毛白杨酵母单杂交体系的建立

[目的]通过建立酵母单杂交文库筛选出与毛白杨特异性调控元件结合的候选蛋白,为研究毛白杨木材合成相关基因奠定基础.[方法]采用模板基因PCR方法,分别将ABRE-box、AC-box及-317-Box三次重复序列连接至pAbAi诱饵质粒上,再将诱饵载体转入酵母中;使用磁珠法获得mRNA,采用SMART技术合成cDNA,以cDNA为模板进行LD-PCR并将产物纯化后与pGADT7-Rec载体共转化诱饵酵母,同时进行文库的构建与筛选.[结果]以pBI121质粒为模板扩增获得的ABRE/AC/-317-GUS片段约为650 bp.以Kpn I对重组质粒pAbAi-ABRE/AC/-317-GUS进行单酶切,获得约5000 bp的大片段与650 bp的小片段;测序结果表明,插入序列与ABRE/AC/-317序列一致且方向正确.在SD/Ura培养基中,当AbA为100 ng/mL时,酵母菌落数为0,建库时AbA为100 ng/mL.cDNA与pGADT7载体共转化的酵母Y 1HGold(pAC-AbAi)细胞稀释100倍后,在SD/-Leu培养基上长出89个克隆,含AC-box的诱饵酵母所建库容量为1.3×106,且无rRNA污染.酵母转化产物在SD/-Leu/AbA(100 ng/mL)培养基上长出18个克隆,大于250 bp的有13个克隆;测序和同源分析结果表明,成功筛选到5个候选蛋白,主要是蛋白激酶、核小体蛋白及功能未知蛋白,这些蛋白可作为与AC元件结合的候选蛋白.[结论]建立的毛白杨酵母单杂体系可用于进一步筛选与木材合成相关的基因.     

酵母单杂交文库构建及巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子筛选

[目的]利用酵母单杂交文库筛选巨峰葡萄VvFT基因启动子上游调控因子,挖掘参与调控葡萄开花时间的因子,为揭示花期转变代谢通路和定向改良葡萄品种提供理论参考.[方法]利用PlantCARE分析预测VvFT基因启动子顺式作用元件,并以VvFT基因启动子为诱饵,利用酵母单杂交文库筛选技术,筛选作用在VvFT基因启动子上游的调控因子.[结果]葡萄VvFT基因启动子区域存在13种启动子顺式作用元件,包括A-box、CAAT-box和TATA-box组成型调控元件;光响应调控元件ATC-motif、Box 4、G-Box和GT1-motif;茉莉酸甲酯(MeJA)响应调控元件CGTCA-motif和TGACG-motif;干旱诱导的MYB结合位点元件MBS;玉米蛋白代谢必需的调控元件O2-site;参与生物钟控制的调控元件circadian;厌氧诱导必需调控元件ARE.以VvFT基因启动子为诱饵,筛选获得34条表达序列标签(EST),其中有21条为未知功能,有13条在植物生长、抗逆防御、信号转导、转录调控、蛋白酶等方面均有已知或预测的功能,包括转录抑制因子ft41、GRF1互作因子ft44、NAP1相关蛋白ft64及ft70分子伴侣DnaJ10.酵母单杂交点对点验证结果表明VvDnaJ10和VvFT基因启动子之间有相互作用.[结论]通过酵母单杂交文库筛选获取13条候选EST,虽然大部分EST功能预测分析结果与VvFT调控开花时间无明显的直接关系,但研究结果为进一步探索VvFT转录或表达水平控制葡萄开花时间的分子机制提供侯选基因.     

酵母单杂交技术的原理及应用

酵母单杂交技术是一种体外分析DNA与蛋白质相互作用的技术。文章就酵母单杂交技术的原理、操作步骤、应用及其优缺点作了简要概括。     

银杏GbPAL基因启动子表达载体的构建

为弄清GbPAL启动子调控类黄酮代谢的功能,采用双酶切方法,用BamH I+HindⅢ将GbPALp与植物表达载体pBI121分别酶切纯化,通过T4DNA连接酶将GbPALp片段连接到已切除35S启动子的植物表达载体pBI121上,并转化到农杆菌LBA4404上,然后进行菌落PCR及酶切鉴定。结果表明:扩增到的GbPALp片段成功引入了BamH I和HindⅢ酶切位点,GbPALp酶切后与酶切前的条带大小一致;将酶切后的空质粒和引入酶切位点的目的片段进行连接转化后,含目的基因pBI121:GbPALp:LBA4404菌落培养成功。成功构建了GbPAL基因启动子真核表达载体pBI121:GbPALp。     

IrrE基因酵母双杂交体系诱饵载体的构建

耐辐射奇球菌中的IrrE基因能增强转IrrE基因油菜的盐胁迫耐受性。为了进一步筛选植物体内与IrrE相互作用蛋白,从而加深对盐胁迫耐受性分子调控网络的认识,根据IrrE基因的开放阅读框设计引物,从PBI121-IrrE上扩增该基因的编码区,将其克隆到酵母表达载体pGBKT7中,获得IrrE的酵母表达载体pGBKT7-IrrE,测序结果表明:pGBKT7-IrrE载体构建成功,可用于后续的酵母双杂交文库的筛选工作。     

草菇gpd启动子的克隆及表达载体的构建

从草菇基因组中克隆内源强启动子,为草菇基因工程育种提供启动子元件材料。［方法］采用PCR技术从草菇基因组DNA中克隆gpd启动子片段,利用生物信息学手段对其序列特征和调控元件进行分析,并构建表达载体。［结果］从草菇基因组中克隆出2条特异gpd启动子片段,大小分别为1056和614bp;成功构建了分别以这2条启动子片段驱动的、以gfp基因为报告基因的2个表达载体。［结论］该研究为进一步利用基因工程手段培育品质优良的草菇新菌株奠定了基础。     

新牧1号苜蓿抗逆相关基因MvNHX1启动子表达载体的构建

为了进一步研究新牧1号苜蓿抗逆相关基因MvNHX1启动子的功能,采用双酶切的方法,用核酸内切酶SacⅠ和NcoⅠ分别双酶切pCAMBIA1304质粒和阳性重组质粒pEASY-T1-simple-pMvNHX1,然后回收目的片段。通过T4DNA连接酶将目的片段和空载体相连后获得连接产物。将连接产物导入到宿主菌DH5α,通过画板,卡那霉素筛选后挑单菌落摇菌。然后用菌液PCR及双酶切鉴定该载体后,用冻融法将其导入农杆菌EHA105。结果表明,成功培养出含有抗逆相关基因MvNHX1启动子pMvNHX1∶GUS∶EHA105的菌落;成功构建出新的植物表达载体pMvNHX1∶GUS。     

新型毕赤酵母分泌表达载体的构建与功能验证

巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)是目前应用最广泛的外源蛋白表达系统之一。用于毕赤酵母表达系统的表达载体种类繁多,却因需要甲醇诱导表达或者基因转化过程中引入抗生素基因而限制了其在食品行业中的应用。研究设计以毕赤酵母组成型启动子-GAP启动子替换毕赤酵母表达载体pPIC9上的甲醇诱导型启动子AOX,成功构建了毕赤酵母组成型表达载体pGAPHα。并以里氏木霉木聚糖酶基因xyn2为报告基因进行功能验证,结果表明,该载体可实现xyn2基因在毕赤酵母中的高效表达。在此基础上以经密码子优化后的克鲁维酵母菊粉酶基因信号肽INU替换载体上原有的α-Factor信号肽,结果表明,INU信号肽能够有效引导XYNII的分泌。     

法夫酵母整合型表达载体的构建

为了建立法夫酵母虾青素代谢途径研究和分子育种的技术体系,构建了法夫酵母的整合型表达载体.通过测定法夫酵母对G418的抗性来确定抗性筛选物的质量浓度,以来源于法夫酵母本身的rRNA基因为基因同源重组片段,利用法夫酵母肌动蛋白启动子和甘油醛-3-磷酸脱氢酶（gpd）启动子,构建了携带G418抗性基因的整合型载体pMD-18spakta和pMD-18spgktg.结果表明：法夫酵母对20 μg/mL质量浓度的G418敏感,将构建的载体转化法夫酵母菌株后,筛选得到了能够在含有G418的培养基上生长的转化子;利用PCR的方法检测到转化子中存在的抗性基因.将筛选得到的阳性菌株连续传代培养10次后,发现该菌株的G418抗性仍然存在;以总DNA为模板,用PCR的方法仍可检测到G418抗性基因.说明已经构建得到了遗传稳定性良好的法夫酵母整合型表达载体,构建的质粒pMD-18spakta和pMD-18spgktg可作为法夫酵母整合载体应用于法夫酵母的DNA重组实验.     

花药特异表达基因TaRAFTIN1a启动子的克隆及表达载体构建

组织特异性启动子是植物基因工程改良的重要工具。RAFTIN是禾本科植物花药绒毡层中特异积累与花药发育相关的蛋白,其调控序列可能提供一个很好来源的花药特异性表达启动子。为了解小麦TaRAFTIN1a基因启动子的花药表达特异性,本研究分离了TaRAFTIN1a基因的启动子,生物信息学分析表明,该启动子含有3种花药特异表达元件(总计10个),1个ABRE脱落酸响应元件,TGACG-motif与CGTCA-motif茉莉酸甲酯响应元件各1个,8个ARR1AT细胞分裂素响应元件,以及2个DRE和1个MBS干旱响应元件。采用5'端缺失的方法,分别克隆1429、898和351 bp的启动子片段,经连接、转化与鉴定,构建了3个含TaRAFTIN1a启动子不同区段融合GUS报告基因的植物表达载体,p WAER1,p WAER2,p WAER3,为通过转基因了解启动子的表达特征及其核心作用元件奠定了基础。     

玉米大斑病菌黑色素合成还原酶基因酵母单杂交报告载体的构建

根据玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)黑色素合成还原酶基因St3HNR、St4HNR 5′端侧翼序列和酵母单杂交报告载体p HIS2.1多克隆位点,设计了带有限制性内切酶位点的特异性引物,并以玉米大斑病菌01-23菌株基因组DNA为模板,PCR扩增启动子区域长度约1 000 bp的片段,双酶切目的片段及载体p HIS2.1回收并连接,构建2个还原酶基因的酵母单杂交报告载体。结果表明,克隆到启动子区域长度为998 bp核酸片段,经PCR检测、测序、酶切鉴定,2个还原酶基因的酵母单杂交报告载体构建成功,为进一步研究还原酶与转录因子互作关系及明确黑素素合成调控机制奠定了基础。     

香蕉条斑病毒ORF Ⅰ、ORF Ⅱ酵母双杂交系统诱饵质粒的构建及鉴定

以连接在pMD-18T载体上的香蕉条斑病毒（BSV）全基因组为模板,PCR扩增得到了带有Gateway R重组反应接头序列的香蕉条斑病毒ORFⅠ及ORFⅡ基因片段,经过BP、LR重组后,构建成带有目的片段的酵母双杂诱饵质粒pDEST32-O1及pDEST32-O2。将质粒转化E.coli DH5α感受态细胞,筛选序列和编码框均正确的重组质粒。将以上2种正确的重组质粒分别与用于构建诱饵质粒的pDEST22空质粒共转化酵母MaV203感受态细胞,利用营养缺陷培养基（SC-Leu-Trp）筛选转化子,并对转化子进行毒性鉴定、自激活鉴定以及3-AT抑制浓度鉴定。结果显示,2种转化子均生长正常,说明所构建的2个重组质粒表达蛋白对酵母无毒性作用,其在特异营养缺陷培养基（SC-Leu-Trp-Ura）中无法生长,不能产生自激活现象,3-AT抑制浓度分别为50、75 mmol/L。以上结果说明所构建的2种诱饵质粒均可用于后续酵母双杂工作,为BSV与宿主的蛋白互作奠定了基础。     

大麦黄矮病毒外壳蛋白基因和运动蛋白基因酵母表达载体的构建

根据已知的大麦黄矮病毒GPV株系的外壳蛋白（Coat Protein CP）和移动蛋白（Movement Protein MP）基因序列合成了CP、MP基因的上下游引物。通过PCR扩增获得含有目的基因的片段，经过SalⅠ和PstⅠ双酶切、连接、转化、重组质粒的酶切鉴定及基因测序，构建了酵母表达载体pGBKT7-GPV-CP和pGBKT7-GPV-MP，用于在酵母双杂交分析中表达诱饵融合蛋白，为进一步筛选小麦cDNA文库内与大麦黄矮病毒互作的寄主因子、克隆寄主因子、推测其种类和功能奠定了基础。     

eSRKs酵母双杂交诱饵载体的构建及其自激活作用的检测

为研究甘蓝自交不亲和决定因子S位点富含半胱氨酸蛋白/S位点蛋白11(SCR/SP11)与S位点受体激酶(SRK)胞外域高变区(eSRKs)的相互作用,构建了eSRKs基因的酵母双杂交诱饵载体,检测其自激活作用,并验证是否适用于后续的相互作用研究.以甘蓝B3为材料,通过RT-PCR技术获得eSRKs目的基因片段,将其克隆到pGBKT7载体中,构建酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-eSRKs;测序正确后,将重组质粒转入Y2HGold,检测其表达产物对酵母细胞有无毒性以及对报告基因有无自激活作用,结果获得了正确的eSRKs基因片段,并成功克隆到pGBKT7诱饵载体中,且转化在有诱饵载体pGBKT7-eSRKs的Y2HGold在SD/-Trp营养缺陷平板上生长良好,表明表达产物对酵母细胞无毒性;显色反应结果表明对报告基因也无自激活作用,为下一步利用酵母双杂交系统检测SCR蛋白与SRK蛋白胞外域高变区的相互作用奠定基础.     

小麦h型硫氧还蛋白Trx-h酵母双杂交诱饵载体的构建和自激活检测

为构建小麦h型硫氧还蛋白Trx-h酵母双杂交诱饵载体,并检测其对酵母细胞的自激活作用.利用RT-PCR扩增Ta Trx-h基因的ORF区域,并与pGBKT7载体连接构建诱饵载体pGBKT7-Trx-h,利用PEG/LiAC法转化酵母AH109后,通过表型筛选检测诱饵蛋白对酵母有无自激活作用.结果表明,含pGBKT7-Trx-h质粒的酵母在SD/-Trp-Leu培养基上能正常生长,说明诱饵载体表达产物对酵母细胞无毒性作用;在SD/-Trp-Leu-His-Ade培养基上不能生长,说明诱饵质粒无自主激活报告基因的作用.因此,可以利用该诱饵载体通过酵母双杂交方法筛选与Trx-h蛋白相互作用的蛋白.     

香蕉叶绿体分离及叶绿体DNA提取方法

根据香蕉叶片自身的特点,对植物叶绿体DNA的提纯方法(高盐低pH法)进行改进,建立适宜香蕉叶绿体分离及叶绿体DNA提取的方法,应用该方法获得的香蕉叶绿体DNA纯度高,香蕉叶绿体DNA的产率达到1.578μg/g,该叶绿体DNA可直接用于限制内切酶酶切分析。方法简便,对仪器要求不高,成本低,也同样适用于其它叶片糖分含量高的植物。     

香蕉束顶病的研究 Ⅱ.病害的症状、传播及其特性

香蕉束顶病病株叶片边缘轻度黄化,略向上卷曲,叶背或叶片主脉背面和叶柄上出现断断续续的浓绿色条斑,即“青筋”,长短不一,短的不到1mm,长的尤其是叶片主脉和假茎上的可达30-50cm或更长,病后植株长出的叶片一片比一片小,病株外观矮化,呈束顶。病害的潜育期与侵染时蕉株大小和温度高低有关,最短的19d,最长的可达216d,病害由香蕉交脉蚜传播,最短获毒时间30min,最短接毒时间15min,循回期在ld左右,一次获毒后可保毒14d.带病吸芽也能传病。汁液摩擦和土壤不能传播,病健根部自然交接和菟丝了均没有传播成功     

酵母双杂交表达载体pGADT7-AtTGA2的构建及酵母菌的转化

[目的] 研究TGA2在植物系统获得抗性中所起的作用,阐明其作用机制.[方法] 通过PCR扩增获得拟南芥中TGA2基因全长CDS序列,克隆至pGADT7酵母表达载体,并转化至AH109酵母菌株中.[结果] 重组质粒通过大肠杆菌转化获得了阳性克隆,经过菌落PCR及单、双酶切验证重组质粒构建成功.将重组质粒又转化到AH109酵母菌中,并在相应筛选培养基上成功获得了转酵母菌成功的阳性克隆.[结论] 为进一步研究TGA2参与水杨酸诱导抗性基因表达的作用机制奠定了良好的基础.