转基因玉米MON87427/zSSIIb 二重微滴数字PCR方法建立及应用

实施转基因产品定量标识制度需要建立准确可靠的定量检测技术和方法。数字PCR（dPCR）不依赖标准 物质，实现对DNA分子的绝对定量，已成功用于转基因含量检测和标准物质定值。为建立可靠的dPCR方法，获得 准确测量结果，本研究以耐除草剂玉米MON87427为材料，探索建立二重微滴数字PCR（ddPCR）的策略。以构建的 聚合MON87427转化体和5个玉米内标基因的重组质粒pUC57-M为质控样品，将5个不同的玉米内标基因分别与 MON87427组合，通过优化退火温度，根据阳性微滴与阴性微滴分辨率、中等信号强度雨滴数量及测量值与理论值 的一致性等，确定了二重ddPCR组合为MON87427/zSSIIb，最适退火温度为58.4℃。MON87427/zSSIIb 二重ddPCR的 动力学范围为10～60 000拷贝。对盲样进行定量检测，二重ddPCR的定量结果与荧光定量PCR有良好的可比性， 表明MON87427/zSSIIb 二重ddPCR可取代qPCR方法进行转基因玉米MON87427的定量检测及标准物质定值。     

HSA转基因水稻二重微滴数字PCR定量检测方法研究

重组人血清白蛋白（HSA, Human serum albumin）基因工程水稻是我国自主研发的可规模化生产水稻重组人血清白蛋白（OsrHSA）的转基因品系，具有极高的推广价值和应用前景，但是目前缺乏对其进行精准定量检测的方法。微滴数字PCR（ddPCR, droplet digital PCR）是近年来新兴的前沿PCR技术，不依赖标准物质即可实现对DNA分子的绝对定量，在转基因产品定量领域被广泛应用。本研究基于ddPCR平台建立了适用于重组人血清白蛋白基因工程水稻（114-7-2品系）的二重ddPCR精准定量检测方法。通过对引物探针的特异性进行验证、对引物探针工作浓度和反应退火温度进行优化，获得最佳反应条件。进而对该方法检测限、定量限和结果重复性做了测定。最后通过对不同含量的重组人血清白蛋白转基因水稻样品进行定量检测，分析比较传统实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和二重ddPCR的优劣，结果表明本研究建立的转基因水稻HSA/PLD二重ddPCR方法稳定性更好、灵敏度高、成本低廉，精准可靠，适用于不依赖标准物质的精准定量HSA转基因水稻转化体含量分析，可取代qRT-PCR方法进行HSA转基因水稻的绝对定量检测，完善了我国转基因水稻成分精确定量检测技术体系。     

转基因大豆中外源基因g10evo-epsps 的qPCR检测方法的建立和验证

耐除草剂基因g10evo-epsps 在我国转基因农作物研发中常常被用作目标性状基因或筛选标记基因，因此 可作为转基因成分检测的重要筛查基因，但目前缺少相应的检测方法。本研究旨在建立g10evo-epsps 基因特异性 的实时荧光定量PCR（qPCR）检测方法，从而为转基因大豆的监测提供一种稳定可靠的方法体系。本研究基于转基 因大豆中的g10evo-epsps 基因序列设计了qPCR检测引物和探针，并对检测方法的特异性、灵敏度、准确度和精确性 进行了实验室内验证。结果显示，建立的g10evo-epspsqPCR检测方法能够特异性检测转基因大豆ZUTS-33中的 g10evo-epsps 目的基因；标准曲线分析表明，3次重复试验的扩增效率在90%以上，R2 均大于0.99；方法的检测限 （LOD）为不高于8拷贝，定量限（LOQ）推测为16拷贝；对含量为4.5%、2%、0.5%、0.09% 和0.045% 的转基因大豆 ZUTS-33基因组DNA进行准确度分析，发现该方法测定的平均值和预期值之间的偏差为0.00%~11.11%，3次重复 试验的RSDr为2.30%~17.10%。结果表明本研究建立的g10evo-epsps qPCR检测方法能够满足转基因大豆筛查检测 的要求，为转基因大豆监管和标识提供技术支撑。     

大豆转化体E8A7027外源T-DNA分析及特异性检测体系建立

为进一步分析转AgGlpF基因耐盐转基因大豆E8A7027转化体的分子特征信息并对其进行特异性检测，本研究分离该转化体的旁侧序列并建立其特异性PCR检测体系。基于基因组重测序技术并结合Sanger测序技术，将基因组重测序分析获得的序列信息与参考大豆基因组进行对比，确定E8A7027转化体的T-DNA区在大豆基因组上的插入位点及其5′端和3′端的旁侧序列。根据旁侧序列设计PCR检测引物，并对检测体系的特异性、灵敏度进行实验室内验证。结果显示：转基因大豆E8A7027的整合位点为Chr09染色体的33886331位点，整合方式为单拷贝插入，受体基因组DNA在插入位点缺失了1段58 bp序列，分别获得E8A7027大豆的5′端旁侧序列910 bp和3′端旁侧序列802 bp。根据这两个旁侧序列设计引物建立的PCR检测方法，能够特异性地将E8A7027大豆转化体与其他转基因作物和非转基因大豆区分开，方法的检测灵敏度为0.05%。研究结果可为E8A7027转化体的安全评价和监管检测提供技术支撑。     

转HAL1基因大豆侧翼序列分析及特异性检测方法研究

为方便HAL1转基因大豆的研究和检测,以转HAL1基因大豆T3代基因组DNA为模板,使用热不对称交错PCR(TAIL-PCR)方法分离其外源基因插入位点的侧翼序列,获得了插入片段DNA序列(T-DNA)的左翼序列和右翼序列。通过比对大豆基因组序列确定其整合位点,确定了HAL1基因的T-DNA在大豆基因组1号染色体非编码区49468395位点以单拷贝插入,转基因事件不影响大豆基因组功能基因的正常表达,而且在200 mmol·L~(-1)NaCl盐胁迫下转基因植株生长力明显强于对照材料。蛋白定量检测结果表明,在叶片中蛋白含量最高可达0.03 mg·g~(-1),在根茎花中也有表达,但是含量较低。根据整合位点处的左右侧翼序列设计两对特异性PCR检测引物,PCR检测结果显示只有转HAL1基因大豆阳性材料才能扩增出926和816 bp DNA片段。本研究建立的转HAL1基因大豆特异性定性检测方法,对转基因大豆的研究具有重要的意义,也为大豆转基因受体材料的管理与检测提供参考。     

土壤磷素高效利用转基因大豆特异性PCR检测方法

华南农业大学根系生物学研究中心采用拟南芥的紫色酸性磷酸酶基因AtPAP15转化大豆品系粤春03－3（YC03-3）,获得了酸性磷酸酶活性明显提高、可高效利用土壤磷素的转基因大豆新品系AP15-1。以AP15-1为研究对象,应用TAIL－PCR技术,根据载体序列设计特异引物,获得了转化载体左侧插入的旁邻序列。设计事件特异性检测引物,进行PCR扩增,只能在AP15-1的样品中扩增出特异性条带,进一步用实时荧光定量PCR作分析,结果显示,该引物对重复性好,融解曲线显示只有一个特异峰值。本实验应用该引物对建立的检测方法,检测的灵敏度可以达到0.01%,实时荧光定量PCR检测的极限值可以达到9个基因组的拷贝数,能够满足对转基因大豆新品系AP15-1及其衍生品种检测的需要。     

两种转基因抗虫棉L280和L282外源基因插入位点的分析

为明确转cry2Ab4基因抗虫棉（L280）与转cry2Ab4、vip3Aa11基因双价抗虫棉（L282）在棉花基因组中的插入位点。通过融合引物与巢式聚合酶链式反应（Fusion primer and nested integrated PCR，FPNI-PCR）的方法获取T-DNA的侧翼序列。分析表明，它们分别位于棉花D13染色体61 309 969-61 309 997 bp区间和D11染色体11 069 019-11 069 039 bp区间。同时，为了获得侧翼序列，分别在棉花基因组和T-DNA上设计特异性引物进行PCR扩增，确认2种转基因抗虫棉中T-DNA在基因组上的位置。通过FPNI-PCR方法成功地分离到了转基因抗虫棉的侧翼序列，明确了T-DNA在2种抗虫棉基因组中的插入位置，也为转基因抗虫棉的后续研究及安全评价提供了重要的技术支持。     

转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。     

新型花生内源特异参照基因的开发与应用研究

一个物种的内源特异参照基因是该物种区别其它物种的特异性标志之一。本研究通过对GeneBank中花生基因信息的检索分析,筛选出花生几丁质酶基因chi2.2作为该物种内源特异参照基因的候选基因。通过对该基因的特定区域设计引物,建立了花生产品特异性定性PCR检测方法。利用该方法分别对16个花生品种的DNA进行PCR扩增,均能扩增出81bp的片段。利用相同引物分别对其他油料作物、粮食作物和蔬菜等（油菜,大豆,芝麻,向日葵,油棕,棉花,水稻,玉米,长豆角,豌豆,土豆,萝卜,辣椒,茄子,拟南芥,烟草）的DNA进行PCR扩增,均未发现特异性扩增产物。 结果表明,本研究建立的花生产品检测方法具有很好的物种特异性,且其灵敏度达到0.05ng基因组DNA。该方法可用于花生源成分鉴定,如确定食品中是否含有花生源成分,本研究为识别掺假使杂和保障食品安全提供有效手段。     

抗虫玉米MON89034转化体特异性PCR检测技术研究

根据抗虫玉米MON89034外源插入片段5’端与植物基因组连接区序列设计特异性引物,并进行PCR扩增,预期产物大小为455 bp。以zSSIIb基因作为内标准基因,建立了转基因玉米MON89034转化体特异性定性PCR检测方法。对该方法进行重现性、特异性和灵敏度测试,结果表明:该方法能够特异性检测出MON89034转化体,以100 ngDNA为模板,该方法的检测灵敏度达到0.1%,约为40个起始模板拷贝。复合PCR检测结果还表明,在同一PCR反应管中可实现对zSSIIb基因和MON89034的同时检测。     

大豆和玉米加工产品中外源转基因成分检测技术的建立

采用PCR技术检测CaMV 35S启动子,并进一步通过PCR检测RoundUp Ready Soybean(RRS)和Btl76 Maximaizer的特异性DNA片段,判断大豆和玉米加工产品中是否含相应转基因成分.在1份豆粕和豆腐样品中检测到了RoundUp Ready大豆特异性的498 bp片段,而在玉米粒样品中检测到了Btl76特异性转基因成分.PCR检测的灵敏度达到0.1%,稳定性良好.结果表明,PCR技术检测外源基因是灵敏和准确的,可以广泛地应用到转基因作物及其加工产品的转基因成分检测中.     

数字PCR在转基因定量检测中的研究进展

数字PCR对核酸分子进行定量检测时不依赖于标准曲线和标准物质,在转基因定量检测中可直接计算出模板中外源基因的拷贝数浓度值和转基因含量。本文概述了数字PCR在转基因定量检测中的应用,将数字PCR与实时荧光定量PCR的技术参数从检测特异性、线性动态范围、准确度、灵敏度、稳健性等方面进行了对比分析,以利其在转基因生物安全管理及转基因标识制度发挥技术支撑作用。本文还阐述了影响数字PCR检测结果的因素,探讨了数字PCR结果溯源至SI单位的可能性,为数字PCR在转基因定量检测以及其它领域核酸精确定量的应用提供参考。     

转基因玉米特异性检测阳性标准分子的构建与应用

试验用PCR方法从玉米中扩增内源基因zSSIIb片段,并将其克隆到pMD18-T载体上,获得中间载体pMD-zSSIIb;根据Bt11和MON810玉米转化体特异性序列,分别设计带酶切位点的引物,扩增出Bt11和MON810转化体特异性产物;用相应的酶对pMD-zSSIIb和两种PCR产物进行酶切,分别将Bt11和MON810产物克隆到pMD-zSSIIb上,获得阳性标准分子pMD-ZB和pMD-ZM,并对其进行特异性测试。结果表明,获得的阳性标准分子可以作为转基因产品检测时的阳性对照。     

茶尺蠖核型多角体病毒荧光定量PCR检测方法的建立

根据茶尺蠖核型多角体病毒（Ectropis oblique nucleopolyhedrovirus, EoNPV）基因序列设计一对引物,并从感染该病毒的虫体中提取EoNPV基因组DNA,进行PCR扩增,将该基因片段与载体pMD18-T连接,转化入大肠杆菌TG1中,经单克隆菌落筛选及测序鉴定后得到重组质粒,以该质粒为荧光定量PCR标准品模板稀释后建立标准曲线。构建的标准曲线线性关系良好,相关系数为0.989,检测范围为10³~10⁸拷贝/µL,特异性和重复性较好。该方法可以准确地判断出病毒拷贝数,为茶尺蠖核型多角体病毒在虫体内增殖动态的研究和病毒制剂的质量检测提供了方法依据。     

茶树咖啡碱合成酶CRISPR/Cas9基因组编辑载体的构建

CRISPR/Cas9技术是一门新兴的基因组定点编辑技术,具有操作简单、高效的优点,可轻松实现对目标基因的敲除、替换和定点突变等操作。该技术刚诞生,就受到了全球生命科学领域研究者的关注,不到3年的时间就已经成功应用于多种动、植物当中。然而CRISPR/Cas9技术在茶树中的应用面临载体构建问题,本文以茶树咖啡碱合成酶为例,联合采用常规PCR、Overlapping PCR和Golden Gate Cloning技术,构建了包含茶树咖啡碱合成酶双靶点的CRISPR/Cas9基因编辑载体,为CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术在茶树中的应用奠定了坚实基础。     

马铃薯环腐病菌Real-time Taqman-PCR检测体系的建立

本研究根据环腐病菌16S rRNA保守序列设计特异性引物及探针,建立了马铃薯环腐病菌实时定量荧光PCR检测体系。研究表明,该体系可以准确、稳定、定量的检测出样品中最低浓度为1fg·μL-1(即3.21×103copies·μL-)1的目的基因,检测极限可以达到几个拷贝。该检测体系可对马铃薯环腐病菌进行微量检测,对于保证马铃薯各级种薯、商品薯及其相关产品的质量,提高市场竞争力具有重要意义。