通过缺失大丽轮枝菌Vdku80构建其高效基因敲除受体菌株

【目的】验证大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）非同源末端连接途径关键基因Vdku80的功能,构建高效的大丽轮枝菌基因敲除受体菌株。【方法】利用常规基因敲除的方法,构建大丽轮枝菌Vdku80基因缺失的突变体菌株ΔVdku80。即将Vdku80的同源重组DNA片段（Vdku80的基因组上下游DNA片段之间连接潮霉素抗性基因）通过农杆菌介导的转化转入大丽轮枝菌,通过同源区段的重组,潮霉素抗性基因便会替换掉野生型Vdku80,从而获得突变体菌株ΔVdku80。对突变体菌株ΔVdku80的生物学表型,即生长速率、产孢量和对棉花的致病性进行测试。分别以大丽轮枝菌野生型菌株和ΔVdku80作为受体菌株,采用上述基因敲除方法测试2个几丁质合成酶编码基因ChsV和ChsVI的基因敲除效率。【结果】成功构建了Vdku80缺失突变体ΔVdku80。野生型和突变体菌株ΔVdku80在PDA培养基上的菌落形态相似,且培养8 d后菌落直径无明显差别。野生型和突变体菌株ΔVdku80产孢高峰均出现在摇瓶培养后第5天,且该时期产孢量亦无明显的变化。浓度为0.02%的MMS对野生型和突变体菌株ΔVdku80的生长均有明显的抑制作用,且抑制程度相同。接种野生型和突变体菌株ΔVdku80 4周后,棉株真叶均开始表现出萎蔫、褪绿等发病症状,野生型和突变体菌株ΔVdku80对棉花造成的病情指数分别为54.2±4.9和53.6±5.4,亦无明显变化。因此,突变体菌株ΔVdku80的生长速率、产孢量和致病性相对于野生型菌株均未发生明显变化。使用野生型菌株作为基因敲除的受体菌株,几丁质合成酶编码基因ChsV和ChsVI的基因敲除转化子在总转化子中的比例分别为44%和31%;而使用ΔVdku80作为基因敲除的受体菌株,几丁质合成酶编码基因ChsV和ChsVI基因敲除转化子在总转化子中的比例分别为94%和87%。【结论】Vdku80缺失的菌株ΔVdku80作为受体菌株可以提高其他基因的基因敲除效率,且Vdku80的缺失对大丽轮枝菌的生长速率、产孢量和致病性均无影响,因此不会干扰其他基因的敲除所带来的表型变化。Vdku80缺失的菌株ΔVdku80可作为高效的大丽轮枝菌基因敲除受体菌株。     

dGFP-GUS基因标记新疆棉花黄萎病原菌的研究

[目的]研究棉花黄萎病原菌的入侵机理.[方法]以带有潮霉素抗性筛选基因的PUCCATPH载体以及pCAMBIA1304载体作为骨架,构建trpc启动子驱动的GFP-GUS基因的新疆棉花黄萎病菌表达载体1304-P-ORF,导入农杆菌GV3101和AGL-1中.通过农杆菌介导(ATMT)法分别转入新疆棉花黄萎病原菌VD-1和VD-278中,对表达效果进行检测.[结果]筛选的潮霉素B浓度为30 μg/mL,农杆菌AGL-1对黄萎病菌的转化效率比GV3101高40;.T0代经含有潮霉素B的PDA培养基筛选,获得了T1代转基因大丽轮枝菌VD-12株,VD-2 784株.通过GUS组织染色,在转基因VD-1和VD-278的菌丝和孢子中均可观察到GUS基因的表达.对转基因黄萎菌进行PCR分子检测,均可检测到GFP和潮霉索B基因.GUS-GFP和潮霉素B基因已成功转入新疆棉花黄萎菌VD-1和VD-278中.[结论]建立了新疆棉花黄萎菌的遗传转化体系,为进一步利用GFP-GUS基因研究新疆棉花黄萎菌对棉花侵染的过程奠定基础.     

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)微菌核缺陷突变体的筛选及其侧端序列分析

为了获得大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)微菌核缺陷突变体,利用农杆菌介导转化大丽轮枝菌,共获得270个T-DNA随机插入突变体,从中筛选出了4个气生菌丝发达、不产微菌核的突变体,利用高效TAIL-PCR技术,获得了其侧端序列,结合生物信息学方法,获得4个突变体T-DNA在大丽轮枝菌基因组插入位点的基因信息。     

大丽轮枝菌VdLac基因克隆与功能分析

为探讨漆酶基因VdLac在大丽轮枝菌中的功能,克隆该基因并利用农杆菌介导的遗传转化方法和PEG介导的原生质体转化方法对VdLac进行敲除和功能回复,获得敲除和互补突变体。以野生型JY为对照,对敲除突变体和互补突变体进行生物学功能测定。结果显示,VdLac基因全长1 978bp,cDNA序列全长1 713bp,编码570个氨基酸组成的蛋白质;VdLac基因缺失突变体(△VdLac)对硝化压力更敏感,其在CM培养基上仍可产生漆酶,但产生漆酶的能力降低;表明大丽轮枝菌漆酶基因VdLac不影响菌株的营养生长、产孢、致病力以及黑色素合成。     

绿色荧光蛋白在贵阳腐霉的组成性表达

以潮霉素抗性基因hph为筛选标记,以双元载体pPK2为基本骨架,将增强型绿色荧光蛋白基因egfp置于组成型启动子PgpdA和色氨酸C终止子TtrpC之间,构建了组成性表达egfp的载体pPK2EGFP,利用根癌农杆菌介导的遗传转化法,转入贵阳腐霉(Pythium guiyangense)表达.对转化子进行RT-PCR和荧光显微镜检测,结果表明,egfp基因在贵阳腐霉转化子中能稳定表达.     

盐穗木HcGKR基因亚细胞定位表达载体的构建及定位分析

[目的]以GFP基因为报告基因,构建HcGKR基因的亚细胞定位表达载体.[方法]采用PCR方法和基因枪法.[结果]用PCR法,以pGEM- T- HcGKR质粒为模板,获得HcGKR基因的目的片段.然后将其克隆到亚细胞定位表达载体35S:GFP中,获得由CaMV35S启动子调控目的基因的35S - GFP - HcGKR融合表达载体,使目的基因能够和GFP融合同时表达.采用基因枪法将35S - GFP - HcGKR转化到洋葱表皮细胞中,暗培养24 h后,经共聚焦显微镜观察确定发出绿色荧光的位置,对HcGKR基因进行亚细胞定位.[结论]构建的亚细胞定位表达载体可在植物细胞中表达,通过洋葱细胞中绿色荧光的位置确定目的基因定位在细胞膜上,为进一步盐穗木HcGKR基因的功能奠定了理论基础.     

根癌农杆菌介导的新暗色柱节孢菌遗传转化

火龙果是一种新兴的热带水果,随着种植面积的不断增大,病害问题日趋严重,其中危害最大的是火龙果溃疡病,导致火龙果溃疡病的病原菌为新暗色柱节孢菌（Neoscytalidium dimidiatum）。为了研究新暗色柱节孢菌的遗传变异与基因功能,必须建立有效的遗传转化体系,但目前国内外未见相关报道。本研究通过构建含有gpdA启动子、绿色荧光蛋白（green fluorescent protein）和潮霉素（Hygromycin）抗性基因为筛选标记的双元表达载体,对新暗色柱节孢菌的孢子进行根癌农杆菌介导的遗传转化,成功获得了阳性转化子。通过荧光显微镜观察表明,阳性转化子菌丝能够产生绿色荧光,野生型菌丝不能产生绿色荧光;PCR检测证明了转化子基因组中整合了潮霉素抗性基因。因此,本研究成功实现了根癌农杆菌介导下绿色荧光蛋白基因在新暗色柱节孢菌中的稳定遗传表达,为研究新暗色柱节孢菌对火龙果溃疡病的致病机制奠定了技术基础。     

一个抗旱/抗寒基因过表达载体构建及转基因植株的筛选鉴定

[目的]进一步研究LWT1基因在调控低温和干旱应答中的功能,构建拟南芥LWT1基因过表达载体,获得相应的转基因株系.[方法]以野生型拟南芥的cDNA为模板,利用PCR扩增LWT1基因全长,将该基因连接到pART27载体上.将获得的重组载体转化至农杆菌菌株GV3101,通过浸花转化法将LWT1重组载体转化到拟南芥野生型植株中,利用转基因筛选与遗传鉴定获得LWT1转基因阳性植株.[结果]LWT1基因CDS全长990 bp,PCR电泳结果一致,测序比对结果正确.通过抗性筛选和分子鉴定获得转基因植株.[结论]LWT1过表达载体构建成功并获得相应的转基因株系,为进一步研究该基因的分子机制奠定基础.     

水稻OsWRKY78与GFP融合基因的拟南芥转化及亚细胞定位

[目的]确定OsWRKY78蛋白在植物中的定位。[方法]根据GenBank数据库中OsWRKY78全序列设计引物,进行OsWRKY78的RT-PCR扩增,克隆了OsWRKY78基因,将该片段与带绿色荧光蛋白(GFP)基因的质粒载体pBinGFP重组,并对重组载体进行菌液PCR和酶切验证,最后利用农杆菌介导的花蕾浸泡法将重组载体转化到拟南芥中,对其亚细胞定位进行研究。[结果]试验克隆得到了pBinGFP-OsWRKY78重组载体,经菌落PCR与酶切检测表明构建的表达载体正确,其转化到拟南芥中后得到了转基因植株,荧光显微镜检测结果表明,OsWRKY78基因表达产物主要定位在细胞核中。[结论]该研究结果为深入研究OsWRKY78基因的功能及其在相关信号传导中的作用奠定了基础,也为进一步研究OsWRKY78基因与褐飞虱之间的关系提供了理论依据。     

农杆菌介导的pCB302-3载体在本氏烟中瞬时表达条件优化

以GFP为报告基因构建植物表达载体pCB302-3-GFP,采用农杆菌叶片注射法对其在本氏烟叶片中瞬时表达条件进行优化。分析基因沉默抑制子p19、菌液不同浓度以及侵染时间对GFP荧光强度的影响,结果显示,当农杆菌菌液D600为0.8~1.0并与含有p19基因的载体共注射条件下,农杆菌注射3~5d后本氏烟草叶片表现出很强的绿色荧光,实现了GFP在本氏烟草中的高效瞬时表达。