroplast, the gene:trnH-psbA-trnk from tobacco (Nicotiana tabacum. L) as the homologous fragment. The OC chloroplast expression cassette contained the OC gene under the control of 16S promoter and terminator from tobacco, the tobacco gene: psbA-ORF512 as homologous fragment. The two cassettes both had the aadA gene expression cassette as the selectable marker. Leaves of tobacco were cotransformed with the particle bombardment method. After selection by spectinomycin, the transformants were obtained. The integration of Bt and OC gene were confirmed by Southern-blotting analysis, and Western-blotting analysis. Proteinase inhibitor assays showed that the Bt and OC gene had expressed. Bioassays showed that the transgenic tobacco had a significant resistance to the larvae of cotton bollworm ( helicoverpa zea ).     

Establishment of a Gene Expression System in Rice Chloroplast and Obtainment of PPT-Resistant Rice Plants

In contrast to the situation of random integration of foreign genes in nuclear transformation, the introduction of genes via chloroplast genetic engineering is characterized by site-specific pattern via homologous recombination. To establish an expression system for alien genes in rice chloroplast, the intergenic region of ndhF and trnL was selected as target for sitespecific integration of PPT-resistant bar gene in this study. Two DNA fragments suitable for homologous recombination were cloned from rice chloroplast genome DNA using PCR technique, and the chloroplast-specific expression vector pRB was constructed by fusing a modified 16S rRNA gene promoter to bar gene together with terminator ofpsbA gene 3 sequence. Chloroplast transformation was carried out by biolistic bombardment of sterile rice calli with the pRB construct. Subsequently, the regenerated plantlets and seeds of progeny arising from reciprocal cross to the wild-type lines were obtained. Molecular analysis suggested that the bar gene has been integrated into rice chloroplast genome. Genetic analysis revealed that bar gene could be transmitted and expressed normally in chloroplast genome. Thus, the bar gene conferred not only selection pressure for the transformation of rice chloroplast genome, but PPT-resistant trait for rice plants as well. It is suggested that an efficient gene expression system in the rice chloroplast has been established by chloroplast transformation technique.     

苦豆子凝集素基因植物表达载体的构建及其对烟草的转化

[目的]了解苦豆子凝集素基因(SAL)的功能,将该基因构建到植物表达载体并转化烟草,获得转基因植株.[方法]利用RT-PCR技术,提取苦豆子总RNA进行反转录得到cDNA,通过PCR扩增得到苦豆子凝集素基因SAL,并将其克隆到植物表达载体pCAMBIA1301上,产生重组质粒pCAMBIA1301-SAL.采用农杆菌介导法将重组质粒转化烟草,并进行分析鉴定.[结果]构建了植物表达载体pCAMBIA1301-SAL,转化烟草后经筛选获得76株转基因植株,经抗性筛选及PCR和RT-PCR鉴定,其中27株显示为阳性植株.[结论]苦豆子凝集素基因已经在烟草中成功表达,为进一步研究验证转基因烟草的抗病效果奠定了基础.     

磷酸丝氨酸转氨酶(serC)基因的克隆与原核表达

[目的]检测磷酸丝氨酸转氨酶(serC)基因在大肠杆菌中能否高效表达.[方法]根据GenBank所公布的serC基因序列设计一对特异性引物,以E.coliJM109基因组为模板PCR扩增目的基因片段,将得到的目的基因定向克隆至大肠杆菌/黄色短杆菌穿梭表达载体pEC7中,构建重组表达载体并转化宿主菌E.coli BL21(DE3),经IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE分析.[结果]通过PCR扩增得到约1 100 bp的DNA片段,经测序后分析该基因与已发表的serC基因具有99.27;的同源性;对重组表达载体进行酶切和PCR方法鉴定正确的命名为pEC7- C;重组表达载体转化宿主菌,SDS-PAGE分析可见约41 kD与理论大小一致的目标蛋白条带.[结论]重组表达载体转化后E.coli BL21中蛋白表达量比原始菌株的蛋白表达量高,证明 serC基因在E.coli BL21(DE3)中成功表达,为进一步构建L-丝氨酸高产基因工程菌奠定了基础.     

遗传工程稻叶绿体psbA基因的克隆及结构分析

分别制备了遗传工程稻ＧＥＲ－１及其ＤＮＡ供体（慈利玉米）、ＤＮＡ受体（水稻湘早籼８号）的叶绿体ＤＮＡ（ｃｐＤＮＡ），对三者之间的多种限制性内切酶酶切图谱比较表明，ＧＥＲ－１的ｃｐＤＮＡ基本与ＤＮＡ受体水稻一致．进一步克隆了ＣＥＲ－１的ｐｓｂＡ基因，并构建其酶切图谱、测定其３′非翻译区（３′ＵＴＲ）序列，初步认为该基因的序列结构与水稻相同，从而排除了ＧＥＲ－１的性状变异是由其ｐｓｂＡ基因发生变化所致的可能．此外，对叶绿体ＤＮＡ的制备及酶切消化作了较深入的探讨