大豆凝集素和脂肪氧化酶双价RNAi表达载体的构建及其遗传转化

【目的】应用RNA干扰技术,同时抑制大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)基因在种子中的表达,改良大豆营养品质,为培育优质大豆材料奠定基础。【方法】根据RNAi原理,酶切获得Lox目的片段,构建以除草剂Bar基因为筛选标记、种子特异性启动子P7αP启动SBA和Lox双干扰的pCAMBIA3301-SBA-Lox(pSBA-Lox)干扰表达载体,并通过农杆菌介导法转化大豆(品种为吉农28),采用PCR、Southern杂交和实时荧光定量PCR对转基因植株进行检测。【结果】质粒PCR和酶切鉴定结果表明,双价RNAi植物表达载体pSBA-Lox构建成功。将其转入到大豆中,对转化植株进行PCR、Southern杂交检测,结果显示,外源基因以单拷贝形式整合到植物基因组中,并能遗传给后代。T1代转基因植株的实时荧光定量PCR分析显示,转基因植株中SBA基因和Lox基因在籽粒中的表达量比未转化受体植株均明显降低,SBA基因表达量降低了35.9%~47.2%,Lox基因表达量降低了32.8%~56.1%,而在幼嫩叶片中的表达量相比对照植株变化不大。【结论】获得了大豆凝集素和脂肪氧化酶表达量均明显降低的T1代转基因大豆。     

RNAi干扰的F3H基因转化大豆的研究

利用根据RNAi技术构建的干扰黄烷酮-3-羟化酶基因(F3H)的载体pF3Hi330,通过农杆菌介导辅助抽真空的大豆茎尖转化法和花粉管通道法将pF3Hi330载体整合到大豆基因组中,获得转基因阳性植株4棵,抗性植株经PCR检测,初步证明外源目的基因已整合到大豆基因组中。同时,对转基因阳性植株异黄酮含量进行测定,显示异黄酮含量得到一定的提高。结果表明更多的前体流向异黄酮合成的分支途径,达到提高大豆异黄酮含量的目的。     

大豆RACK1基因RNAi载体构建及植株转化

[目的]筛选大豆RACK1基因的RNAi突变体,为研究RACK1基因在大豆生长发育过程的调控作用提供依据.[方法]采用RT-PCR克隆大豆叶片RACK1基因核心保守序列片段,以植物表达载体pCAMBIA 1301为基本载体,构建抑制大豆RACK基因表达的RNAi载体.通过农杆菌介导转入大豆子叶节,经潮霉素筛选转基因植株,利用PCR、Southern blot及RT-qPCR进行转基因植株检测.[结果]克隆获得大豆RACK1基因核心保守序列片段432 bp;将该基因片段连接到pCAMBIA1301表达载体内含子两侧,通过酶切分析,RNAi载体构建正确.通过农杆菌介导,将该载体转入大豆中黄13号,获得23个转基因大豆株系;经PCR和Southern blot检测,确定大豆RACK1基因RNAi片段已融合到大豆基因组中.经定量RT-qPCR分析,不同转基因大豆株系RACK1基因mRNA的表达量具有明显差异,其在株系5的表达量最高,为对照的68.5%;株系7最低,降至对照的19.9%.[结论]成功构建了大豆RACK1 RNAi表达载体并导入大豆基因组中,获得23个农杆菌介导的RACK1 RNA干扰表达的大豆转基因植株,为研究RACK1基因在大豆生长发育过程中的功能和作用奠定了基础.     

NtSKP1基因的RNAi载体构建及对烟草的转化

根据枯斑三生烟草SKP1基因(NtSKP1)的序列,设计二对分别含有特定酶切位点的特异引物,以重组质粒pMD18-SKP1为模板,分别扩增目的基因的正反向片段(约473 bp)。将反向目的片段插入中间载体pHANNIBAL内含子右侧,正向目的片段插入该载体内含子左侧,再经NotⅠ酶切回收约3 916 bp目的片段,插入到双元载体质粒pART27中,成功构建了含NtSKP1基因片段正反向重复序列的植物表达载体pART27-skp1sa。将pART27-skp1sa质粒导人根癌农杆菌LBA4404中并转化烟草叶片细胞,经选择分化培养,获得转基因烟草。     

蟠桃磷脂酶D基因RNAi表达载体构建

[目的]构建蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体.[方法]以英格尔蟠桃为材料,将CTAB改良法提取的蟠桃总RNA反转录成cDNA作为模板,通过RT - PCR扩增约347 bp的保守片段,将目标片段插入到pSK - int中间表达载体中,获得pSK - PLD - RNAi中间表达载体,然后将其转入植物双元表达载体pCAMBI1301中,构建该基因的shRNAi表达载体pCAMBIA - PLD - RNAi.[结果]经限制性内切酶酶切和测序鉴定证明蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体pCAMBIA - PLD - RNAi已构建成功.[结论]蟠桃磷脂酶D基因的RNAi表达载体的构建为进一步通过RNAi技术延长蟠桃果实的贮藏寿命奠定了基础.     

虎杖PcPKS1基因RNAi载体的构建

虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.)是富含芳香族聚酮化合物的药用植物,Ⅲ型聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)对芳香族聚酮化合物的合成起重要作用。为了研究虎杖Ⅲ型聚酮合酶基因Pc PKS1的功能,分别选取Pc PKS1基因的编码区保守序列(574 bp)和3′端非编码区特异序列(209 bp)作为干扰片段。将选定的干扰片段,分别以正向和反向插入到p YLRNAi载体中GUS基因内含子的两侧,以形成hp RNA表达盒,成功构建了以组成型Ca MV35S为启动子,以潮霉素抗性为筛选标记的RNA干扰表达载体p YLRNAi-CDS和p YLRNAi-UTR,并将载体导入农杆菌LBA4404中。     

花生油酸脱氢酶基因RNAi表达载体的构建

根据克隆的花生油酸脱氢酶基因序列,选取高度保守的260 bp片段,插入植物双元表达栽体pFGC1008中,构建完成具有反向重复序列的pFGC/2nd表达栽体,利用RNAi以抑制内源目的基因表达,为获得高油酸亚油酸比值的花生种质奠定基础.     

非抗性RNAi载体及沙门氏菌递送系统的构建

为了获得一种新型、高效、安全的s iRNA片段的递送系统,应用PCR方法扩增的RNA i-R eady pS IREN-R etroQZsG reen载体中包含了U 6启动子的3.6 kb的产物,特产物与限制性内切酶B g lⅡ酶切平衡致死系统质粒PYA 3334所得的1.8 kb携带链球菌asd基因的DNA片段相连接,转化X 6212感受态细胞,通过平衡致死系统和抗性筛选得到非抗性的目的克隆。结果成功构建了非抗性RNA i载体,命名为pS IREN-A SD ZsG reen,并将此转化X 4550,最终获得稳定性的递送系统。该载体及减毒鼠伤寒沙门氏菌递送系统为今后RNA i干扰技术应用于动物病毒性疾病预防和控制的研究及转基因生物工程产品的研制打下了基础。     

甘蓝脯氨酸脱氢酶基因克隆与RNAi表达载体构建

通过RT-PCR、同源克隆和RACE等方法由甘蓝总RNA扩增得到了甘蓝脯氨酸脱氢酶基因cDNA全长(1 719 bp),其中包含了一个1 497 bp的完整开放阅读框,编码498个氨基酸,与已发表的十字花科植物ProDH基因均具有85%以上的同源性。在此基础上设计并克隆干扰片段,利用酶切连接的方法将该基因干扰片段正反向插入到载体pFGC-1008的GUS内含子两侧,经限制性内切酶酶切和测序鉴定,证明植物表达载体pFGC-gPDH已构建成功,为进一步研究该基因的功能创造了条件。     

高羊茅春化基因RNAi表达载体的构建

[目的]用RNAi干扰技术沉默高羊茅FaVRN1。[方法]将拟南芥内肌动蛋白含子（145bp）插入到表达载体pBI121已构建能形成发夹的中间载体。设计带有限制性内切酶位点的特异性引物,扩增高羊茅春化基因351bp长的外显子靶标序列,限制性酶切后以正向和反向插入到RNA干扰中间载体内含子两端,构建带发夹结构的RNA干扰表达载体。[结果]双酶切结果表明内含子（145bp）已成功连入表达载体。PCR和酶切验证证实目的基因（351bp）已连入中间表达载体。[结论]该研究为培育RNAi转基因开花抑制型高羊茅新品种奠定基础。     

甘蓝型油菜Δ12-油酸去饱和酶基因RNAi载体的构建

通过基因工程手段抑制甘蓝型油菜Δ12-油酸去饱和酶(delta-12 oleate desaturase FAD2)基因的表达,从而使油酸脱饱和产生亚油酸的步骤受阻,达到富集油酸,减少多不饱和脂肪酸含量的最终目的。依据植物RNA干扰的原理和研究中用于构建RNAi载体的基本经验,选择油菜fad2基因片段(510bp)分别以反向和正向的形式插入到油菜napin启动子下游,并在反向和正向插入的基因片段之间即间隔区导入1个来源于豌豆的rbcS-3C基因内含子(83bp)及其剪切位点之前5bp、之后4bp片段。组装完成的fad2RNAi载体转入到植物双元表达载体pCAMBIA3301,植物筛选标记基因采用抗灭生性除草剂PPT的选择基因bar及报告基因gus,从而构建成以甘蓝型油菜fad2基因为靶标的RNAi植物表达载体pCAMBIA3301-fad2i。     

花粉育性基因MS2的克隆与RNAi载体构建

［目的］研究MS2基因的功能。［方法］采用RT-PCR克隆棉花花粉育性（MS2）基因cDNA片段,将MS2反义基因、与陆地棉chinase基因第一个内含子和MS2正义基因3个片段串联在一起,经鉴定后,插入到植物表达载体中PBI121中。［结果］成功构建了MS2基因的RNAi载体p35S12MSIn。［结论］该载体的构建为棉花不育材料的遗传转化创造了条件。     

甘蓝型油菜△^12-油酸去饱和酶基因RNAi载体的构建

通过基因工程手段抑制甘蓝型油菜△^12-油酸去饱和酶（delta-12 oleate desaturase FAD2）基因的表达，从而使油酸脱饱和产生亚油酸的步骤受阻，达到富集油酸，减少多不饱和脂肪酸含量的最终目的。依据植物RNA干扰的原理和研究中用于构建RNAi载体的基本经验，选择油菜fad2基因片段（510bp）分别以反向和正向的形式插入到油菜napin启动子下游，并在反向和正向插入的基因片段之间即间隔区导入1个来源于豌豆的rbcS-3C基因内含子（83bp）及其剪切位点之前5bp、之后4bp片段。组装完成的fad2 RNAi载体转入到植物双元表达载体pCAMBIA3301，植物筛选标记基因采用抗灭生性除草剂PPT的选择基因bar及报告基因gus，从而构建成以甘蓝型油菜fad2基因为靶标的RNAi植物表达载体pCAMBIA3301-fad2i。     

FaDREB1基因RNAi的植物表达载体的构建

以pMD18-T-FaDREB1为基础,构建了由35s启动子调控的FaDREB1基因RNAi的植物表达载体pART27-FaDREB1(1)-FaDREB1(2),并通过冻融法将重组质粒导入根癌农杆菌LB4404中。对于研究RNAi的机理和应用以及研究DREB类转录因子基因的功能和应用具有重要的理论价值。     

拟南芥血红蛋白1（AtGLB1）超量表达载体和RNAi表达载体的构建及转化

为研究拟南芥血红蛋白1基因(AtGLB1)的功能,将AtGLB1基因构建入超表达载体pMD和RNAi载体pZYI中,并采用花序浸染法将重组质粒转化拟南芥Columbia得到了转基因植株。对超表达株系和RNAi株系的纯合体进行Northern分析,结果表明:超量表达的拟南芥株系中AtGLB1的表达水平比野生型高很多,而表达被抑制的RNAi株系中几乎检测不到AtGLB1基因的表达。这些AtGLB1表达水平不同的拟南芥株系的获得可为该基因功能的后续研究以及在农业生产中的应用奠定一定基础。     

植物RNA干扰表达载体构建方法的研究

从传统酶切—连接、同源重组、PCR技术为基础结合酶切—连接等方法,对近年来植物RNA干扰表达载体的最新构建方法进行综述。     

百合GBSS基因RNAi载体构建

为研究GBSS基因在百合鳞茎形成及发育过程中影响鳞茎淀粉合成代谢的作用机理,构建干扰GBSS基因的RNAi载体为其在转录水平沉默表达提供材料。从百合鳞片克隆GBSS基因300 bp的保守序列,通过BP与LR反应将该序列正反向连接到干扰载体pJawohl8-RNAi中,经过酶切反应鉴定所构建RNAi表达载体的正确性。实验成功构建pDONR221-GBSS入门克隆与pJawohl8-RNAi-GBSS表达载体,为在百合鳞茎淀粉合成代谢途径中研究GBSS基因功能及对鳞茎发育的影响提供了材料与思路。     

RBSDV-S10基因和SCMV-CP基因双价植物表达载体的构建

克隆了水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）的外壳蛋白S10基因的片段和甘蔗花叶病毒（SCMV）的外壳蛋白CP基因的片段,将两个片段在pMD18-T Simple Vector上连接起来。获得的S10-CP片段全长为830bp,将其分别以正向和反向插入植物表达载体pMCG161,构建了含两种不同病毒来源基因的RNAi植物表达载体pMCG161-CP10,为进一步转化玉米,探索利用RNAi技术同时防治玉米矮花叶病和玉米粗缩病奠定了基础。     

芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建

花青素还原酶(ANR)是原花青素生物合成的关键酶,对种皮色素的积累起重要作用。黄子是油菜的重要优质性状,但甘蓝型油菜中其基因型缺乏,表型不稳定,分子机理不清。该实验克隆了芸薹属ANR基因家族的RNA干扰片段BANRI,将其反义片段、正义片段采用NcoI+AatII、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pFGC5941M-BANRI(简称为pBANRI),复合PCR鉴定表明载体构建成功,并转化根癌农杆菌菌株LBA4404,获得工程菌株。pBANRI的构建有助于揭示芸薹属物种种皮色素合成的机理,探索对油菜等植物种皮色素进行分子育种的可能性。