iMyAP基因过表达载体转化甘蓝型油菜

本研究以甘蓝型油菜湘油15号叶片cDNA为模版,克隆油菜黑芥子酶协助蛋白iMyAP基因全长CDS,目的片段序列和GenBank上报道的甘蓝型油菜序列iMyAP12-Y10156同源性达到100%。将得到的iMyAP基因片段与pMD19-T载体连接,命名为T-1152。用BamHⅠ和XbaⅠ双酶切T-1152和pHB载体,回收片段经T4DNA连接酶连接得到iMyAP基因过表达载体pHB-1152。通过农杆菌介导将pHB-1152转化至甘蓝型油菜湘油15号,PCR鉴定显示成功获得2株转基因植株。本实验为进一步研究iMyAP基因的功能奠定了良好的基础。     

甘蓝型油菜iMyAP9、iMyAP12基因过表达载体的构建及转化拟南芥

诱导型黑芥子酶协助蛋白(iMyAP)往往与黑芥子酶和黑芥子酶结合蛋白一起以复合体的形式存在,对植物的防御系统有着重要的作用。为了研究黑芥子酶协助蛋白在植物响应非生物胁迫方面的功能,通过以pBI121为载体,分别构建了CaMV35S::iMyAP9和CaMV35S::iMyAP12,浸花法转化拟南芥,用卡那霉素对转化植株进行筛选,并对抗性苗进行PCR检测,初步得到67株转基因植株;提取转基因拟南芥中RNA进行RT-PCR表达分析,结果表明,iMyAP9基因和iMyAP12基因在随机挑选的转基因拟南芥中获得了有效的表达。拟南芥转基因植株的获得为进一步探讨iMyAP9基因、iMyAP12基因的生物学功能奠定了基础。     

种子中特异表达IPT基因的植物双元载体构建及转基因水稻获得

为研究细胞分裂素在水稻籽粒发育中的作用,构建了p1300-p PG-5α-IPT-Nos植物表达载体,并对水稻进行遗传转化。以水稻品种9311为材料,采用PCR法获得种子中特异表达的PG-5α基因启动子,并将此启动子与p1300相连接,构建p1300-p PG-5α载体,用NcoⅠ和SpeⅠ双酶切p SG516,获得IPT-Nos核酸片段,然后将此核酸片段插入到p1300-p PG-5α中,构建p1300-p PG-5α-IPT-Nos植物表达载体。以水稻品种日本晴愈伤组织为材料,采用农杆菌介导的方法进行遗传转化。成功构建了植物表达载体p1300-p PG-5α-IPT-Nos,获得了阳性率为81.3%转IPT基因群体。获得转基因株系后,将为进一步筛选高效表达株系及观察其籽粒生长发育过程提供基础。     

甘蓝型油菜含MATH结构域基因BnaM154过表达载体的构建与转化

编码含MATH结构域(Meprin and TRAF homology domain)的基因目前在油菜中研究较少。本研究以甘蓝型油菜‘湘油15’(XY15)种子发育35 d抑制差减(suppression subtractive hybridization, SSH)文库为基础,进一步筛选获得实际编码中有两个连续MATH结构域的功能未知基因,该基因全长DNA序列为1 800 bp,我们将其命名为BnaM154。将目的片段克隆后插入表达载体pFGC5941-Nap中,成功构建了pFGC5941-Nap::BnaM154过表达载体。利用农杆菌介导的甘蓝型油菜下胚轴遗传转化方法,成功获得8株稳定遗传的转基因苗,为进一步研究BnaM154基因在甘蓝型油菜中的功能提供了科学依据。     

烟草叶绿体转化载体的构建及转基因植株的获得

选择烟草叶绿体基因组同源片段ｒｐ１２－ｔｒｎＨ－ｐｓｈｂＡ和ｔｒｎＫ－ＯＲＦ５０９Ａ,及ａａｄＡ抗壮观霉素基因,构建烟草叶绿体转化载体ｐＴＲＺ,制备ｐＴＲＺＤＮＡ金粉子弹,通过基因枪轰击烟草幼苗叶片,经壮观霉素筛选获得了愈伤组织和转化再生植株,对烟草叶绿体转化植株进行ＰＣＲ和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析,结果证明其中Ｎｏ１３,１６,２３为整入了外源ａａｄＡ的叶绿体转基植株,同时其子代呈现壮观霉素抗性ａａＤ     

甘蓝型油菜BnaLCR23基因CRISPR-Cas9表达载体的构建及遗传转化

BnaLCR23基因是甘蓝型油菜湘油15号种子不同发育时期抑制差减杂交文库中的一个功能未知基因,分析表明其功能可能与种子发育和油脂代谢相关,为了明确该基因的功能,本研究基于CRISPR-Cas9基因编辑系统构建了该基因的敲除质粒。利用根癌农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化方法将敲除质粒转入甘蓝型油菜中,经潮霉素抗性筛选以及抗性苗基因组DNA的PCR检测,获得转基因油菜。转基因油菜材料的获得为深入研究BnaLCR23基因在甘蓝型油菜种子发育和储存物的积累过程中的功能提供了帮助。     

甘蓝型油菜MYB4基因RNA干扰载体构建

拟南芥(Arabidopsis thaliana)MYB4(AtMYB4)编码负调控转录因子,通过对苯丙烷途径中关键酶C4H(肉桂酸4-羟化酶)基因的抑制来调控重要次生代谢物质芥子酸酯的生物合成,在防御紫外线中起重要作用。同为十字花科的芸薹属(Brassica)有多种重要的油料、蔬菜和园林作物,如甘蓝型油菜(B.napus)、白菜(B.rapa)、甘蓝(B.oleracea)和芥菜(B.juncea)等。本研究克隆了甘蓝型油菜MYB4基因家族的RNA干扰片段BMYB4I,将其反义片段、正义片段采用NcoI+AatII和BamHI+XbaI分别插入到改进型植物RNA干扰基础载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间,形成重组载体pF-GC5941M-BMYB4I(简称为pBMYB4I)。经复合PCR鉴定表明,载体构建成功,并转化根癌农杆菌获得工程菌株。为揭示芸薹属MYB4基因调控芥子酸酯等苯丙烷物质合成的分子机理以及探索抗紫外线分子育种奠定了基础。     

金鱼草AmPIN1a基因过表达载体的构建及转基因分析

本研究以金鱼草的AmPIN1a为目的基因,AmPIN1a基因全长CDS为1 836 bp,通过热激法(电击发)将构建过表达载体pCAMBIA1302 (1301)-AmPIN1a导入根癌农杆菌GV3101中,采用叶盘法转化拟南芥,观察其表型并用外源IAA对其进行处理。结果表明,转化AmPIN1a基因的拟南芥突变体在0～12 d内主根长度略短于野生型主根长度,而且侧根发育明显增多。移栽后,AmPIN1a拟南芥突变体的前期叶片大小也小于野生型,24 d后叶片逐步超过野生型,花序轴萌发晚,但发育较快。过表达AmPIN1a基因的拟南芥在外缘IAA处理下表现出比野生型拟南芥更敏感的性状,由此推测AmPIN1a基因可能在生长素运输过程中起作用。     

甘蓝型油菜BnaABI4基因CRISPR/Cas9编辑载体的构建及甘蓝型油菜转化

ABI4(Abscisicacid-insensitive4)是ABA响应途径中重要的转录因子。本研究以甘蓝型油菜全基因组数据库为基础,借助拟南芥ABI4蛋白的氨基酸序列,通过序列比对,获得了甘蓝型油菜的2个BnaABI4,分别命名为BnaABI4-A (GenBank登录号为BnaA03g18970D)和BnaABI4-C (GenBank登录号为BnaC03g725-10D)。在这两个基因的CDS序列上寻找一段长度为20 bp、序列相同的片段作为基因编辑的目标位点,构建CRISPR/Cas9基因编辑载体pCAMBIA1300-sg RNA/Cas9-BnaABI4;借助根癌农杆菌介导的油菜下胚轴遗传转化法,成功将BnaABI4的基因编辑表达框转入甘蓝型油菜‘湘油15’中,共获得转基因植株13株,这将为深入研究甘蓝型油菜BnaABI4的生物学功能提供科学依据。     

甘蓝型油菜原生质体培养获得再生植株的研究

以甘蓝型油菜下胚轴游离获得原生质体。经液体-固体双层培养,原生质体分裂、增殖。约四周左右形成细胞团和肉眼可见的小愈伤组织。然后转入固体培养基中增殖。待愈伤组织长到直径约5mm 大小转入分化培养基中。两周后形成绿芽,并诱导生根,获得再生植株。     

花粉介导法获得油菜转基因植株研究

以甘蓝型冬油菜品种晋油7号为受体，载有GUS基因的质粒pBI121为供体，在7.5％的蔗糖等渗溶液中，通过花粉介导转化方法将GUS基因导入油菜花粉，随着花粉管的萌发进入胚囊，参与有丝分裂，将外源质粒转入受体材料。经田间植株性状比较、GUS组织化学定位检测、PCR扩增检测及PCR-Southern杂交检测，证明外源GUS基因已整合到油菜基因组中。     

基因枪法转化马铃薯及转基因植株的获得

应用基因枪法将携带有FMDV P1全长基因的质粒pBI131SP1导入马铃薯茎段，通过在抗性培养基上严格筛选，获得了马铃薯再生植株。PCR检测及PCR—Southern杂交分析表明，已成功地将目的基因导入马铃薯基因组中。     

phaC1、phaC2基因双价植物表达载体的构建及其转基因烟草的获得

利用聚合酶链式反应(PCR)技术，从类产碱假单胞菌YSl(Pseudomonas psuedoalcaligenese YSl)染色体DNA中扩增并克隆了调控短链与中链PHA生物合成的两个关键酶基因：phaCl、phaC2基因。同时利用套叠PCR技术对phaCl基因进行了改造，经过基因拼接构建了植物表达载体pC3C1(嵌合phaCl)、pC3C2(嵌合phaC2)和pC3C1C2(嵌合phaCl和phaC2双基因)。将构建好的嵌合phaC1和phaC2双基因的植物高效表达载体pC3C1C2，用冻融法转入根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens EHAl05)并且通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tobacum Honghuadajinyuan)。2个月后获得了一批卡那霉素抗性烟草植株，抗性植株大田生长表型正常，生长速度相对缓慢。抗性植株经过PCR、PCR-Southern、Southern检测初步确定有32％烟草稳定整合了phaCl和phaC2。用氯仿一次氯酸钠直接从部分Southern检测阳性转化植株中抽提纯化得到PHA，在产物合成水平确证有25．6％的转基因植株。     

葡萄糖氧化酶基因植物表达载体的构建

为进一步开展转基因研究创造条件,用限制性内切酶将葡萄糖氧化酶(GOD)基因从pMD/GO载体上切下,定向连接到植物表达载体pROKⅡ的CaMV35S启动子下游和NOS终止子上游,成功地构建了GOD基因植物表达载体pROK/GO。利用冻融法将此表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,提取转化质粒,经PCR和酶切鉴定表明,GOD基因植物表达双元载体构建成功。     

甘蓝型油菜PEPC基因保守序列的克隆和种子特异性ihpRNA表达载体的构建

为了通过转基因途径获得油菜种子中PEPC基因发生转录后基因沉默,通过PCR扩增分别分离得到了甘蓝型油菜种子特异性表达的Napin启动子序列（1138bp）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因保守序列（181bp）,将它们分别克隆到pMD18-T载体中,利用中间载体pBS-NEI构建了PEPC基因的反向重复框。再将PEPC基因片段以正向的方式连接到一个可剪切的内含子5＇末端,以反向的方式连接到该内含子的3＇末端;然后将Napin启动子序列克隆到植物表达载体pCAMBIA1391的pUC18多克隆位点上,获得了种子特异表达的载体pCAMNapin;再将PEPase基因的反向重复序列克隆到pCAMNapin载体Napin启动子的3＇末端,构建了具有种子特异性表达的PEPC基因的ihpRNA表达载体pCAMNapin-B2-NEI-B1。通过限制性内切酶酶切对载体作了鉴定分析。     

HA标签的水稻水孔蛋白OsPIP2;7基因植物双元表达载体构建及转基因水稻的获得

为研究水稻水孔蛋白OsPIP2;7基因在非生物胁迫中的生物学功能,根据OsPIP2;7基因序列设计特异性引物,以水稻品种中花11的三叶龄叶片RNA反转录的cDNA第一链为模板,克隆OsPIP2;7。采用嵌套PCR的方法,将3×HA标签的碱基序列连接在去除终止子OsPIP2;7基因序列的3′端,然后将此核酸片段插入到植物双元表达载体pHB中,构建pHB-OsPIP2;7-3×HA载体。以中花11成熟胚愈伤组织为材料,采用农杆菌介导的方法进行遗传转化,经过在含有潮霉素的培养基上筛选和分化,获得阳性转化子。提取转基因植株的DNA,进行潮霉素阳性植株的筛选。将阳性植株进行RNA表达检测,获得OsPIP2;7基因表达量上升的转基因阳性植株。为了检测转基因植株中OsPIP2;7蛋白的表达情况,提取OsPIP2;7基因表达上升的转基因植株膜蛋白后,用HA抗体进行杂交的Western-blot检测结果显示,OsPIP2;7-HA蛋白在转基因阳性植株体内过量表达。获得的过表达OsPIP2;7转基因新材料,将为研究OsPIP2;7基因的生物学新功能提供试验基础。     

甘蓝型油菜和芥菜型油菜杂种小孢子培养获得再生植株

利用分离小孢子培养首次从甘蓝型油菜和芥菜型油莱种间杂种(甘芥杂种)中获得了胚和再生植株。所用的培养程序是,将甘芥杂种小孢子在蔗糖浓度为13％的液体NLN培养基中32℃下暗培养2天,转入25℃暗培养3周,再在光照条件下振荡培养一周后转入再生培养基(B_5)。供试的8个正反交甘芥杂种,有4个对培养有反应,其中3个均为以甘蓝型油菜为母本的杂种。杂种911186(甘蓝型)×851336(芥菜型)的胚产量明显高于其他杂种,未发现杂种花粉育性与小孢子胚产量存在显著相关。多数再生植株形态上介乎两个亲本之间,已开花的植株多为不育类型。讨论了亲本基因型对杂种小孢子胚胎发生的影响和小孢子衍生植株的可能用途。     

百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1植物表达载体构建与转基因毛白杨的获得

为通过基因工程手段进行杨树耐盐性状的遗传改良,本文分析已克隆的百脉根液泡膜H+-PPase基因LcVP1的cDNA序列,根据其与植物表达中间载体pGN上的酶切位点设计一对带酶切位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增百脉根液泡膜H+-PPase基因开放阅读框片段。双酶切PCR回收产物和pGN载体,将目的片段定向连接构建成植物表达载体pGVP,并转入根癌农杆菌;在此基础上,利用根癌农杆菌介导的叶盘转化法,将百脉根液泡膜H+-PPase基因转入毛白杨基因组中。转基因杨树的获得,为获得耐盐性提高的杨树品系提供了基础。