水稻Rubisco激酶基因叶绿体转运肽增强转基因表达

将水稻RCA基因N端预测的转运肽(TP)序列融合报告基因GFP,构建瞬时表达载体pGD-RCATP-GFP,转化农杆菌后,注射侵染烟草叶片,通过荧光显微镜观察瞬时表达情况,结果表明外源蛋白GFP定位在叶绿体上,依此预测水稻RCA基因N端48aa为叶绿体转运肽。将该序列与报告基因GUS融合,构建植物表达载体p1300-RCATP-AGS,转化水稻后,检测阳性株叶片的GUS酶活,其GUS蛋白表达效率是未连有叶绿体转运肽的转基因植物的4.2倍左右。     

农杆菌介导的烟草瞬时表达影响因素研究

通过探究根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的烟草瞬时表达体系的影响因素,确定烟草瞬时表达的最佳条件,为目的基因的功能研究提供技术支持。利用马铃薯晚疫病抗性基因RB和致病疫霉菌效应基因Avrblb 1作为报告基因,采用农杆菌介导的注射渗透法,摸索农杆菌菌悬液OD600值和菌系(遗传背景)、烟草品种及其生长时期等因素,确定烟草高效的基因瞬时表达条件。研究结果表明:介导烟草基因瞬时表达的根癌农杆菌菌悬液适宜OD600值为0.3~0.8;在菌悬液OD600值为0.1及以上时,AGL1、GV3101和C58C1介导的报告基因瞬时表达效率相似,均引发较强的叶片坏死反应;在农杆菌菌悬液OD600值小于0.1时,AGL1介导的瞬时表达效率最高。测试的烟草品种都具备较高的瞬时表达效率,苗龄6~8周的烟草适合分析。通过测试农杆菌菌悬液OD600值和菌系(遗传背景)、烟草品种及其生长时期等因素,确定本氏烟和普通烟均可实现基因高效瞬时表达的条件。     

农杆菌渗透法转化烟草条件的优化

植物瞬时表达系统常用于研究基因表达产物的亚细胞定位和蛋白间的互作,将GFP-GUS融合蛋白植物表达载体导入农杆菌EHA105,获得工程菌,制备不同浓度的农杆菌浸染液,用注射法对烟草叶片进行转化,荧光显微镜检测烟草叶片原生质体和下表皮中GFP的表达情况。结果表明,浸染注射液的D600 nm在0.3~0.7之间均具有较高的转化效率,注射后第4天至第6天为较佳观察时间。     

烟草DXS基因的克隆及其亚细胞定位分析

[目的]从烟草cDNA中扩增出1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)基因(去除终止密码子TAA),并对其进行亚细胞定位分析。[方法]利用RT-PCR技术分离、克隆DXS,将烟草DXS基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因重组构建亚细胞定位表达载体,转入根癌农杆菌LBA4404后注射侵染本氏烟烟草幼苗进行瞬时表达;并利用激光共聚焦扫描显微镜观察转GFP植株的表达情况。[结果]显微镜观察发现,DXS和GFP融合蛋白仅在本氏烟叶肉细胞(尤其是保卫细胞)的叶绿体中产生绿色荧光,DXS基因在叶绿体中特异表达。[结论]DXS定位在叶绿体中,为接下来对DXS基因功能研究提供了理论依据。     

拟南芥磷酸肌醇特异性磷脂酶C(AtPLC2)的亚细胞定位分析

为明确拟南芥磷酸肌醇特异性磷脂酶C(AtPLC2)的亚细胞定位情况,本研究构建了AtPLC2基因融合GFP标签的表达载体35S:PLC2-GFP,并通过农杆菌介导的遗传转化方法,将重组质粒转化本氏烟草叶片,转基因烟草叶片细胞利用激光扫描共聚焦显微镜观察,绿色荧光蛋白荧光信号与细胞质膜重合,表明拟南芥AtPLC2基因定位于细胞质膜上,研究结果为明确拟南芥AtPLC2基因的功能奠定了良好的基础。     

根癌农杆菌介导VirE2-N-EGFP在2种茄科植物中的表达分析

为了明确根癌农杆菌介导的外源蛋白在茄科植物叶片细胞中能否瞬时表达,克隆了土壤根癌农杆菌的VirE2基因,并融合至绿色荧光蛋白(EGFP)的N端,成功构建pPZP-VirE2-N-EGFP植物表达载体.以茄科的本氏烟为对照,根癌农杆菌介导在辣椒和番茄叶片细胞中进行了表达分析.用共同聚焦显微镜可以在本氏烟和辣椒叶片细胞中观察到绿色荧光,而在番茄叶片细胞中未观察到.表明外源蛋白VirE2-N-EGFP可以在辣椒叶片细胞瞬时表达.该研究结果为进一步研究辣椒中与植物病原互作基因的功能奠定了基础.     

农杆菌介导的烟草瞬时表达试验条件优化

以烟草叶片为试材,用转入植物表达载体pBI121的根癌农杆菌EHA105进行遗传转化。通过分析菌液不同浓度、侵染时间、乙酰丁香酮浓度及共培养时间对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0.6的农杆菌侵染6min,在培养基中添加120μmol.L-1的乙酰丁香酮,共培养2d,能够得到高效的GUS基因瞬时表达。     

eGfp/Gus融合基因植物表达载体的构建和转化验证

绿色荧光蛋白(Gfp)基因和葡萄糖醛酸糖苷酶(Gus)基因是广泛应用的2个报告基因,在定性和定量研究基因表达和启动子功能等方面各有优劣。为联合使用这2个报告基因,根据报告基因序列设计2对带有特异限制性内切酶位点的引物,PCR法分别扩增增强型Gfp(eGfp)和Gus基因,连接到植物表达载体pFGC5941中,构建含CaMV35S启动子驱动的eGfp/Gus基因融合表达载体,命名为pFGC-DR。注射农杆菌法转化烟草叶片,以及花器官农杆菌浸泡法转化拟南芥,发现融合基因成功地在烟草叶片中瞬时表达和在拟南芥中稳定表达,表明融合报告基因在烟草和拟南芥中都能高效表达。     

烟草瞬时表达人表皮细胞生长因子(hEGF)

构建人表皮细胞生长因子(hEGF)病毒表达载体,为实现h EGF在烟草中瞬时表达提供理论和实验依据。PCR扩增获得hEGF基因,将其连接到马铃薯病毒表达载体pGR107上,利用农杆菌介导法感染烟草叶片,对其进行转录水平和翻译水平检测。根据GFP的表达确定收获hEGF时间为病毒侵染叶片后第7天;RT-PCR检测的结果表明hEGF基因在转录水平有表达;Western blotting、ELISA和MTT结果表明感染烟草叶片中有hEGF蛋白表达,表达量为总可溶蛋白的0.0103%,且具有生物活性。     

三个烟草品种瞬时表达OsWAK1::GFP的差异

在研究水稻基因OsWAK1功能的过程中,利用荧光分子标记的方法,将OsWAK1与绿色荧光蛋白GFP构建为融合蛋白,利用注射法使表达OsWAK1::GFP融合蛋白的农杆菌浸入烟草叶片.通过荧光显微观察.根据烟草叶片表皮细胞中是否产生绿色荧光来判断融合蛋白是否表达.研究中同时利用了3个不同的烟草品种,利用同样的方法和操作程序,但是最后根据烟草叶片中绿色荧光的检测结果发现,不同的烟草品种对OswAK1::GFP融合蛋白的表达差异很大.OsWAK1::GFP融合蛋白能够在心叶烟叶片中表达,却未能检测到其在本生烟和三生烟两个品种的叶片中表达.     

马铃薯sgt3基因启动子克隆及其功能鉴定

【目的】克隆马铃薯茄啶鼠李糖基转移酶基因(sgt3)的启动子序列并对其进行功能鉴定.【方法】采用染色体步移技术(genome walking)进行启动子的克隆,构建了该启动子驱动报告基因gfp::gus的植物双元表达载体p1304sgt3p,以pCAMBIA1304为阳性对照表达载体,采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达及稳定遗传转化,结合GUS组织化学染色对其进行功能鉴定.【结果】电泳图表明为1条长约2 500bp的特异扩增条带,瞬时表达和稳定遗传表达的烟草叶片的GUS组织化学染色结果均显示gus基因在转化烟草叶片中高效表达,并且低于阳性对照,非转化烟草叶片中无表达.【结论】成功克隆到sgt3基因起始密码子上游2392bp的启动子序列并且该启动子具有活性.     

农杆菌介导瞬时沉默小麦HCP1的研究

【目的】建立农杆菌介导的瞬时沉默小麦HCP1的方法,为简便、快速、高效地研究小麦基因功能提供一种可靠的技术支持。研究HCP1在叶锈菌侵染过程中对H₂O₂的清除作用,为阐明小麦抗叶锈菌侵染中信号转导机制奠定理论基础。【方法】采用农杆菌注射法,将携带有peGFP载体的农杆菌注射到小麦叶片中,观察叶片中荧光强度及分布,分析外源质粒在小麦叶片中的表达情况。通过注射EHA105、LBA4404和C58C1 3种不同的农杆菌菌株,将HCP1的RNAi载体导入小麦叶片细胞中,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR检测HCP1瞬时沉默效率,并结合Rohringer染色分析,明确不同农杆菌对寄主叶片侵染能力的强弱,从而筛选出最适的试验菌株。在瞬时沉默的小麦叶片上,接种不亲和叶锈菌小种260,利用DAB染色,观察接种叶锈菌后叶片中H2O2的变化,分析HCP1在小麦与叶锈菌互作过程中的功能。【结果】叶片GFP荧光观察结果说明,在注射农杆菌48 h后GFP开始出现较高表达。RT-PCR和qRT-PCR结果表明,注射C58C1菌株的叶片12 h后,HCP1的表达量开始降低,并持续保持较低的表达量。注射EHA105菌株的叶片,在注射后72-96 h,HCP1的表达量迅速降低。而注射LBA4404菌株的叶片中HCP1的表达量基本没有变化。所以在3种不同农杆菌菌株介导的HCP1 RNAi转化中,沉默效率依次为：C58C1≥EHA105＞LBA4404。注射不同农杆菌菌株叶片的Rohringer染色结果发现,EHA105侵染后引起的HR反应较其他两种菌株明显,说明EHA105对小麦叶片具有较高毒性,会引起叶片产生防卫反应,C58C1菌株在具有较高的沉默效率同时,对叶片的毒性较小,因此选取C58C1作为最适的试验菌株;沉默HCP1的小麦叶片接种叶锈菌小种260后,通过DAB染色发现,接种24 h和48 h后叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H₂O₂的分布及积累量均多于对照组。【结论】建立了农杆菌介导的瞬时基因沉默体系,选用C58C1农杆菌菌株作为试验菌株,在处理后72 h可达到沉默目的基因的效果。确定HCP1参与了小麦与叶锈菌互作过程中H₂O₂的清除途径。     

生菜瞬时转化条件优化

利用真空渗透法将改造过的包含绿色荧光蛋白(GFP)基因的pRHVnGFP载体转入生菜组织中，研究生菜的瞬时转化体系。通过对比不同的农杆菌菌株EHA105、LBA4404和GV3103,在相同条件下的转化效率，以及相同的农杆菌菌株在不同的侵染条件下的转化效率，最终确定以农杆菌LBA4404侵染生菜，菌液浓度OD₆₀₀为0.5,不添加乙酰丁香酮，抽真空并保持压力状态60 s(重复3次),作为侵染条件，可以获得最高的转化效率。     

烟草丛顶病毒编码的沉默抑制子初步鉴定

 烟草丛顶病毒（Tobacco bushy top virus,TBTV）为幽影病毒属成员,能在烟草上造成严重危害。TBTV基因组编码4个ORF,其中ORF3和ORF4几乎完全重叠,可能在TBTV的致病性中发挥重要作用。分别将TBTV的ORF3和ORF4与载体pGR107连接,构建植物表达载体pGR107 ORF3,pGR107 ORF4。经农杆菌与含外源GFP基因的pGREEN208共浸润转GFP基因的本氏烟16c叶片,2～5d后（days post inoculation,dpi)在紫外灯下观察发现浸润区有明显绿色荧光,其中pGR107 ORF4在12dpi后浸润区绿色荧光区域扩大,推断ORF4编码产物可能具有局部抑制本氏烟16c对外源GFP基因进行沉默的功能;而pGR107 ORF3浸润区绿色荧光逐渐恢复红色,GFP基因发生沉默,说明ORF3编码产物不具有抑制基因沉默的功能。进一步利用real time PCR定量检测发现,pGR107 ORF4浸润15 dpi 的本氏烟叶片中GFP RNA的含量要比仅接种pGR107的对照高,比未接种的本氏烟16c稍低。推断是因为ORF4编码蛋白抑制了植物对外源GFP RNA产生的沉默,使GFP得以在本氏烟内表达。由此进一步证实ORF4编码产物是TBTV的基因沉默抑制子。     

农杆菌介导法将LFY基因导入苹果的研究

以M26苹果叶片为外植体,利用GUS瞬时表达率,对农杆菌介导法转化苹果的因素进行优化,通过含LFY基因的根癌农杆菌EHA105转化苹果叶片,获得了提早开花的转基因植株。结果表明:以OD600=0.3~0.5农杆菌菌液侵染叶片,25℃条件下共培养,共培养后的叶片延迟筛选3 d,在附加卡那霉素30 mg/L的再生培养基中选择培养,转化芽再生率可达6.97%。PCR检测初步证明目的LFY基因已整合到苹果基因组中。     

苎麻生长素结合蛋白BnABP1与GFP融合在烟草中的表达

运用已克隆的苎麻生长素结合蛋白BnABP1基因cDNA及植物表达载体pCAMBIA1300 GFP,构建了35S启动子控制的苎麻BnABP1基因编码区段与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合表达重组体(pCAMBIA1300 GFP BnABP1)。通过根癌农杆菌介导法将其转化烟草WS38,经抗性筛选和PCR检测获得了转基因烟草。对转基因烟草细胞进行荧光显微镜观察,发现在细胞质膜和内膜系统上都有较强烈的荧光信号,进一步证明苎麻生长素结合蛋白ABP1已结合在细胞的膜系统上。     

柑橘衰退病毒基因p23 RNAi载体的构建及转化

【目的】构建柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)含p23的RNAi载体,以获得具有抗性的柑橘转基因植株。【方法】基于转化病毒基因介导抗性,根据NCBI公布的CTV基因组序列,查找p23保守序列,设计并克隆两条不同长度的片段。对两条片段和植物表达载体p BI 121进行双酶切和连接来构建RNAi载体。初步预测所构建的载体发生RNAi抗病毒的可行性。利用农杆菌介导的瞬时表达技术将含RNAi载体的农杆菌注射入CTV指示植物墨西哥莱蒙的叶片,利用GUS组织化学染色法观察叶片中载体发生瞬时表达的情况。发生瞬时表达的叶片接种CTV T36基因型,利用酶联免疫反应(ELISA)检测病毒含量。同时,提取叶片的RNA并反转录为c DNA,利用实时荧光定量PCR(q-PCR)检测CTV p20,通过该基因的表达量反映叶片中的病毒含量。通过农杆菌介导的遗传转化将RNAi载体转入大红甜橙实生苗上胚轴节间茎段,抗生素筛选得到的芽嫁接至枳橙实生试管苗。提取大红甜橙叶片的DNA,通过PCR扩增确定其是否为转基因阳性;目的基因检测为阳性的植株二次嫁接至温室保存的酸橙实生苗;根据插入的p23基因序列设计q-PCR引物,检测转基因植株中p23的表达情况。取CTV T36基因型寄主的带皮芽,用腹接法接种大红甜橙转基因植株。取接种后新萌发枝梢上的叶片,用检测瞬时表达叶片同样的方法分析植株的抗病性。对于第1次接种后未检测出病毒感染的植株,进行第2次接种并检测分析。【结果】克隆得到CTV p23 513 bp的长片段和291 bp的短片段,与载体p BI121连接后成功构建含发夹结构的来自病原且能靶向目的基因的RNAi载体,命名为p23-RNAi。注射p23-RNAi的墨西哥莱蒙叶片经GUS染色后能够产生蓝色斑点,表明农杆菌p23-RNAi可以在叶片中发生瞬时表达;接种CTV后第15和30天,瞬时表达p23-RNAi的墨西哥莱蒙叶片ELISA检测结果均为阴性,同时q-PCR检测结果显示其CTV p20的积累水平和增加速度明显低于对照植株,表明瞬时表达的p23-RNAi在一定时间内可以对CTV的侵染产生抑制。p23-RNAi经农杆菌介导遗传转化大红甜橙获得抗性芽,通过普通PCR的扩增结果证明得到7个转基因植株;q-PCR检测结果进一步表明7个转基因植株间p23的含量呈现一定差异,植株E的含量最高,其次是C、F、H、A、B和G。接种CTV后,p20的表达量在7个转基因植株间也表现出一定差异,表达量最高的是植株A,其次是G、F、E、B、H、C,且与对照植株相比,呈现不同程度的抗病性。转基因植株对病毒的抗性与外源基因的表达水平没有相关性,外源基因表达水平最高的植株E并没有表现强的CTV抗性。经过两次病毒接种,转基因植株C在接种后具有完全抗性。【结论】p23-RNAi载体能引起植物抗柑橘衰退病毒;瞬时表达技术可快速鉴定RNAi载体的抗病性,有利于筛选高效率的RNAi载体。     

微针注射甜玉米胚芽gus基因转化瞬时表达研究

[目的]研究微针注射甜玉米（Zea mays L.）胚芽gus基因转化瞬时表达,为玉米遗传转化的进一步研究奠定基础。[方法]以农杆菌为介导,采用gus基因瞬时表达技术,建立了胚芽注射开放性基因转化体系。[结果]3 mm长的胚芽为最适转化受体;农杆菌EHA105菌液浓度最适OD值为0.558～0.630;gus基因转化最适共培养天数为3 d。在以上最适转化条件下,微针注射胚芽生长点基因转化率为1%。[结论]该研究可为改良甜玉米遗传性状,培育基因工程新品种提供参考。     

大麦黄矮病毒运动蛋白在烟草中的瞬时表达

[目的]快速鉴定运动蛋白基因在烟草中的瞬时表达,进一步研究该外源基因的功能。[方法]将大麦黄矮病毒的运动蛋白基因定向克隆到马铃薯X病毒载体上,得到重组的马铃薯X病毒,电击转化农杆菌后,利用农杆菌渗透注射技术注射到本生烟草的叶片中,观察病毒对烟草的侵染状况。[结果]渗透注射后第7天观察,重组病毒载体侵染的烟草系统叶有病毒侵染症状,而对照组未有此现象。对2组试验进行逐日跟踪观察,重组病毒载体侵染的烟草有较严重的病毒侵染症状和叶片卷曲现象,后期引起注射叶及系统叶坏死。而空病毒载体侵染的烟草只有轻微的病毒侵染症状,并能够恢复健康。对侵染的烟草进行RT-PCR检测,结果表明外源基因BYDV-MP在烟草体内进行了正常的转录和表达。[结论]BYDV-MP蛋白促进了PVX的系统侵染速度,加重了系统侵染的病毒症状,是病毒病症的决定因子;利用PVX表达载体表达异源MP的方法是可行的。     

根癌农杆菌介导的悬铃木叶片遗传转化体系研究

以葡糖醛酸糖苷酶(GUS)基因瞬时表达率为指标,研究了不同因子对根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的悬铃木叶片遗传转化系统的影响.结果表明,预培养9 d的悬铃木叶片在OD600值为0.7的根癌农杆菌菌液中浸染10 min后,再在含有100μmol.L-1的乙酰丁香酮的共培养培养基上黑暗条件下共培养3 d叶片的遗传转化效率最高.该体系为进行农杆菌介导目的基因培养悬铃木新品种奠定了基础.