外源抗草甘膦EPSPs基因在大豆基因组中的整合与定位

通过基因特异引物扩增和免疫层析试纸法分别对转基因大豆中外源EPSPs基因和其编码的蛋白进行检测,结果表明,EPSPs基因不仅已整合到大豆基因组中,而且EPSPs蛋白可以正常表达。利用染色体步移法获得了转基因大豆插入位点的侧翼序列,序列比对表明35S上游的大豆DNA序列起始于Gm02:7912740,NOS下游的大豆DNA序列起始于Gm02:7777705。在本研究检测序列范围内发现插入位点两侧不同位置有3个不同的未知片段、2个大豆基因组序列倒位,同时发现2个大豆基因组片段丢失。外源基因不是以点插入方式整合,而是导致大豆基因组约135kb片段的移位;NOS下游大豆基因组序列发生重排,导致一个编码HEC1和HEATrepeat两个功能域的基因(Glyma02g09790)结构受到影响,首次发现该基因在ABA和PEG处理时下调表达,推测该基因通过ABA信号通路参与胁迫应答。本研究通过对抗除草剂EPSPs基因在大豆基因组中的插入位点分析,明确了外源EPSPs基因在大豆基因组中的整合、定位及其侧翼序列,为转基因大豆安全评价提供了依据。     

转基因水稻BarKasalath-01事件特异性检测

利用hi TAIL-PCR方法研究了转基因水稻Bar Kasalath-01中外源基因在基因组上插入位点的序列特征,获得了外源基因T-DNA右边界旁侧序列511 bp,与水稻基因组数据库比对发现,外源基因插入位点位于水稻基因组第8号染色体的第3 326 720处。根据整合位点水稻基因组序列和外源基因T-DNA左边界序列设计引物,扩增得到了左旁侧序列783 bp。基于左右旁侧序列,建立了转基因水稻Bar Kasalath-01的事件特异性定性PCR检测方法,扩增片段分别为783 bp和411 bp。该方法特异性强、灵敏度高,能够在Bar Kasalath-01基因组DNA含量为0.1%的模板中检测出转基因成份。依据旁侧序列,还建立了快速鉴定转基因后代植株基因型的3引物PCR检测方法。这些方法的建立,实现了对转基因水稻Bar Kasalath-01转化事件的特异性检测。     

转GbVe1基因在棉花基因组中的整合与定位分析

【目的】明确转GbVe1基因棉花的插入位点序列特征。【方法】Southern杂交筛选低拷贝基因插入的转基因棉花株系,以hiTAIL-PCR(Polymerase chain reaction)获取其T-DNA侧翼序列,然后根据获得的T-DNA侧翼序列设计特异PCR引物,验证插入位点的准确性。【结果】Southern杂交候选了T-DNA低拷贝插入的3个转基因棉花株系,hiTAIL-PCR分离到RB端侧翼序列(119~1 018 bp)、LB端侧翼序列(243~516 bp);侧翼序列的AT碱基含量在63%以上。转基因株系7/100826-152和12/100826-393插入位点都位于Gohir.D01G157600.1内含子上。转基因株系1/w-ch14插入位点分别位于Gohir.D01G157600.1内含子和A12染色体的基因间隔区中。T-DNA在Gohir.D01G157600.1内含子的插入事件造成了21 bp碱基的基因组序列缺失。T-DNA到侧翼序列的PCR产物证明Gohir.D01G157600.1上的插入位点真实可靠。【结论】hiTAIL-PCR获取了转GbVe1基因棉花的T-DNA侧翼序列,提供了T-DNA插入位点位于Gohir.D01G157600.1基因内含子的特异性检测引物。     

转基因克隆牛外源基因整合位点的研究

整合位点的侧翼序列是外源基因表型研究和功能探讨的前提条件,对目的基因的正常转录和表达有着重要影响。本试验利用热不对称交措式PCR（Thermal Asymmetric Interlaced PCR,TAIL-PCR）的方法克隆了目的基因。结果表明：外源基因整合到牛的12号染色体基因组克隆(NW_003104315.1)中。分析了整合位点的纯合性发现转基因牛为整合位点杂合子。TAIL-PCR法能够有效、快速的鉴定外源基因在基因组中的整合位置,具有良好的应用前景。     

转基因高油酸油菜T-DNA插入拷贝数及整合位点分析

为获得转基因高油酸油菜T-DNA插入拷贝数及整合位点相关信息,本研究应用地高辛标记的NPTII基因片段为探针,与经BamHI酶切的转基因甘蓝型油菜高油酸株系W-4的T2代单株的基因组DNA进行Southern杂交。结果显示:W-4的T2代单株的基因组含有一个T-DNA拷贝。用3到4个根据载体pCNFIRnos序列设计的嵌套特异性引物分别与简并引物组合进行TAIL-PCR反应,扩增得到转基因油菜T-DNA插入位点的左、右边界旁侧序列。经分析右边界旁侧序列长度为470bp,其中180bp为载体序列,290bp为W-4的基因组序列;左边界旁侧序列长度为641bp,其中365bp为W-4的基因组序列,276bp为载体序列。序列比对结果发现该转基因事件中,T-DNA左边界序列完全整合到油菜基因组中,仅有1个碱基由G转换成了A。而右边界则缺失了包括RBborder在内的62个碱基。结果表明:转基因高油酸油菜T-DNA的整合是一次无其他额外载体序列的整合。blast分析获得的与左右边界相连的油菜基因组序列,未检索到与之高度同源的序列,推测T-DNA插入位点可能位于油菜基因组非编码区。综上所述,本研究分析了转基因油菜W-4基因中T-DNA拷贝数、整合特点和旁侧序列,研究结果为转基因油菜的生物安全性评价以及转基因高油酸油菜的检测提供重要的基础信息。     

基于高通量测序技术的转基因玉米GM11061分子特征研究

鉴定外源DNA片段在受体基因组中的插入位点、整合序列与拷贝数信息是转基因植物安全评价体系的关键环节。传统的转基因植物分子特征鉴定技术繁杂费力、耗时低效且具有一定的局限性。本研究利用基因组重测序技术与实验室自建的数据分析流程,针对转基因玉米GM11061开展了分子特征鉴定研究,结果表明:外源DNA片段仅插入受体基因组一个拷贝,位于5号染色体198,621,57～198,621,620 bp之间,不含载体骨架序列,并通过Sanger测序验证了其上下游结合位点。测序数据量梯度分析显示,最低～5×的重测序原始数据可实现该整合位点的鉴定。本研究证实Illumina高通量测序技术与配套的数据分析方法结合可实现简易、快速、精准的植物分子特征鉴定研究。本研究结果有助于植物功能基因组学基础研究,同时也为转基因安全评价体系的完善提供技术支撑。     

转基因玉米MON88017旁侧序列分析及定性PCR检测

采用基因组步移法和巢式PCR方法研究转基因玉米MON88017外源基因插入位点旁侧序列特征,获得了外源基因插入位点的左边界旁侧序列504bp,包括336bp的插入载体序列和168bp的玉米基因组序列。根据此旁侧序列,设计MON88017转化事件特异性引物并进行定性PCR扩增,扩增片段为446bp,建立了转基因玉米MON88017转化体特异性检测方法。该方法特异性强、灵敏度高(0.1%),为转基因玉米品种MON88017进出口检测和标识检测提供了技术基础。     

玉米Gln1-4的gDNA序列、基因结构、保守功能域与等位变异

本研究旨在分离玉米谷氨酰胺合成酶(GS)家族重要成员Gln1-4 gDNA序列全长,分析基因结构、保守功能域与自然等位变异,为氮利用效率功能位点关联性分析奠定基础。利用PCR步移(walking)方法分离Gln1-4基因区域基因组DNA序列,用生物信息学方法分析基因结构与保守功能域,测序与序列比对法分析重要区域自然等位变异。结果表明,分离得到自交系Mo17 Gln1-4区域gDNA 3 724 bp,起始密码子至终止密码子序列长2 858 bp,登录到GenBank (登录号为EU369651), 并注释。Gln1-4基因含10个外显子与9个内含子,18个剪接位点均为保守的5'供位GU与3'受位AG模式。编码的GS蛋白由356个氨基酸组成,分子量39.2 kD,等电点(pI)为5.202。氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构保守功能域;羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶活性保守功能域。Gln1-4与Gln1-3基因相比,在DNA序列、氨基酸序列、基因结构、保守功能域均很保守,氨基酸序列一致性达98.31%。52个玉米自交系的Gln1-4等位变异分析中,共鉴定出318个等位变异位点,其中242个SNP,45个Indels,占90%。该基因氮利用效率功能关联性分析区间应位于氨离子结合功能域与ATPase活性保守功能域中重要的变异位点,18个剪接位点。     

基于重测序鉴定SbHKT基因在陆地棉基因组中的插入位点

【目的】明确SbHKT基因棉花HKT-1株系的插入位点序列特征。【方法】对HKT-1株系重测序,本地BlastN比对获得插入位点处的侧翼序列,设计聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)特异引物验证插入位点的准确性。【结果】获得SbHKT基因插入位点处107 bp的左边界(Left border,LB)端侧翼序列HKT1_LSEQ,122 bp的右边界(Right border,RB)端侧翼序列HKT1_RSEQ;锚定基因组后显示SbHKT基因的插入引发了陆地棉染色体结构变异。分别根据LB和RB端侧翼序列设计PCR特异引物扩增HKT-1株系T-DNA全长,目的条带含有完整的T-DNA骨架序列以及Sb HKT基因序列,证实HKT1_LSEQ和HKT1_RSEQ是同一个插入位点的左右侧翼序列。【结论】基于重测序技术获得了Sb HKT基因在陆地棉基因组中的侧翼序列,建立了SbHKT基因转化体特异性检测方法。     

大豆耐铝毒候选基因GmSTOP1的克隆与表达分析

酸性土壤中的铝毒害是限制作物生长和产量的主要因素之一。拟南芥中的At STOP1(Arabidopsis thaliana sensitive to proton rhizotoxicity 1)是一个调控多种铝毒耐受机制相关基因表达的转录因子,在拟南芥耐铝毒中发挥重要作用。为研究大豆中STOP1-like基因的表达特性,本研究利用RT-PCR从耐铝毒大豆品种科丰1号中克隆了一个位于第16染色体的STOP1-like基因,命名为Gm STOP1。该基因的编码区(coding DNA sequence,CDS)序列长度为1566 bp,编码521个氨基酸。在Gm STOP1起始密码子上游1500 bp的核苷酸序列区间预测到多种顺式作用元件,包括与激素、热、逆境响应等相关的应答元件,如ABRE、HSE、TC-rich重复序列等。蛋白质结构预测表明Gm STOP1不具有跨膜结构和信号肽,含有4个保守的Cys-2-His-2锌指蛋白结构域。系统进化分析显示Gm STOP1与菜豆(Phaseolus vulgaris)中的STOP1-like蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位结果显示Gm STOP1定位于细胞核,说明Gm STOP1蛋白可能在细胞核中发挥其功能。Gm STOP1基因在种子中的相对表达量最高,在根、茎尖分生组织、茎、叶、花、荚等多种组织中也均有表达。用25μmol L–1 Al Cl3溶液处理大豆幼苗,Gm STOP1基因在根中上调表达,24 h达到最高相对表达量,约为对照(0μmol L–1 Al Cl3)的9.2倍,表明该基因的表达受铝离子的诱导。此外,ABA、Na Cl和PEG等胁迫也能诱导大豆根和叶中Gm STOP1基因的上调表达。由此推测Gm STOP1基因可能参与大豆对铝毒、高盐和渗透等非生物胁迫的应答过程。     

大豆遗传转化及转基因大豆安全性研究进展

转基因大豆是世界上最早商品化、推广应用速度最快的转基因作物,但其遗传转化仍然是基因工程领域的难点之一,如何建立高效稳定的遗传转化体系是转基因大豆的研究重点,同时随着转基因大豆走上人们的餐桌,关于其安全性也引起了人们的质疑。为此,概述了大豆遗传转化的几种方法,对转入大豆的外源基因进行了分析,并从环境安全和食品安全两大方面探讨了转基因大豆的安全性问题。     

转基因大豆种子、豆粕定性PCR检测方法的研究与应用

利用定性PCR检测方法,以大豆凝集素基因(Lectin)为内标基因,检测了转基因大豆种子、豆粕中的四个外源基因:35S-CTP基因、Cp4-epsps基因、nos终止子基因、CaMV35S启动子基因,并通过酶切(XmnI)验证试验验证了定性PCR检测结果的准确性,建立了定性PCR检测转基因大豆种子、豆粕的方法,利用市场上抽检到的大豆种子、豆粕样品,进行了实际检测工作.     

转基因大豆食用安全性评价研究现状

由于基因工程技术的迅速发展,应用于食品工业中产生了转基因食品,但是转基因食品的食用安全性一直受到人们的质疑。介绍了转基因大豆在食用中可能产生的安全性问题,并总结了这些问题的安全性评价和检测方法。     

东盟国家大豆种植及其大豆产品进出口结构分析

为了更好的开展大豆科研工作,本研究对1996—2019年间东盟国家大豆种植规模和2010—2019年间东盟国家的大豆、豆油、豆粕的进出口贸易额数据进行统计分析。结果发现东盟十国的马来西亚、新加坡和文莱未种植大豆,因此本研究中的东盟国家指的是缅甸、老挝、越南、泰国、柬埔寨、菲律宾、印度尼西亚这7个东盟国家（以下简称“东盟七国”）。东盟七国的大豆总收获面积、总产量呈下降的趋势（但缅甸、老挝和柬埔寨的大豆收获面积和总产量总体上升）,东盟七国的大豆平均单产总体提高。2010—2019年间,东盟七国大豆、豆油和豆粕的进出口贸易额都在大幅增长,但均呈贸易逆差;其中豆粕进口贸易额占比最大、进口依赖度高。东盟七国的进口大豆和豆粕来源国主要是转基因大豆生产大国;大豆是东盟七国的主要出口类型,且主要出口目的地为欧盟、中国和日韩等地区。东盟七国大豆、豆油、豆粕自中国进口贸易额均下降,出口中国的大豆和豆油贸易额均上升,但几无豆粕出口。建议云南省农业科学院在科技力量和品种资源优势的基础上,进一步加大与东盟七国的科研技术合作与投入,开展秋大豆科技联合攻关,并进行产业化开发示范和替代种植。本研究对维护中国大豆进口来源国多元化和区域粮食安全具有十分重要的意义。     

大豆GmHKT6;2基因的克隆与表达特性分析

为探明大豆中HKT蛋白基因的耐盐作用机理,从耐盐大豆材料中克隆到GmHKT6;2基因完整的cDNA序列,GmHKT6;2基因的开放阅读框(ORF)全长1 644 bp,编码547个氨基酸。序列比对与进化树分析表明:GmHKT6;2是大豆中的一个新HKT蛋白基因;GmHKT6;2基因在大豆的根、茎及叶中均能表达,150 mmol/L NaCl处理后,该基因在大豆根、茎及叶中的表达被强烈诱导并高效表达。结构域分析结果表明:大豆GmHKT6;2基因拥有10个可能的跨膜结构域(TMD)和阳离子转运蛋白保守结构域,推测其是通过调节相关阳离子的转运来调控大豆的耐盐性。     

转基因大豆技术发展动因探析

笔者以转基因大豆为例初步探讨了推动转基因大豆技术发展的内在动力和外部因素。转基因大豆技术在今天取得的巨大成就是多种因素作用的结果：第一、转基因大豆技术较之传统大豆的比较优势推动了其快速发展;第二、增进多个群体的经济利益以及国内外市场的需求是转基因大豆发展的外在动力;第三、不断完善的专利制度为转基因大豆技术的发展提供了有力保障。由此可见,转基因大豆技术的产生和发展有其历史必然性。尽管目前关于转基因大豆及其食品在各个不同的国家产生了激烈的争议,一定程度上影响了它的快速发展,但转基因大豆技术未来发展前景广阔。     

大豆CML38-like基因的克隆及表达载体构建

类钙调蛋白(CaM-likeprotein,CML)在植物抵抗逆境中发挥了重要的作用,因此研究CML基因是植物抗逆分子育种的一个重要分子基础。本实验室在前期工作中筛选得到1个片段大小为264 bp的大豆CML基因,对该基因序列设计特异性引物,利用PCR技术对该基因进行扩增,并获得大小为264 bp的片段,利用无缝克隆技术连接到pMD18T载体上,获得克隆载体。通过对该基因的核苷酸序列分析,在NCBI上发现该基因序列与大豆Calcium-binding protein(CML38-like)基因序列相似度为98.53%。目前对CML38-like基因的功能还未见报道,本研究根据克隆测序得到的基因序列构建系统进化树并分析,随后对该基因的蛋白质二级结构和蛋白质三级结构进行预测,发现该基因可能对大豆抗旱有着一定的影响。最后通过克隆载体构建CML38-like基因的过表达载体以及RNA干扰表达载体。本研究为鉴定大豆CML38-like基因的功能和了解该基因对大豆的非生物胁迫反应的影响提供了理论依据。     

转基因耐除草剂大豆A2704-12定性PCR检测方法研究

本研究建立了转基因耐除草剂大豆A2704-12定性PCR检测方法.根据A2704-12转化体外源插入片段5'端与大豆基因组连接区序列设计特异性引物,以大豆内源基因Lectin为内标,从A2704-12转化体中特异性扩增出239 by大小的特异性目的片段.同时对该方法特异性和灵敏度进行测试,结果显示:该方法能检测出A27...     

实时荧光PCR技术定量检测转基因大豆方法的研究

以转基因大豆Roundup Ready为材料，通过特异性引物和探针，对转基因大豆中外源基因cp4-epsps进行了定量检测。研究发现Taqman荧光探针法和SYBR荧光染料法均可作为转基因大豆定量检测的方法，但前者比后者具更高的检测灵敏度和精确度，其检测阈值可降到0.05%，变异系数为0.09%~0.53%。在此基础上，建立和优化了Taqman探针实时荧光定量PCR检测技术体系，有助于提高转基因作物及产品的生物安全性定量检测的准确度和可靠性。     

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.