Agrobacterium-mediated transformation of the CrDAT gene and selection of transgenic periwinkle lines with a high vincristine accumulation

Catharanthus roseus contains vincristine and vinblastine, which are outstanding drugs for cancer. In the biosynthetic pathways of terpenoid indole alkaloids (TIAs) in C. roseus, deacetylvindoline 4-O-acetyltransferase (DAT) is a key enzyme that catalyses the last reaction of vindoline biosynthesis to form vinblastine and vincristine. In this study, the CrDAT transgene was transferred into the periwinkle by Agrobacterium-mediated transformation and generated transgenic periwinkle lines with an increase in vincristine accumulation. The C. roseus DAT gene was introduced into C. roseus plants and it was confirmed that CrDAT was successfully transferred into the genome of periwinkle plants and efficiently translated to synthesise recombinant DAT protein. Four transgenic periwinkle lines in T1 generation, T1-1, T1-3, T1-6, and T1-7, expressed recombinant DAT protein with the total protein content in the range of 2.86 μg.mg^?1 to 5.12 μg.mg^?1. Moreover, the vincristine contents of four transgenic lines increased by 1.63?2.48-fold compared to non-transgenic plants, ranging from 6.91 µg.g^?1 (fresh weight) to 10.53 µg.g^?1 (fresh weight). The T1-1 line had the highest vincristine content. Hence, the overexpression of the recombinant DAT protein can improve the vincristine accumulation of transgenic C. roseus plants.

Abbreviation: CrDAT - Catharanthus roseus Deacetylvindoline-4-O-Acetyl Transferase; D4H - Deacetoxyvindoline 4-hydroxylase; ELISA - Enzyme-Linked Immunosorbent Assay Monoterpene indole alkaloid; T0, T1 - Generations of transgenic plants; TIAs - Terpenoid indole alkaloids; WT- The wild-type tobacco plants (non transgenic plant); 35S - Cauliflower mosaic virus 35S promoter     

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。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的植物抗性机制

乙酰羟酸合酶(AHAS)抑制剂类除草剂已被广泛用于农业生产,然而使用过程中可能对部分敏感农作物产生药害,因此创制对不同类别除草剂具有抗性的一系列作物新品种至关重要。本文将从AHAS抑制剂类除草剂的类别与特点、AHAS靶酶的特性及其在支链氨基酸合成中的作用、除草剂的靶标抗性与非靶标抗性机制等方面分析国内外研究现状与未来发展动态,以期为农作物除草剂抗性性状的遗传改良和开发应用提供参考。     

湿热处理制备马铃薯抗性淀粉工艺优化

为获得湿热处理制备马铃薯抗性淀粉的最适工艺参数，以抗性淀粉得率为考察指标，研究淀粉含水量、湿热处理温度和湿热处理时间对抗性淀粉得率的影响。在单因素试验的基础上进行正交优化，确定了制备马铃薯抗性淀粉的最佳工艺条件为：淀粉含水量30%，湿热处理温度90 ℃，热处理时间90 min。在此条件下制得的抗性淀粉得率为26.63%。淀粉经过湿热处理后仍然保持偏光十字，为颗粒型抗性淀粉。     

番茄褪绿病毒在湖南省首次发生

2016年7月在湖南省蔬菜病害调查中发现,4种茄科蔬菜表现出叶脉间褪绿、叶片黄化等症状,疑似被番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,To CV)感染,同时叶片背面聚集了大量烟粉虱。采用To CV热激蛋白(heat shock protein 70,HSP70)序列的特异性引物对采集的番茄、茄子、辣椒、马铃薯样品和烟粉虱样品进行RT-PCR检测,均扩增出目标条带,且扩增序列与北京番茄To CV分离物(KC887999.1)部分序列相似度为99.0%,确认采集样品被To CV感染。4种茄科蔬菜To CV的感染率达70%~100%;发病叶片上烟粉虱的带毒率为66.7%~87.5%;鉴定出烟粉虱的生物类型为MED烟粉虱。这是湖南省首次确认该病毒,需要引起关注和加强防范。     

花粉管通道法转基因抗虫棉外源基因的整合方式

对花粉管通道法培育的转Bt基因抗虫棉GK19、GK22、1016、1018、1022、1025、GK5、GKsu12和SGK1进行Southern杂交分析。结果表明,目的基因能够完整整合到基因组里,HindⅢ酶切位点有可能发生甲基化或丢失。除1018以外的上述8个抗虫棉的分析结果还表明,载体骨架没有整合到棉花基因组中。     

转基因动物研究进展

转基因动物是现代生物技术中一个极其重要的研究领域，目前已经有转基因小鼠、兔、绵羊、山羊、猪、牛、鸡和鱼等多种转基因动物问世。本文综述了转基因动物的制作方法、转基因动物的应用研究以及所取得的重要成就，并指出了转基因动物存在的主要问题，展望了其发展前景。