拟南芥花药特异启动子启动的Barnase基因在烟草中的表达

为探明植物基因工程雄性不育温度敏感性的影响因子，以拟南芥（Arabidopsis thaliana)WS生态型基因组DNA为模板，PCR扩增后分别得到0.78kb的A6和0.3kb的A9基因5'旁侧区DNA片段。将其分别与核糖核酸酶Barnase基因融合，导入含有抗溴苯腈（Bxn)基因的植物双元表达载体构建成pWPA6N和pWPA9N，并经根癌农杆菌（Agrobactrium turmefaciens)LBA4404介导获得转基因植株。生物学观察表明，转基因植株表明出了明显的转化不育性状，如花丝变短，花药瘦小等，说明A6，A9两5'启动子片段都在烟草（Nicotiana abacum)花药中定位启动了Barnase的表达，另经高温敏感性测试均可见育性恢复现象,这初步表明雄性不育植株的高温不稳定性由启动子造成的可能性较小。     

水稻HTD1基因启动子在转基因拟南芥中的表达特征

通过分析β-葡萄糖醛酸苷酶(β-glucuronidase, GUS）基因产物,对水稻HIGH-TILLERING DWARF1(HTD1)基因启动子在转基因拟南芥中的表达特性进行初步研究。用已构建的含HTD1基因启动子和GUS报告基因的植物表达载体,通过农杆菌介导转化拟南芥,对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色,观察该启动子的表达特性。结果表明,在HTD1基因启动子的驱动下,GUS报告基因主要在转基因拟南芥幼苗期的叶片、叶柄、下胚轴以及主根基部的维管组织中表达。     

拟南芥CycD2基因在水稻中的表达及初步分析

细胞周期蛋白CycD2基因是在拟南芥（Arabidopsis thaliana）基因组中发现的，对调节细胞周期具有重要作用的调控因子。研究利用RT-PCR技术由拟南芥幼苗mRNA扩增了CycD2基因，构建了超量表达载体并对单子叶植物水稻（Oryza sativa ssp. japonica）进行了转化。对获得的转基因植株进行半定量RT-PCR分析表明，CycD2 mRNA的确能够在水稻中积累。超量表达CycD2的转基因水稻植株在发育早期生长与发育加快，表现为幼苗植株根长和株高均显著高于对照（转空载体植株），加快了水稻的生长速率。     

水稻巯基蛋白酶抑制剂基因(OCI )转化甘薯获得转基因植株

用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将水稻巯基蛋白酶抑制剂基因(OCI)导入甘薯（Ipomoea batatas)品种栗子香，获得了转基因植株。所用菌株为根癌农杆菌LBA4404，其携带的pBinh质粒上含有新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因和OCI基因。将继代培养3d后的栗子香胚性悬浮细胞与LBA4404(OD600nm=0．5)共培养4d。将共培养后的胚性悬浮细胞首先在含有2mg／L2，4-D和300mg／L Carb(carbencillin)、但不含有Kan（kanamycin)的MS液体培养基中培养5d，然后在含有2mg／L2，4-D、50mg／L Kan和300mg／L Carb的MS液体培养基中进行选择培养。选择培养4周后，将直径约1mm的抗Kan细胞团转移到添加2mg／L2，A-D、50mg／L Kan和300mg／L Carb的MS固体培养基上，共转移200个细胞团，诱导得到了8个胚性愈伤组织。将这些抗Kan胚性愈伤组织转移到添加1mg／L ABA、50mg／L Kan和100mg／LCarb的MS固体培养基上，通过体细胞胚胎发生途径获得了13株再生植株。PCR和PCR-Southern检测结果表明，获得的13株再生植株中7株是转基因植株。     

Prd29A启动子在小麦中的诱导表达活性及大肠杆菌海藻糖合成酶基因的转化

以gus基因为报告基因，通过瞬时表达测定了Prd29A诱导型启动子在小麦愈伤组织中的诱导表达活性。结果表明，Prd29A-gus基因的表达水平可在不同浓度NaCl盐的胁迫条件下得到显著提高。由此证实，Prd29A启动子在小麦中具有较强的诱导表达活性。在此基础上，将Prd29A诱导型启动子驱动下的大肠杆菌海藻糖合成酶基因（otsA）采用花粉管途径导入目的小麦品系，经PCR筛选、Southern鉴定及转化后代海藻糖含量的测定，获得了一批otsA转基因植株及株系，为进一步选育耐盐抗旱的转基因小麦新品系奠定了基础．     

苜蓿花叶病毒外壳蛋白基因在白三叶中的表达及转基因植株的抗病性分析

以白三叶(Trifolium repens L.)的两个品种Irrigation和Huia的子叶为转化体，用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将外源的苜蓿花叶病毒外壳蛋白基因转入白三叶，经过筛选、分化和再生，得到了具有卡拉霉素抗性的再生植株。对这些植株进行PCR、Southern和Northern分析，结果表明，外源目的基因已经整合到白三叶基因组中并且得到了表达。对Northern分析呈阳性的植株进行了抗病性检测，证明表达苜蓿花叶病毒外壳蛋白基因的植株病症减轻，发病率、病情指数及病毒积累量都明显低于对照，有的甚至不表现症状，达到了免疫的程度。     

Col生态型拟南芥AP3基因启动子克隆及植物表达载体构建

隶属于MADS-Box基因家族的拟南芥花器官B类特征基因APETALA3（AP3）在花瓣和雄蕊中特异性地表达;AP3基因编码转录因子,与A类和C类特征基因协同作用控制双子叶植物花瓣和雄蕊的发育。研究表明AP3基因启动子为花特异表达启动子。因此,AP3基因启动子的克隆及功能鉴定对于园林植物与花相关的商业性状的定向改良具有重要作用。本文根据GenBank数据库报道的Ler生态型拟南芥（Arabidopsis thaliana）AP3基因启动子序列（U30729）设计了一对特异性扩增引物,基于PCR技术,用高保真的KOD-plusDNA聚合酶扩增了长度为1767bp的Col生态型拟南芥AP3基因启动子,并命名为pAtAP3,其Gen-Bank登录号为FJ619533。Bl2seq在线分析表明pAtAP3与U30729序列的相似性达98%,与Col生态型拟南芥BAC克隆T12E18（AL132971）9264~11030之间的碱基序列相似性达100%,且该段序列的下游基因编码AP3蛋白（CAB81799）,说明克隆序列为Col生态型拟南芥AP3基因的启动子。PLACE在线分析表明pAtAP3具有基本的启动子元件TATA-box和CAAT-box,还包含大量与花特异表达相关的顺式元件CArG1、CArG2、CArG3和anther-box等。本试验进一步构建了植物表达载体pAtAP3：：GUS,为该启动子的功能鉴定奠定了基础。     

拟南芥AtHEMA1基因的克隆及其表达载体的构建

为探究AtHEMA1基因转化植物后对叶绿素合成机制的影响,本实验设计特异引物,以拟南芥基因组DNA为模板,采用PrimStar HS DNA聚合酶扩增AtHEMA1基因。将AtHEMA1基因克隆至载体pVCT2101,获得植物表达载体pVCT2298。     

马铃薯光诱导型茎叶特异表达启动子ST-LS1的克隆与功能分析

叶片是植物光合作用器官,在能量固定和利用中具有重要作用,研究光诱导型茎叶特异表达启动子的作用元件及其功能对于其调控基因的表达研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究用PCR技术从马铃薯(Solanum tuberosum L.)基因组中分离了光诱导型茎叶特异表达启动子ST-LS1的1556bp序列,序列分析表明,该片段与已报道的ST-LS1启动子(Gen Bank accession No.X04753.1)有99.68%的同源性,包括参与芽的特定表达和光反应顺式作用元件as-2-box、光效应顺式作用元件G-box等。将该片段与GUS基因融合,构建了植物表达载体pBⅠ121-ST-LS1,应用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草(Nicotiana tabacum)获得了转基因植株。用qRT-PCR和GUS活性组织染色检测转基因烟草植株,结果表明,在ST-LS1启动子驱动的GUS转基因烟草植株的叶和茎中能够检测到GUS基因的表达,根中则检测不到;对黑暗、恒温光照培养、自然光条件处理20d后的转基因植株分析表明,在黑暗处理的转基因植株中GUS基因无表达,而在自然光条件处理转基因植株的叶和茎中GUS基因的表达高于恒温光照培养的转基因植株。结果可为应用基因工程改良农作物品种提供理论和应用依据。     

拟南芥AtHOS10基因的克隆及其表达载体的构建

AtHOS10基因对植物冷调节起到重要作用,可以通过控制ABA合成来改变植物的脱水胁迫耐性。本文利用PCR方法从Columbia生态型的拟南芥基因组中扩增出冷调节基因AtHOS10,并插入克隆载体。序列分析表明,克隆片段长3453bp,与目前发表的序列完全一致。将pUC-AtHOS10和pBI-HEM进行酶切重组构建表达载体pBI-AtHOS10,然后将表达载体转化导入农杆菌中,为侵染烟草作准备。     

UV-B诱导拟南芥查耳酮合成酶（CHS）基因表达及其信号传导途径

应用RT-PCR技术研究了6个拟南芥（Arabidopsis thaliana）株系的查耳酮合成酶（CHS）基因转录对UV-B照射以及过氧化氢（H2O2）、D/L-NG -一甲基精氨酸（D-NAME、L-NAME）和2-苯基-l-4,4,4,4-四甲基咪唑啉-1-烃氧基-3-氧化物（PTIO）等化合物处理的响应。结果表明，在6个株系中，Fah1-2突变株UV-B伤害最为敏感，而野生型WS2对UV-B伤害耐受力最强；在15 μmol/m2/s UV-B照射2 h，CHS基因转录产物明显增加，但24 h后消失。H2O2对CHS基因转录没有显著作用，D-NAME 和L-NAME能抑制CHS在UV-B照射下表达转录的增加，而PTIO对CHS基因表达的抑制作用很弱。据此认为，CHS基因对UV-B照射响应的表达和转录不受NO和H2O2的调节     

多粘类芽胞杆菌菌株M-1启动子片段的克隆及绿色荧光蛋白的表达

应用启动子探针载体pECE7,从多粘类芽胞杆菌（Panebacillus polymyxa）菌株M-1基因组克隆到一系列启动子活性片段,通过氯霉素（chloramphenicol chloromycetin,Cm）浓度梯度筛选出Cm抗性较强的3个片段。将这3个具有启动子活性的片段与来自GFP表达载体pGFP78的gfpmut3a基因插入Escherichiacoli-Bacillus穿梭载体pHY300PLY中,获得GFP表达载体pGFP5,pGFP8和pGFP17。通过热激转化E.coliDH5α,荧光显微镜下观察到明亮的绿色荧光,表明筛选到的启动子片段具有良好的启动外源基因gfp转录的功能。同时利用此表达载体标记本实验筛选得到的生防蜡样芽胞杆菌（Bacilluscereus）菌株B905,获得了GFP标记的工程菌Bacillus cereus B905（gfp-5、gfp-8和gfp-17）,通过荧光显微镜观察,发现转入GFP表达载体pGFP5和pGFP8后,菌体有明亮的绿色荧光,而转入pGFP17的菌体荧光相对较弱。     

Expression Pattern of Ａ Recombinant Phloem-specific Promoter from Pumpkin in Transgenic Potato Plants

以本实验室构建的重组南瓜(Cucurbita moschata)韧皮部特异启动子dENP构建了植物表达载体pBdENP。利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA44O4介导转化马铃薯(Solanum tuberosum)品种Favorita，经过抗生素筛选，共获得转pBdENP和对照pBI121的抗卡那霉素马铃薯再生植株106株。通过PCR初步筛查，筛选出65株为转基因阳性植株。通过Southern blot对部分植株进一步分析,确证外源gus基因已经插入到转基因马铃薯植株的基因组中，插入拷贝数在1个或2个以上。对这些转基因马铃薯植株进行GUS染色结果表明, dENP和CaMV35S启动子一样均能驱动gus基因的表达，前者仅在马铃薯的韧皮部内特异表达，而CaMV35S启动子驱动的gus基因为组成型性表达。GUS酶活力测定结果进一步表明dENP和CaMV35S启动子驱动gus基因表达水平没有明显区别。以上结果证明dENP启动子驱动的外源基因在马铃薯中也具有韧皮部特异而高效表达的特征，从而可用于马铃薯抗病、抗蚜虫转基因研究。     

小金海棠类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)启动子的克隆与表达

为探明小金海棠(Mdus xiaojinensis)类黄色条纹蛋白基因(MxYSL5)的表达和调控机制,应用Tail-PCR技术从小金海棠中克隆了翻译起始位点上游891 bp的启动子序列.生物信息学分析表明,该启动子片段中存在光响应元件、乙烯应答元件、赤霉素响应元件、TATA-box、CAAT-box等顺式作用元件.以GFP为报告基因,构建了含MxYSL5基因启动子的植物表达载体MxYP5-GFP.将MxYP5-GFP用基因枪法转化洋葱(Allium cepa)表皮细胞,瞬时表达结果表明,该启动子能够驱动GFP在洋葱表皮细胞中的表达,可以用于MxYSL5的表达示踪.     

长爪沙鼠TLR4基因片段克隆及其在脏器中的表达和分布特征

Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是参与调节先天免疫的一类具有高度保守性的蛋白受体.为克隆长爪沙鼠(Meriones unguiculatus) TLR4基因片段,分析其在内脏组织中的分布特征,本研究通过分析比较大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)与仓鼠(Mesocricetus auratus) TLR4基因序列,选择保守区设计引物,扩增长爪沙鼠TLR4基因片段;将所得片段连接到克隆载体上,测序并使用DNASTARMeglign软件分析该序列与其他不同种属动物TLR4基因序列同源性;采用半定量PCR与免疫组织化学技术分析TLR4在正常长爪沙鼠脏器组织中的表达情况.结果显示,本研究成功克隆了长爪沙鼠TLR4基因片段(GenBank登录号:KX137123),BLAST分析比对发现,与其他鼠类的TLR4基因同源性在87.4％以上,与仓鼠的同源性较高(89.1％),与人(Homo sapiens)、猪(Sus scrofa)的TLR4同源性较低,分别为69.5％和73.1％,提示长爪沙鼠与仓鼠的亲缘关系较近,与人和猪的亲缘关系较远.半定量PCR分析结果显示,TLR4基因在长爪沙鼠心、肝、脾、肺和肾中呈差异表达,以肺脏中表达量最高,肝脏中表达量最低.免疫组化结果表明,在长爪沙鼠的肺脏和脾脏组织中可见较多TLR4阳性反应产物,在肺脏中阳性反应产物主要见于肺泡支气管上皮细胞;在脾脏中阳性反应产物主要见于脾小结周围的边缘区,淋巴小结内也可见少量分布;肾脏中偶见阳性反应产物分布,心脏和肝脏上均未检出,这与转录水平结果较一致.研究结果为探究长爪沙鼠先天免疫及其作为良好的动物感染模型提供了理论依据.     

猪Nramp1基因启动子克隆及其组织表达活性分析

Nramp1基因在猪肺泡巨噬细胞中具有较高的组织表达特异性,本研究的目的是克隆并分析猪(Sus scrofa)Nramp1基因在肺泡巨噬细胞中的特异性表达调控元件.本研究首先利用5'RACE技术确定了Nramp1基因转录起始位点,在此基础上构建了-1 327～+86 bp区域内不同长度的嵌套缺失片段,分别连接至pGL3-BASIC载体上,构建了pLUC1430、pLUC1136、pLUC840、pLUC751、pLUC487、pLUC379、pLUC274及pLUC179共8个缺失表达载体.采用脂质体转染法,与海肾荧光素酶载体共转染猪肺泡巨噬细胞、肾细胞、脂肪前体细胞和胎儿成纤维细胞,采用双荧光素酶报告系统验证了Nramp1基因不同启动子片段的表达活性,结果表明Nramp1基因核心启动子区位于-386～-173 bp.进一步比较了pLUC487[-386～+86]启动子区在巨噬细胞、猪肾细胞、脂肪细胞和胎儿成纤维细胞中的表达活性,结果表明Nramp1基因在巨噬细胞中的表达活性极显著地高于肾细胞、脂肪细胞和成纤维细胞(P<0.01),表明Nramp1基因启动子具有较高的巨噬细胞特异性.本研究获得了能够在猪肺泡巨噬细胞中特异表达的调控元件,为进一步实现外源基因在猪肺泡巨噬细胞中的特异性表达提供了基础.     

转防治软腐病基因拟南芥的获得及其抗病性研究

AHLs是细菌群体感应中的关键信号分子,参与包括导致作物软腐病的胡萝卜软腐欧文氏菌在内的许多植物病原菌致病因子的表达。AHL内酯酶能降解AHLs使其达不到临界浓度,从而阻断了病原菌的致病过程。将克隆到的AHL内酯酶基因SS10置于CaMV 35S启动子下构建双元载体,通过根癌农杆菌介导转化拟南芥。通过抗性筛选和分离比获得纯合转基因植物种子,进行了PCR及RT-PCR鉴定,证明目的基因在转基因拟南芥中整合并表达。初步抗病性实验表明,部分转基因植株具有显著的抗软腐病能力。