PVX介导的槟榔坏死环斑病毒CP蛋白在烟草中的表达和纯化

槟榔坏死环斑病毒(areca palm necrotic ringspot virus, ANRSV)是新发现的一种槟榔黄化病致病病毒。本研究利用马铃薯X病毒(potato virus X, PVX)表达载体pgR107,在烟草中表达ANRSV的外壳蛋白(coat protein, CP),旨在分离纯化该蛋白并开展对病毒蛋白的功能研究和利用该蛋白制备多克隆抗体。为方便纯化,将8肽Strep蛋白标签序列融合到ANRSV-CP编码基因的3'端,利用In-Fusion无缝克隆策略将其克隆到PVX载体,构建重组表达质粒PVX-ANRSV-CP-Strep。采用电转化法将质粒PVX-ANRSV-CP-Strep转入根瘤农杆菌GV3101中,通过农杆菌介导注射侵染接种本氏烟,14 d后对收集的16 g表达ANRSV-CP-Strep蛋白、PVX侵染的本生烟草样品进行了蛋白提取,采用SDS-PAGE和Western blot检测ANRSV-CP-Strep蛋白的表达情况。测序结果显示植物病毒表达载体PVX-ANRSV-CP-Strep构建成功。经Strep-Tactin~?XT High Capacity亲和层析柱纯化,SDS-PAGE和Western blot检测结果显示ANRSV-CP-Strep重组蛋白可通过PVX载体在烟草中有效表达,其表达量为22μg/g (鲜叶质量)。本研究为后续利用该蛋白制备多克隆抗体并建立ELISA方法进行病毒检测提供了理论依据。     

利用根部真空侵染法在烟草中瞬时表达外源蛋白

由于植物瞬时表达系统具有经济、安全、快速、高效的特殊优势,已经成为药用蛋白表达和生产的最理想的"分子工厂"。我们利用根部真空侵染法在烟草(Nicotiana tabatum L.)中瞬时表达了报告基因GFP,并利用半定量RT-PCR和Western Blot对外源蛋白的表达水平进行了分子水平上的检测。结果表明外源蛋白GFP在烟草(N.tabacum)中成功获得了表达。此外,我们优化了新表达体系的各种侵染条件,为利用新型生物技术生产药用蛋白提供了帮助。     

南方根结线虫食道腺表达基因7E12影响植物的初步研究

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一种重要的植物寄生线虫,它的食道腺产生的分泌蛋白是对寄主造成危害的致病因子。鉴定这些编译分泌蛋白的基因的特性,是认知南方根结线虫对植物致病性或寄生性机理的关键所在。本研究通过使用烟草根部特异表达基因TobRB7的△0.3缺失的启动子,替换植物过表达载体pBI-121的 CMV(烟草花叶病毒) 35S 启动子,构建了南方根结线虫食道腺细胞表达的基因7E12的植物表达载体pBI-Trp-7E12和pBI-Trp。pBI-Trp在本研究中作为空白对照使用。利用农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）侵染花粉管通道法把这两个载体转化了模式植物拟南芥。通过利用卡那霉素抗性培养基对已转化的拟南芥进行筛选,获得了T1代转基因植株。这为研究鉴定该基因的特性奠定了基础,以利于进一步研究南方根结线虫对植物的致病性机理。     

GFLVCP 基因 RNAi 载体构建及其在转基因烟草中的干涉效果

为探讨RNAi策略在抗GFLV基因工程中的效果,通过RT-PCR克隆获得了310 bp的GFLV外壳蛋白基因保守片段,采用Gateway技术将该基因片段连入目标载体pHELLSGATE12构建了RNAi植物表达载体,并通过农杆菌介导法转入烟草中,RT-PCR检测表明目的基因片段已整合到烟草基因组中并在RNA 水平上得到表达,病毒接种结果显示阳性植株的发病率明显低于对照,说明在转基因植株中dsRNA表达可干涉GFLV侵染过程。     

布鲁氏菌融合蛋白Omp31_(48-74)-BLS在烟草中的瞬时表达

布鲁氏菌病是一种人畜共患病,严重威胁着人和家畜的健康。Omp31与BLS都是布鲁氏菌重要的表面抗原基因,将重组Omp31分子与BLS分子融合表达之后,能够进一步加强抗原蛋白Omp31的免疫原性。本研究以布鲁氏菌融合基因Omp3148-74-BLS作为研究对象,双酶切后克隆至含有EGFP基因的p JG053植物表达载体上。之后将重组质粒转化到农杆菌GV3101中,利用该农杆菌侵染烟草,通过观察EGFP基因的表达来判断融合基因Omp3148-74-BLS的表达,再提取侵染烟草叶片总RNA后反转录cDNA,进行RT-PCR来检测融合基因是否表达。结果显示,融合蛋白Omp3148-74-BLS顺利在烟草中表达。     

应用RNA沉默技术获取抗黄瓜花叶病毒(CMV)和烟草花叶病毒(TMV)转基因烟草

RNA沉默是迄今最为有效的抗病毒策略,利用该策略不但能获得免疫转基因植株,且所得植株不易与其他病毒基因重组或异源包壳、生物安全性较高。将本实验室已构建的携带有烟草花叶病毒(TMV)部分移动蛋白基因(ΔMP)和黄瓜花叶病毒(CMV)部分复制酶基因(ΔRep)反向重复结构的植物表达载体pBIN438-MP-Rep(i/r),用农杆菌浸润法转化普通烟草品种K326,共得196株转化植株,经卡那霉素筛选和PCR检测发现128株为阳性转基因株;PCR-Southern和RT-PCR分析表明外源基因已整合到烟草基因组并在转录水平上得到表达;ELISA结果显示20.3%的转基因植株对CMV和TMV复合侵染表现免疫性。本结果为利用RNA沉默技术进行植物抗多种病毒育种提供重要数据,为防治其他多种病毒复合侵染提供借鉴。     

海藻糖酶基因RNA干扰载体对花烟草的转化

为了能够使花烟草更好地应用于园林美化,需要进一步提高其抵抗非生物胁迫的能力。海藻糖在植物抗逆性方面具有重要作用。利用RNA干扰技术抑制植物海藻糖酶基因的表达,可以阻断海藻糖降解过程,从而使植物体内海藻糖含量增加,有望以此提高植物抵抗非生物胁迫的能力。本实验利用叶盘侵染法将带有拟南芥海藻糖酶基因干扰载体(iTre-1285)的农杆菌导入花烟草中,经过抗生素筛选初步获得阳性植株后,对阳性植株提取DNA,完成了目的基因的PCR鉴定,初步证明目的基因已转入花烟草植株中。通过本试验,在建立起花烟草基因转化方法的同时,成功地将海藻糖酶干扰基因转入花烟草中。转基因花烟草植株的获得为后期能够进一步筛选出具有抵抗非生物胁迫的转基因植株奠定了基础。     

农杆菌介导的烟草瞬时表达试验条件优化

以整株烟草为试材,用转入植物表达载体p CAMBIA1301的根癌农杆菌EHA105进行遗传转化。通过分析不同菌液浓度、乙酰丁香酮浓度、Tween20浓度、蔗糖浓度、不同侵染时间及有无激素对GUS基因表达的影响,研究其瞬时表达的最佳条件。结果显示:用OD600值为0.2的农杆菌侵染3 h,在1/2 MS培养基中添加120μmol/L的乙酰丁香酮,1.5 mg/L的KT,0.5 mg/L的NAA,3%的蔗糖,共培养3 d,能够得到高效的GUS基因瞬时表达。     

希金斯炭疽菌效应子基因ChEP085的功能研究

希金斯炭疽菌是一种半活体营养型真菌，能够引起十字花科炭疽病，对华南地区的菜心产业造成了严重危害。病原菌分泌的效应子能够帮助病原菌侵入寄主植物，在病原菌与植物互作过程中起到重要作用。为探究希金斯炭疽菌效应子在十字花科炭疽病致病过程中的作用。基于华南农业大学热带亚热带真菌研究室前期的研究结果，筛选得到一个候选效应子ChEP085,该效应子在N端含有一段21个氨基酸的信号肽。为明确该效应子的功能，以希金斯炭疽菌侵染拟南芥Col-0的cDNA为模板，利用qRT-PCR技术测定了ChEP085基因的表达情况，发现ChEP085基因在侵染24 h后有最大表达量。利用农杆菌介导马铃薯X病毒烟草瞬时表达体系对ChEP085基因进行了验证，结果表明：该基因能够稳定诱导烟草细胞坏死。将ChEP085基因构建到增强型绿色荧光蛋白载体pBinceGFP上，在烟草上瞬时表达ChEP085基因进行亚细胞定位，发现该效应子同时定位于细胞质和细胞膜上。删除位于N端的信号肽后，瞬时表达的效应子ChEP085在细胞核、细胞膜和细胞质中均有分布，说明信号肽影响ChEP085的定位。最后利用同源重组技术敲除ChEP085基因...     

基于MS2蛋白系统的可移动性RNA鉴定方法

为了方便快速地鉴定RNA的移动性,研究RNA参与植物生长发育以及生理响应过程的胞间运输机制,减少试验成本,将含有24个茎环串联重复的RNA结构(SL24)连入双元载体pUbiK成功构建了表达载体pSL24UbiK,再利用同源重组的方法将可移动性RNA FT和不可移动性RNA GUS片段分别连入表达载体pSL24UbiK成功构建了重组载体pSL24UbiK-FT、pSL24UbiK-GUS。利用农杆菌介导法,将pSL24UbiK-FT、pSL24UbiK-GUS分别与p1390-35S-MS2_(FD)-GFP共同在烟草叶片中瞬时表达。在Ubiquitin启动子驱动下,SL24和目标RNA形成融合片段。MS2/SL24系统的另一组分MS2蛋白与绿色荧光蛋白融合形成MS2-GFP,噬菌体外壳蛋白MS2可识别SL24 RNA结构,在共聚焦显微镜下观察烟草叶片中GFP的细胞定位情况。结果显示,可移动RNA FT在细胞质附近显示出点状信号,不可移动RNA GUS在细胞质附近没有检测到荧光信号,只在细胞核位置有荧光信号的出现。结果表明,利用该系统将目标RNA连接到表达载体pSL24UbiK上,通过与p1390-35S-MS2_(FD)-GFP共侵染烟草叶片,在共聚焦显微镜下观察GFP的细胞定位情况就能够确定RNA在细胞内是否可以移动,为研究RNA的移动性提供了新的技术方法。     

蜻蜓凤梨AfPIN的克隆、载体构建及遗传转化

本研究以蜻蜓凤梨(Aechmea fasciata)为材料,利用RACE技术克隆到跟生长素输出载体同源的基因,命名为Af PIN。序列比对分析表明:Af PIN推测的氨基酸序列含有PINs的IM(internalization motif)保守结构和一个高度保守的生长素输出载体(auxin efflux carrier,AEC)蛋白结构域,与番茄(Solanum lycopersicum)、豌豆(Pisum sativum)、芥菜(Brassica juncea)、小麦(Triticum aestivum)的PIN同源性分别为67%、67%、60%和67%。本研究构建了Ca MV-35S-GUS-Af PIN表达载体,利用农杆菌介导法侵染拟南芥花序,通过GUS染色和PCR检测,结果表明表达载体构建成功并成功转入拟南芥中。本研究已从蜻蜓凤梨中成功的克隆出Af PIN、构建了Ca MV-35S-GUS-Af PIN表达载体并转化到拟南芥中,为研究Af PIN的基因功能和乙烯诱导凤梨科植物开花机理奠定基础。     

人β淀粉样蛋白基因植物表达载体的构建及转化

人β淀粉样蛋白(Amyloid β peptide,Aβ)是治疗阿尔茨海默氏病(Alzheimer's disease,AD)的关键靶标之一.本试验利用重叠PCR技术获得2Aβ串联基因片段,并将其克隆到植物表达载体pBIDST(含双35S启动子和TEV增强子)中.用根癌农杆菌EHA105介导转化烟草,筛选获得了卡那霉素抗性植株.PCR和RT-PCR检测结果证实2Aβ基因已经整合进烟草基因组中并进行了转录.     

重组人表皮生长因子基因遗传转化烟草研究

将携带内质网滞留信号肽SEKDEL编码序列的重组人表皮生长因子基因（hEGF）克隆到植物表达载体中构建植物表达载体pSH-hEGFS,通过冻融法将pSH-hEGFS转化到根癌农杆菌LBA4404中,以烟草无菌苗叶盘为外植体,通过农杆菌介导法进行遗传转化,经抗生素抗性筛选获得抗性植株,通过GUS组织化学染色分析、PCR检测以及RT-PCR分析,证明重组人表皮生长因子基因已整合到烟草基因组中并已表达,间接法ELISA检测结果表明转基因烟草中重组人表皮生长因子表达量最高达叶片总可溶蛋白的0.003%。     

陆地棉GhSAD2基因表达载体的构建、转化及抗寒性初步分析

为研究Δ9-硬脂酰-ACP脱氢酶基因的功能及其与植物抗寒性的相关性,以陆地棉GhSAD2基因(KX197920)为目的基因,构建植物表达载体pBI121-GhSAD2,将该表达载体通过电击法导入根癌农杆菌GV3101中,采用根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草。通过PCR和GUS活性染色鉴定外源GhSAD2基因是否导入并整合到烟草基因组上转录表达。将转pBI121-GhSAD2型和野生型烟草置于4℃下处理48 h后,检测其电解质渗漏率并观察其表型。研究结果证明目的基因GhSAD2已整合到烟草及棉花的基因组中,共获得转基因植株9株,转化率为75%。陆地棉GhSAD2基因能够显著增强非低温驯化植物烟草的抗寒性,从而提高植物细胞的低温防御能力,为进一步探究该基因的功能鉴定了基础。     

棉花HSP70基因植物表达载体的构建及转化烟草的研究

为研究棉花HSP70 基因在转基因植物中抗旱效果,利用前期克隆的GhHSP70 基因,以pCAMBIA1304 质粒为植物表达载体,构建了GhHSP70 基因的植物表达载体CAMBIA1304-HSP70;采用冻融法转入根癌农杆菌EHA105 菌株,通过叶盘法对模式植物烟草进行遗传转化研究。结果表明,在潮霉素(50 mg/L)选择压力下获得的烟草转化不定芽和完整植株,经过PCR方法以及GUS基因组织化学法检测鉴定转基因烟草,其中有5 株为阳性植株。初步证实了GhHSP70 基因已导入烟草基因组中。为进一步研究该基因的功能提供实验基础,同时为后续转化棉花改善其抗旱能力奠定基础。     

薤白EPSP合成酶基因转化烟草提高其草甘膦抗性

葱属植物薤白具有较强的草甘膦抗性.将薤白中与草甘膦抗性相关的EPSP合成酶基因(EPSPsA)cDNA重组到植物表达载体pWM101中,构建薤白植物表达EPSPsA重组载体,采用根癌农杆菌介导法将其转入烟草品种WS38,获得转薤白EPSPsA基因烟草.PCR分析表明,目的基因已经整合进烟草基因组中.对转基因烟草愈伤组织及幼苗进行的草甘膦抗性检测表明,转基因烟草对草甘膦的耐受性明显提高.     

农杆菌介导玉米遗传转化体系的研究

为了提高玉米自交系的遗传转化率,建立农杆菌介导玉米遗传转化体系。通过农杆菌菌株EHA105侵染玉米自交系7922的胚性愈伤组织,以β-葡萄糖苷酶基因(GUS)为报告基因研究几种因素对遗传转化体系的影响。结果表明：（1）当农杆菌浓度OD600=0.6时,GUS瞬时表达率最高为35.3%;（2）当侵染时间为15 min时,GUS瞬时表达率最高为37.3%;（3）当共培养时间为3天和恢复培养时间为4天时,GUS瞬时表达率最高为29.1%。因此选择农杆菌浓度OD600=0.6,侵染时间15 min,共培养3天和恢复培养4天,为最佳遗传转化条件。通过优化影响遗传转化体系的因素,初步建立了农杆菌介导的玉米遗传转化体系。     

蚜虫基因RNAi载体的构建及其在转基因烟草中dsRNA的表达分析

RNAi机制可以通过dsRNA诱导同源mRNA的降解,从而导致该基因转录后沉默。RNA干扰作用从发现以来就具有了利用转录后基因沉默（PTGS）来进行抗虫的一种潜在可能性。针对dsRNA的这种作用,研究中提取蚜虫RNA,克隆出蚜虫Cathepsin B基因的干扰片段并构建出RNAi载体,转入本氏烟草中,在转基因烟草体内表达dsRNA。成功构建RNAi载体后,通过农杆菌转化和叶盘法将RNAi载体导入烟草中并采用组织培养方法培养出转基因烟草,通过PCR鉴定显示15株生根的转基因烟草中14株显示阳性。提取转基因烟草的RNA进行RT-PCR和Northern表达分析显示转基因烟草植株中dsRNA表达的存在。实验结果说明了在转基因植物体内表达RNAi载体可以产生dsRNA,从而在蚜虫进食植物时达到利用dsRNA抗蚜虫的作用。     

高粱Na~+转运蛋白基因SbSKC1的克隆及其在烟草中的抗盐功能鉴定

钠离子转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用,本研究克隆了高粱钠离子转运蛋白基因SbSKC1(XM_002457691.1),其完整开放阅读框包含1497个核苷酸,编码498个氨基酸残基。氨基酸序列比对及进化树分析表明,SbSKC1与玉米(Zea mays)LOC100382359(NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体,利用农杆菌介导法将SbSKC1转入烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)。转基因植株经PCR验证后进行300 mmol L~(–1)NaCl胁迫处理,转基因植株的存活率高于野生型,其根长显著高于野生型,而且转基因烟草保持了较高的钾钠离子比。盐胁迫后,转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型,而过氧化氢(H_2O_2)含量比野生型烟草低37.7%。根据以上结果推断,过量表达SbSKC1基因能够提高烟草的抗盐性。