油菜叶绿体多顺反子定点整合表达载体的构建

根据拟南芥叶绿体基因组序列设计PCR引物,从我国甘蓝型油菜栽培品种F4叶绿体基因组中克隆了长度为1.5kb的trnI和trnA2个基因序列,核酸序列分析表明它们与拟南芥基因的同源性高达94%和99%,这两个克隆的油菜叶绿体基因组序列trnI和trnA被用于构建叶绿体定点整合表达载体。利用烟草叶绿体基因强启动子Prrn和终止子TpsbA,以及筛选标记基因aadA和目的基因HSA,构建了多顺反子表达盒Prrn-aadA-HSA-TpsbA,将表达盒置于油菜叶绿体trnI和trnA序列之间,最后构建成油菜叶绿体多顺反子定点整合表达载体pIPaHTA。酶切鉴定及序列分析证实,构建的表达载体具有预期的调控元件及结构,这为后期油菜叶绿体转化体系的建立奠定了基础。     

猪链球菌2型纤连蛋白/血纤蛋白原结合蛋白 全基因的克隆及融合表达

采用发表的引物对,以猪链球菌2型（Streptococcus suis type 2）江苏分离株HA9801的基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增纤连蛋白/血纤蛋白原结合蛋白基因fbps（GenBank登录号为AY565303）克隆于pMD-T18载体构建成载体pMD-T-fbps.经内切酶酶切和测序鉴定后,将由pMD-T-fbps内切酶切下的片段定向克隆于表达载体pET-32a（＋）,得到重组质粒pfbps.将重组质粒pfbps转化大肠杆菌（Escherichia coli）BL21株,经IPTG诱导,可高水平地表达相对分子量为83 kD的融合蛋白.配体印迹结合试验表明,表达的融合蛋白可与人纤连蛋白结合.     

苏云金杆菌营养期杀虫蛋白vip3A-LS1基因的克隆与表达

从土壤中分离得到营养期对鳞翅目害虫高毒的Bt LS1菌株。分子检测菌株中存在营养期杀虫蛋白基因，进行了该基因的克隆表达。设计全长基因引物扩增得到了约2.3kb的靶片段；克隆序列分析证实为新Vip3A基因，命名为Vip3A-LS1，GenBank登录号DQ016968，Bt基因命名委员会命名为Vip3Aa22。该基因推导蛋白与其它已知同源蛋白8个氨基酸不同。构建vip3A-LS1基因的表达载体，SDS-PAGE检测约88kD目的蛋白大量表达；生物测定表明，胞内可溶性蛋白对棉铃虫和甜菜夜蛾活性最高。纯化蛋白对初孵棉铃虫和甜菜夜蛾的LC50分别为73.6和32.2µg/g。     

人TPO基因定点整合荷斯坦牛αs1-酪蛋白基因打靶载体构建

应用LA-PCR的方法,从荷斯坦牛基因组中成功地扩增获得6.0 kb和1.78 kb两个基因片段,其中6.0 kb包括αs1-酪蛋白基因5′调控序列到第三内含子部分,1.78 kb包括αs1-酪蛋白基因第十二内含子到第十四内含子之间序列,作为打靶载体的同源臂;从新生儿血液基因组中扩增获得5.5 kb的血小板生成素（thrombopoietin,TPO）基因组序列,包括第一内含子部分序列到3′终止子后的序列。以水牛β-酪蛋白基因的5′调控区4.4 kb片段为启动子,以pLoxp质粒为打靶载体骨架,加上同源臂片段和目的基因TPO的片段,经多步酶切-连接-转化-筛选-鉴定基因重组过程,最终建成长达25 kb的人TPO基因定点整合荷斯坦牛αs1-酪蛋白基因打靶载体,PCR和酶切分析表明载体构建正确,为研制定点整合荷斯坦牛乳腺生物反应器奠定了基础。     

猪SOCS3基因克隆及其在不同生长阶段表达差异研究

从杜长大母猪的肠系膜脂肪中提取基因组RNA，用RT-PCR扩增SOCS3基因，获得1条约332 bp的片段，以pGEM-T Easy vector 为载体，将该基因片段克隆到大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α中。从筛选的阳性克隆中分离出SOCS3基因，测定其序列，分析表明，该片段为 SOCS3 cDNA的部分序列，与GenBank中登录的猪SOCS3 cDNA部分核苷酸序列同源性达到100%。以SOCS3基因片段的克隆为基础，构建了优化的半定量RT-PCR法，以18s rRNA为内标，研究不同生长阶段猪肠系膜脂肪中SOCS3基因表达的差异。结果发现，从初生到90 kg，SOCS3基因在肠系膜脂肪中表达量呈逐渐增加的趋势，其中90 kg较初生时增加了141％（p<0.05）。     

枯草杆菌β-甘露聚糖酶基因的克隆及表达

以能水解魔芋葡甘聚糖的野生筛选菌种枯草杆菌A33为材料，通过PCR技术从A33基因组中扩增出β-甘露聚糖酶基因编码序列。经过克隆、测序及BLAST比对分析，证实该基因编码β-甘露聚糖酶，属于β-甘露聚糖酶家族中的一员。该基因已注册GenBank（GenBank注册号：DQ269473）。将该基因构建到大肠杆菌表达载体pET-32a并转入大肠杆菌表达系统BL21（DE3），经过诱导获得了此酶的高效表达.     

猪TNNC2基因的克隆及其融合蛋白在大肠杆菌中的表达

根据GenBank上猪TNNC2（Fast skeletal muscle troponin C2）基因序列（GenBank accession No. DQ629177）设计一对引物,采用RT-PCR方法克隆得到617 bp TNNC2 cDNA片段（GenBank accession No. EF673726）,包括完整的开放阅读框（ORF）,与GenBank上公布的猪TNNC2基因（GenBank accession No. AY575058）的ORF核苷酸序列同源性达99 %,并发现开放阅读框内的5个点突变,319位点T→C,320 位点G→A,321位点C→T,导致氨基酸107位Ala（丙氨酸）→Met（蛋氨酸）,322位点A→G为同义突变,433位点A→T,导致氨基酸144位Glu（谷氨酸）→Asp（天冬氨酸）。根据已获得的TNNC2基因开放阅读框序列,重新设计引物扩增得到包含BamH I和EcoR I酶切位点的完整阅读框,将其首先克隆到pMD18-T载体中,经菌液PCR筛选和酶切鉴定后,用BamH I和EcoR I将目的片段切下,再克隆到原核表达载体pRSET A中构建重组表达质粒pRSET A-TNNC2。将重组质粒转化大肠杆菌BL21（DE3）,IPTG不同诱导条件诱导表达,经SDS-PAGE电泳和Western blot分析证实重组表达质粒pRSET A-TNNC2表达出24 kD左右的融合蛋白,最佳诱导时间为4 h,最佳的IPTG诱导浓度为0.6 mmol/L,表达产物以可溶性蛋白的形式存在。     

番茄ACO基因的克隆及其RNAi对乙烯产量的抑制

筛选番茄幼苗cDNA文库获得与番茄抗性相关的克隆E11，设计引物，利用RT-PCR方法从受到病原浸染的番茄叶片中获得长1018 bp的候选片段，同源性分析发现该片段与其他作物上已发表的ACO基因序列高度同源：同源率从83%~99%，推断该基因为番茄ACO基因家族的新成员。在此基础上，用BP克隆的方法构建该基因的RNA干涉（RNAi）载体pD311，对番茄进行遗传转化，获得卡那霉素抗性植株27棵，分子检测证实外源片段成功导入其中番茄基因组中。对获得的转基因植株的乙烯生成量测定结果表明，RNAi结构的导入大大抑制了内源ACO基因的表达，从而导致乙烯的生成大大降低。     

T7RNAP基因的克隆及其质体定位表达载体的构建

为在番茄成熟果实组织中建立T7/T7RNAP质体转基因特异与高效表达系统,本文克隆了原核T7RNAP基因,在添加上质体定位信号肽编码序列后,由番茄果实成熟特异表达启动子PDS和Tnos终止子控制,构成了含有PDS-ptT7RNAP-Tnos基因表达盒的植物基因双元表达载体。该研究为在番茄质体工程中控制外源质体转基因在番茄成熟果实成熟组织中定点表达奠定了基础。     

嗜热子囊菌光孢变种cbh1基因的cDNA克隆及在毕赤酵母的高效表达

以嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var. levisporus)总RNA为模板，通过RT-PCR克隆出外切纤维二糖水解酶基因cbh1片段，采用RACE方法获得全长cDNA克隆，其全长为1 710 bp，编码一种由457个氨基酸组成的单肽，推导的氨基酸序列中1～19位为信号肽序列，GenBank的登录号为AY840982。将该片段克隆到毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌型表达载体pPIC9K上，获得表达重组质粒pPIC9K/cbh1，转化毕赤酵母GS115，所得重组子经PCR验证后进行诱导表达，筛选出一重组子GSp-15,经144 h诱导后，外切纤维二糖水解酶表达量为1.17 mg/mL，产酶活力为20.3 U/mL。     

PHAs合酶phaC2基因转化烟草叶绿体的研究

中长链羟基脂肪酸聚酯 (medium-chain-length-PHAs, mcl-PHAs) 属于微生物聚酯。Ⅱ型PHA合酶是mcl-PHAs生物合成途径中的关键酶。将编码Ⅱ型PHA合酶的基因phaC2与水稻(Oryza sativa )叶绿体psbA基因的启动子和终止子构建表达盒(RpsbA-pro-phaC2-RpsbA-ter)，连同壮观霉素抗性基因aadA表达盒(prrn-aadA-TpsbA-ter)一起克隆进烟草叶绿体基因组同源片段rbcL和accD中，构建了烟草叶绿体转化表达载体pTC2。基因枪法转化烟草(Nicotiana tobacum L.)叶片，获得具有壮观霉素抗性的转基因烟草。对T0代和T1代转基因植株的PCR和Southern blot鉴定结果表明, 外源基因确已整合进烟草叶绿体基因组中，T1代转基因植株已达同质化。RT-PCR分析结果证实phaC2基因已在转录水平上表达。转基因植株的正反交试验证明外源基因在转基因后代中遵循母性遗传规律，不存在转基因的花粉漂移现象。通过叶绿体遗传转化, 实现中长链羟基脂肪酸聚酯合成关键酶基因phaC2在烟草叶绿体基因组中的稳定转化。     

马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR从马铃薯（Solanum tuberosum）茎段总RNA中扩增、克隆了一cDNA分子。该cDNA分子含有一长为1224bp的开放读框,可编码一含407个氨基酸残基的多肽、理论分子量为46.40kD、可能为亲水性的胞外酶。因其氨基酸序列同源于α-淀粉酶,故将该基因命名为amyA1（NCBI收录号：GQ406048.1）。采用半定量RT-PCR方法检测了amyA1基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析了amyA1密码子的偏好性,以期为选择适宜的表达系统提供依据;同时对amyA1的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行了预测。基于NCBI数据库中有物种代表性的29种α-淀粉酶基因序列构建了基因进化树。与NCBI收录的马铃薯α-淀粉酶基因（NCBI收录号：M79328.1）的核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20至第348范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13家族及亚家族相似的催化活性域（PF00128、SM00624）,第349至第407范围内的氨基酸残基含有α-淀粉酶C-末端β折叠区域（PF07821）。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的（β/α）8桶状结构以及其它几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,2个马铃薯α-淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦和玉米等单子叶植物的序列同源性较低。     

大豆叶绿体转化载体pJY系列的构建及其转化研究

杂交大豆是我国具自主知识产权的科研成果，具有广阔的应用前景。为解决杂交大豆制种过程中不育系易与保持系混杂的问题，我们开展了大豆叶绿体转基因的研究，目的是通过转基因的方法在不育系的细胞质中，植入筛选标记基因，以区分不育系和保持系。根据已发表的大豆叶绿体序列（GenBank X07675）设计引物，用PCR方法获得两段大豆叶绿体同源重组序列LHRR和RHRR，克隆到质粒pUC19中，并将来源于质粒pTF102的壮观霉素抗性基因aadA克隆到两段同源重组序列之间，以构建大豆叶绿体转化表达载体pJY01。 aadA基因的启动子Prrn和终止子psbA基因3’序列，分别从烟草叶绿体基因组中扩增而来。在此基础上，我们还将草丁膦抗性基因或绿色荧光蛋白与GUS的融合蛋白基因克隆到该载体上，得到pJY03与pJY04，并初步应用于烟草的叶绿体转化，获得了具壮观霉素抗性的绿色愈伤和幼苗，PCR扩增出aadA基因的条带，并在激光共聚焦扫描下检测到GFP的表达，由此证实了这一实验思路的可行性，为后期大豆叶绿体转化工作的顺利进行打下了良好的基础。     

大肠杆菌乙酰辅酶A羧化酶accD亚基表达载体的构建及遗传转化研究

为探索大肠杆菌异质型乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）的β-CT亚基accD基因对油料作物含油量的影响,将目的基因E.coli accD（eaccD）与拟南芥Rubisco小亚基（rbcS）转运肽基因融合,构建以油菜Napin启动子驱动的种子特异表达载体。本试验应用农杆菌介导法,将该表达载体转入油菜,通过PCR检测获得了...     

钩刺山羊草(Aegilops triuncialis)低分子量谷蛋白基因序列分析

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物,对钩刺山羊草(AegilopstriuncialisL,2n=4x=28,CCUU)PI483029总DNA进行PCR扩增,得到长度为900和1065bp的DNA片段,克隆测序后获得2个LMW-GS基因,GenBank登录号分别为AY841016和AY841017。它们具有小麦LMW-GS基因的典型结构特征。其中,AY841017具有完整编码区,长度为1065bp,可编码322个氨基酸残基的成熟蛋白,第一个半胱氨酸残基出现在重复区第13位。在重复区,AY841017的两个疏水单元为PIIIL和PVIIL,重复区中还存在一个连续13个Q(谷氨酰胺)组成的短肽。AY841016由于编码区内存在提前终止密码子,为假基因。氨基酸序列比较发现,AY841017与普通小麦(IriticumaestivumL.)Glu-D3位点编码的LMW-GS基因有很高的一致性。     

猪胸膜肺炎放线杆菌毒素II基因的克隆、表达及其对小鼠的保护性研究

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物，对钩刺山羊草(Aegilops triuncialis L, 2n=4x=28, CCUU)PI483029总DNA进行PCR扩增，得到长度为900和1 065 bp的DNA片段，克隆测序后获得2个LMW-GS基因，GenBank登录号分别为AY841016和AY841017。它们具有小麦LMW-GS基因的典型结构特征。其中，AY841017具有完整编码区，长度为1 065 bp，可编码322个氨基酸残基的成熟蛋白，第一个半胱氨酸残基出现在重复区第13位。在重复区，AY841017的两个疏水单元为PIIIL和PVIIL，重复区中还存在一个连续13个Q(谷氨酰胺)组成的短肽。AY841016由于编码区内存在提前终止密码子，为假基因。氨基酸序列比较发现，AY841017与普通小麦(Iriticum aestivum L.)Glu-D3位点编码的LMW-GS基因有很高的一致性。     

钩刺山羊草（Aegilops triuncialis L.）低分子量谷蛋白基因序列分析

根据低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)基因编码区保守序列设计引物，对钩刺山羊草(Aegilops triuncialis L, 2n=4x=28, CCUU)PI483029总DNA进行PCR扩增，得到长度为900和1 065 bp的DNA片段，克隆测序后获得2个LMW-GS基因，GenBank登录号分别为AY841016和AY841017。它们具有小麦LMW-GS基因的典型结构特征。其中，AY841017具有完整编码区，长度为1 065 bp，可编码322个氨基酸残基的成熟蛋白，第一个半胱氨酸残基出现在重复区第13位。在重复区，AY841017的两个疏水单元为PIIIL和PVIIL，重复区中还存在一个连续13个Q(谷氨酰胺)组成的短肽。AY841016由于编码区内存在提前终止密码子，为假基因。氨基酸序列比较发现，AY841017与普通小麦(Iriticum aestivum L.)Glu-D3位点编码的LMW-GS基因有很高的一致性。     

胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶的定位及功能研究

将从胡杨中克隆的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因（PeALD）构建到pGEX-4T—1载体上,经IPTG诱导成功获得融合蛋白GST：PeALD,并将蛋白进行纯化,其大小约为52kD,转化大肠杆菌的耐盐性实验表明,PeALD基因的成功表达有利于提高大肠杆菌菌株的耐盐性。为研究该基因编码蛋白在植物细胞中的定位,将基因的ORF区构建到定位表达载体pMDC85上,通过PEG介导的拟南芥瞬时转化法观察融合蛋白PeALD：GFP在细胞中的定位情况,结果显示该蛋白定位于胞质中,由此说明实验克隆得到的该胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因编码的是胞质蛋白。烟草种子在盐培养基上的萌发实验结果显示转基因烟草具有更高的耐盐性;烟草水培苗经200mmol／LNaCl处理一周后,可溶性糖的质谱检测结果显示转基因植株中葡萄糖的含量有很大提高。表明胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶通过促进糖酵解和有氧呼吸途径来提高植物对盐胁迫的适应性。     

马铃薯StTOM1和StTOM3双干扰植物双元表达载体的构建及转化验证

病毒病是制约马铃薯生产的重要因素之一。在拟南芥等植物的研究中发现,抑制寄主因子可以显著降低细胞中病毒的累积量,从而缓解病害症状。本研究在获得与拟南芥寄主因子AtTOM1和AtTOM3具有同源性的马铃薯基因StTOM1和StTOM3的基础上,尝试用RNAi方法同时沉默StTOM1和StTOM3。以pUCCRNAi为中间载体,构建同时含StTOM1和StTOM3双基因干扰片段StT1-StT3的质粒pUCStT1-StT3-dRi（±）,再将双基因干扰片段StT1-StT3切下并连接到双元载体pBI121上。用农杆菌介导方法,将StT1-StT3片段导入马铃薯中,获得转基因马铃薯小苗,阳性率达到83.6%。RT-PCR检测表明,转StT1-StT3马铃薯中StTOM1基因mRNA的表达水平下调了78%,StTOM3基因下调了81%。StTOM1和StTOM3沉默转基因马铃薯的获得,为将来验证和评价StTOM1和StTOM3是否为马铃薯病毒的寄主因子及在创建抗病毒马铃薯新种质的潜力,奠定了基础。