柑橘冷诱导基因及其启动子表达载体构建与瞬时表达分析

【目的】以YFP为报告基因,构建柑橘冷诱导基因及其启动子的植物表达载体。【方法】克隆获得枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子p Ptcor8,柠檬中同源基因Clcor8及其启动子p Clcor8;双酶切含启动子的克隆载体和植物表达原始载体p1D4,连接获得含启动子的中间载体;再双酶切含冷诱导基因的克隆载体和中间载体,连接后获得重组质粒;通过冻融法将重组质粒导入农杆菌EHA105中。【结果】构建了p1D4/p Ptcor8-Ptcor8::YFP,p1D4/p Ptcor8-Clcor8::YFP和p1D4/p Clcor8-Ptcor8::YFP 3个融合表达载体,瞬时表达发现3个融合基因均可在冰糖橙叶片中表达。【结论】3个融合表达载体的成功构建为下一步转化柠檬,分析枳冷诱导基因Ptcor8及其启动子p Ptcor8的功能奠定了基础。     

八氢番茄红素合成酶(PSY2)基因果实特异表达载体的构建

八氢番茄红素合成酶是番茄红素合成的关键酶,通过PCR法获取PSY2基因和E8启动子序列,将目的基因和E8启动子序列构建到植物表达载体pBI101.2中,构建了果实特异表达启动子的八氢番茄红素合成酶基因植物表达载体。并采用PCR、限制性内切酶酶切和序列测定分析法,对重组质粒进行鉴定。结果表明,番茄果实特异性表达PSY2蛋白的重组质粒构建成功;通过农杆菌直接转化技术将其成功转入转化农杆菌LBA4404、EHA105,为下一步PSY2蛋白在番茄果实中特异表达奠定了基础。     

甜瓜N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)RNA干扰载体的构建

为探讨甜瓜N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的功能,选取甜瓜CmGnT基因保守序列,利用特异性引物PCR扩增得到一段238 bp的干扰片段。利用Swa I单酶切将正向片段亚克隆到质粒载体p FGC1008的35S启动子与GUS之间,利用Spe I单酶切将反向片段亚克隆到质粒载体p FGC1008的GUS与终止子之间,构建了RNAi表达载体p FGC1008-CmGnT。通过冻融法将其转入根癌农杆菌C58中,菌液PCR验证表明RNAi表达载体p FGC1008-CmGnT构建成功并成功转入农杆菌。为进一步研究甜瓜CmGnT基因功能及甜瓜分子育种奠定重要基础。     

柿果ACC合成酶基因的克隆与植物表达载体的构建

以柿果组织中分离的总RNA为模板,经RT-PCR扩增到约1.1 kb的富有柿果ACC合成酶(Fuyu-ACS)的 基因片段,将此片段克隆到pGEMR-T easy vector上,经测序分析与Genbank中平核无柿果的DK-ACS1基因核苷酸 序列的同源性为99％。设计了2对带限制性内切酶位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增到2个ACS- Fuyu片段。2个片段经双酶切消化后,分别以正反2个方向插入到植物表达载体pBI121的35 S启动子和NOS终止 子之间,构建成Fuyu-ACS基因的植物表达载体。     

小西葫芦黄花叶病毒外壳蛋白基因植物表达载体的构建

小西葫芦黄花叶病毒(Zucchiniyellowmosaicvirus,ZYMV)是危害中国葫芦科作物主要病毒之一。试验以该病毒中国分离物外壳蛋白基因的克隆载体pZCP-87(含ZYMV的CP基因)为材料,经SalⅠ和BamHⅠ双酶切,从胶上回收目的基因,与经过同两种酶酶切的植物表达载体pBIN438连接,转化感受态的大肠杆菌细胞,提取质粒,经PCR和SalⅠ/BamHⅠ双酶切验证,已将该病毒外壳蛋白基因克隆到植物表达载体上(重组质粒命名为pBZCP5),采用冻融法完成了对pBZCP5质粒的农杆菌转化。该工作是通过转基因获得抗ZYMV病毒研究的基础。     

柑桔钙离子结合蛋白基因克隆及植物表达载体构建

以伏令夏橙叶片中分离的总RNA为模板,经RT-PCR扩增到一条约600bp、含钙离子结合蛋白基因(CsCaBP)的片段,将此片段克隆到pMD-19T中,经测序分析该片段与甜橙基因组中的对应序列完全吻合。设计2对带有限制性内切酶位点的特异性引物,以cDNA为模板扩增到2个CsCaBP片段,并连接到TA克隆载体pMD-19T上;经双酶切消化后,分别以正反2个方向插入到植物表达载体pFGC5941的查耳酮合成酶(CHSA)内含子两侧,构建成功CsCaBP的RNA干扰载体,但未获得转基因植株。将CsCaBP的正向片段定向克隆到具有CaMV35S启动子的pF-GC5941表达质粒上,构建成功CsCaBP过量表达载体。将构建好的表达载体导入根癌农杆菌LBA4404菌株,转化酸橙下胚轴,经PCR检测,获得9株过量表达转基因植株,荧光定量PCR验证发现目的基因在转基因植株中有不同程度的表达。     

携带黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因的双元载体构建

以黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因为目的基因,以大肠杆菌DH5α为表达载体体外操作寄主菌,农杆菌LBA4404为最终双元载体寄主菌。将RT-PCR获得的目的基因片段连接到pMD18-Tsi mple Vectoer上,冻融法转化到大肠杆菌扩繁后,经限制性核酸内切酶酶切插入表达载体适宜酶切位点上,重组质粒DNA经冻融法转化到只含辅助质粒的根癌农杆菌中得到工程菌,完成含目的基因的双元载体构建,为培育抗CMV病毒的番茄品种打下基础。     

东方百合“元帅”查尔酮合酶基因表达载体构建

利用Genbank中公布的东方百合"元帅"查尔酮合酶cDNA序列,从东方百合"元帅"花瓣中扩增CHS1的cDNA开放阅读框,正向插入植物表达载体pBI121,并采用液氮冻融法将其转化到根癌农杆菌EHA105中。结果表明:经酶切和菌液PCR分析鉴定,获得与预期大小相符的1 200 bp片段,得到含有目的片段表达载体pBI121-CHS1的农杆菌菌株,可用于新铁炮百合的遗传转化。     

基于In-fusion技术的ERECTA基因植物表达载体的构建

以黄瓜品种‘长春密刺’(CCMC)为试材,利用高保真酶Iproof及不依赖于酶切的In-fusion技术,构建基于本底启动子驱动的黄瓜ERECTA基因的植物表达载体,以探讨ERECTA基因在黄瓜中的功能,以期为黄瓜抗性性状的遗传改良提供技术支持。结果表明:从CCMC的基因组DNA中克隆的2段gERECTA(DNA序列)长度分别为8 940bp和9 812bp,并分别命名为CsgERECTA-Flag和CsgERECTA-Poly。经过质粒PCR、梯度片段PCR和测序结果的鉴定表明,pCAMBIA3301-gERECTA的2个植物表达载体都已成功构建并转入根癌农杆菌EHA105中。     

一种植物表达载体的构建及其金柑上的瞬时表达

以植物表达载体pCambial301的带内含子的GUS（iGUS）基因替换植物表达载体pBI121中的GUS基因，构建了以pBI121为基础载体并含有iGUS的植物表达载体pLZ13。农杆菌染色表明，pCamiba1301和pLZ13两载体中的iGUS基因均不会导致GUS染色反应。以金柑不同组织为材料，通过农杆菌介导开展瞬时表达研究，结果表明，pLZ13和pCambial301两载体的iGUS在CaMV 35S启动子调控下的表达没有差异，证明构建的pLZ13是一种同时适于瞬时表达和转基因研究的植物表达载体。     

香蕉果实特异表达启动子驱动下的乙肝表面抗原基因植物表达载体的构建

研制经济方便的新型乙肝植物口服疫苗是全球控制乙型肝炎的现实要求。研制乙肝植物口服疫苗遇到的一个主要的困难是HBsAg基因在受体植物中的表达量低。香蕉是植物口服疫苗理想的受体。因此,以香蕉为受体,进一步提高HBsAg基因表达量的研究非常必要。从pBIL2载体上克隆了香蕉果实特异表达的BanLec启动子,并引入了HindⅢ、BamHⅠ酶切位点;利用EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切YEPFLAG-HBS获得了HBsAg基因;通过BamHⅠ酶切位点,利用T4DNA连接酶连接了BanLec启动子和HBsAg基因,形成BanLec-HBsAg连接片段;再把该片段通过EcoRⅠ、HindⅢ酶切位点插入pCAMBIA2300植物表达载体,成功构建香蕉果实特异表达启动子驱动下的乙肝表面抗原基因表达载体。     

莲种子防御素基因序列分析及表达载体构建

从莲种子发育中期胚cDNA文库中克隆得到的防御素基因cDNA全长561bp,GenBank登录号为EF421192。分析发现该基因234bp的开放读码框编码77个氨基酸的多肽序列,除信号肽序列外与其它不同来源的植物防御素基因有较高同源性,将其命名为NnDefensin。NnDefensin蛋白带有30个氨基酸的信号肽,具有8个半胱氨酸的高度保守结构等典型的植物防御素特征,成熟肽部分含有γ–硫素蛋白功能结构域。在系统进化上NnDefensin与单子叶植物中的粳稻和小麦的同源蛋白,以及车前草同源蛋白亲缘关系较为接近。通过PCR扩增克隆莲胚防御素基因片段并连接到载体pBI121和带有花生油体蛋白种子特异启动子的载体pAhOleo17.8︰GUS中,成功构建了35S启动子控制的植物表达双元载体pBI121-NnDef和种子特异表达双元载体pAhOleo-NnDef,为该基因的功能鉴定及通过基因工程方法提高转基因植物以及种子的抗病能力奠定基础。     

分泌型Cecropin B 抗菌肽基因转化血橙提高其抗溃疡病水平

 为了利用Cecropin B（CB）抗菌肽基因提高柑橘对溃疡病的抗性,人工合成了两个含有信 号肽的Cecropin B 抗菌肽基因PR1aCB 和AATCB。洋葱表皮瞬时表达分析表明,与非分泌型CB 抗菌肽 相比,PR1aCB 和AATCB 抗菌肽在细胞间隙中优势积累。进一步构建了CaMV 35S 调控 PR1aCB 和AATCB 基因的植物表达载体,转化塔罗科血橙（Citrus sinensis Osbeck）上胚轴,获得转基因植株。GUS 组织化 学染色、PCR 和Southern blot 分析表明外源基因已成功整合入柑橘基因组。Real-time PCR 定量分析表明, 抗菌肽基因在转基因植株中成功表达。柑橘叶片离体抗性分析表明,转PR1aCB 和AATCB 基因植株的抗 性显著强于非转基因植株,其抗性水平与高抗品种‘南丰蜜橘’（C. succosa Hort. Ex Tan）和‘四季橘’ （C. madurensis）相当。     

异源韧皮部特异启动子在转基因枳中的表达

为了筛选在柑橘韧皮部中特异表达的启动子,构建GRP、Rolc、RSSl异源韧皮部特异启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色分析表明,3个启动子均显示了维管束组织特异性。其中,GRP启动子活性强,且具有严格的韧皮部组织特异性;Rolc启动子活性最强,在根和茎中呈组成型表达;RSSl启动子活性最弱。Real-time RT-PCR和GUS酶活性分析进一步证明了GRP启动子具有较强的韧皮部组织特异性,该启动子有望应用于柑橘抗黄龙病基因工程育种。     

柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白（Phloem Protein,PP）在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种（Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas）侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。     

桃早熟芽变品种‘大观一号’的RAPD分析及其特异片段的克隆

利用140个单个和混合随机引物对桃布日早生及其早熟芽变品种'大观一号'基因组DNA的多态性进行RAPD分析。其中有一个引物能检测出两者之间DNA的多态性，在1．1kb处'大观一号'多了一条特异性条带，将该片段克隆到pUC19载体，并作了酶谱分析。     

一种植物表达载体的构建及其在金柑上的瞬时表达

以植物表达载体pCambia1301的带内含子的GUS(iGUS)基因替换植物表达载体pBI121中的GUS基因,构建了以pBI121为基础载体并含有iGUS的植物表达载体pLZ13。农杆菌染色表明,pCamiba1301和pLZ13两载体中的iGUS基因均不会导致GUS染色反应。以金柑不同组织为材料,通过农杆菌介导开展瞬时表达研究,结果表明,pLZ13和pCambia1301两载体的iGUS在CaMV35S启动子调控下的表达没有差异,证明构建的pLZ13是一种同时适于瞬时表达和转基因研究的植物表达载体。     

香蕉凝集素基因双启动子表达

为了获得香蕉果实特异表达的强启动子,利用PCR方法将2个凝集素(BanLec)基因启动子串联在一起,置换植物表达载体pBI121上的35S启动子,构建BanLec基因双启动子携带gus植物表达载体pBIL3,用基因枪转化香蕉叶片、根系和果实薄片,瞬时表达结果显示BanLec基因串连的双启动子依然表现为果实特异性表达,而且表达量明显高于BanLec基因单启动子及35S启动子,证明该串连的双启动子是一个在香蕉果实中特异表达且表达量较高的强启动子。