pBAR载体构建及其转化罗汉果的分析

为了创制可免除人工授粉的转基因罗汉果雌性品系,利用植物双元表达载体pBI121-Gus,构建幼果实特异启动子2A11与单性结实相关基因rolB的嵌合基因表达载体pBAR (pBI121-2A11-rolB)。以罗汉果雌株叶盘为材料,以EHA105农杆菌介导遗传转化,经PCR扩增,鉴定出阳性植株,对阳性雌株进行扩繁、生根,最后移栽大田,并观察转基因植株的单性结实性状表现。结果显示,成功构建了单性结实相关基因的pBAR嵌合双元表达载体;转化感受态根癌农杆菌EHA105后,进一步转化雌株叶片,经过对叶片分化苗的检测,得到7株阳性植株,转化率为14.29%。为提高成活率,扩繁7株阳性植株,获得37株转基因单性结实植株株系,其中有8株正常开花,占总数的21.62%,正常开花的植株,未经人工授粉,发育成幼果,表现出单性结实性状。本实验在克隆单性结实相关基因和果实特异启动子的基础上,构建嵌合基因载体,通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法,获得了转基因罗汉果单性结实雌株系,为后续研究罗汉果单性结实性的遗传、生理、品种综合改良和深入利用提供了基础。     

CryIA(a)-pta双价抗虫基因转化粳稻及二化螟抗性评估

向作物中转多价抗虫基因是增强作物抗虫性、拓宽抗虫谱、延长抗虫时限的有效措施。从粳稻品种吉粳81、吉粳88和通887的成熟胚诱导出愈伤组织,以愈伤组织作为转化的受体,利用农杆菌介导法,转化苏云金杆菌毒蛋白基因CryIA(a)和半夏凝集素(Pinelliaternataagglutinin,PTA)基因。表达双价抗虫基因的载体p3300-bt-pta的bt和pta分别由Ubiquitin启动子和CaMV35S启动子驱动,宿主菌株为EHA105。用除草剂草丁膦(PPT)筛选得到转基因植株25株。以bt基因和pta基因两端序列为引物在一个反应体系同时做2个基因的PCR检测,检测到bt、pta基因的2条带,Bar基因的PCR检测也显阳性。转化株对PPT除草剂抗性鉴定呈抗性,证明外源基因已整合到水稻基因组中。水稻二化螟接虫鉴定结果表明,23株转基因植株抗虫性比对照明显提高,2株表现感虫。     

巴西橡胶树乳管高效表达焦磷酸酶基因的双元表达载体的构建

以巴西橡胶树叶片为材料提取DNA,用特异引物经PCR扩增获得了378 bp的REF启动子片段,该片段序列与NCBI报道的REF序列间的同源性分别是98.68 %和99.47 %。以胶乳为材料提取总RNA,用特异引物经RT-PCR方法获得了2310 bp的V-PPase基因片段,该片段序列与NCBI报道的V-PPase基因序列一致。通过酶切和连接,将克隆的两个片段重组到植物表达载体pCAMBIA1301, pCAMBIA2301和pCAMBIA3301中,构建了分别含有潮霉素磷酸转移酶基因（hpt Ⅱ）、新霉素磷酸转移酶基因（npt Ⅱ）和抗除草剂基因（bar）的三种橡胶树乳管高效表达V-PPase基因的载体pC1301RV、pC2301RV和pC3301RV。然后用冻融法将其导入根癌农杆菌EHA105,为进一步转化橡胶树奠定基础。     

转录因子基因ZmDREB3转化玉米的研究

利用玉米转录因子ZmDREB3基因(Gene ID:EU964828.1)构建了Ubiquitin启动子驱动的植物表达载体PGM0229-ZmDREB3-EP-SPS,以EPSPS基因为抗性筛选标记,通过花粉管通道法将农杆菌EHA105介导的植物表达载体转化到玉米自交系吉444、Mo17中,通过喷洒350mg/L草甘膦除草剂筛选,得到7株草甘膦抗性植株,用PCR检测得到2个同时整合EPSPS标记基因和ZmDREB3目的基因的转基因株系,用PCR-Southern进一步验证,结果呈阳性。以上结果证明外源基因已经被整合到玉米基因组中。     

南瓜韧皮部特异性启动子在转基因棉花中的表达

以自行构建的重组南瓜韧皮部特异启动子dENP构建了植物表达载体pBII2.利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA44O4介导转化棉花(Gossypium hirsutum L.)品种珂字312,共获得转pBII2和对照pBI121的抗卡那霉素棉花再生植株243株,筛选出172株为转基因阳性植株.Southern blot分析确证外源Gus基因插入拷贝数在1个或2个以上.对这些转基因棉花植株进行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,前者仅在棉花的韧皮部内特异表达,而CaMV35S启动子驱动的Gus基因为组成性表达.Gus酶活力测定结果进一步表明dENP和CaMV35S启动子驱动Gus基因表达水平相当,但是转pBII2棉花植株的Gus富集在韧皮部组织.证明了dENP启动子驱动的外源基因在棉花中具有韧皮部特异而高效表达的特征,从而可用于棉花抗病、抗蚜虫转基因研究.     

苹果PGIP基因植物表达载体的构建及转化番茄的研究

为了验证苹果多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)基因表达产物对植物病原真菌的作用,获得转基因植株,培育抗病新品种,本研究用限制性内切酶SalⅠ、BamHⅠ将已克隆的苹果PGIP基因从克隆载体pMD-18T上切下,定向插入到植物表达载体pWR306的ED35s启动子和TNOS终止子中间,成功构建了苹果PGIP基因植物表达载体pWR306-PGIP及工程农杆菌,以番茄中蔬四号叶片及茎段为受体,通过农杆菌介导法转化,获得了8株PCR检测阳性的番茄植株.     

应用Gene-deletor系统创制安全复合抗逆转ZmSDD1、BT和BAR基因玉米新种质研究

本研究通过农杆菌介导玉米茎尖遗传转化法将含有花粉特异启动子Zm13驱动的Gene-deletor外源基因清除系统、表达元件Ubi-Zm SDD1-3'UTR、Actin-Bt-NOS和Ubi-Bar::GUS-3'UTR的植物表达载体遗传转化玉米交51,经过除草剂初步筛选、GUS组织化学染色和PCR分子鉴定,获得31株转基因植株。研究表明转基因植株比野生型植株具有更强抗旱性、抗玉米螟能力和抗除草剂草丁膦的能力。抗旱性鉴定表明干旱处理后转基因植株的存活率比野生型高70%,同时,转基因植株的叶片保水性显著高于野生型植株。抗虫性试验表明转基因植株的叶片蛀孔少而小,对玉米螟具有明显抗性,还抑制了玉米螟的取食和发育。叶片离体和田间抗除草剂试验表明转基因植株比野生型能够抵抗更高的除草剂浓度,最高可抵抗150 mg/L草丁膦浓度。同时,在统计的20株转基因玉米植株的基因删除效率时发现部分植株可完全清除玉米中的外源基因,对于未完全清除的玉米植株还需要进一步研究。本研究创制了一种抗虫、抗除草剂、抗旱的复合性状转基因玉米新种质,可为培育多性状叠加的转基因玉米新品种奠定基础,同时结合"Gene-deletor"技术,为实现转基因生物安全提供技术支撑。     

农杆菌介导轮状病毒抗原蛋白VP4基因遗传转化花生的研究

选用鲁花14与花育23花生品种, 通过农杆菌介导开展了轮状病毒抗原蛋白VP4基因遗传转化研究, 从转化植株中随机选取26株表现Kan抗性植株进行npt II基因的PCR检测, 结果有22株能扩增出620 bp左右的npt II基因条带, 阳性率约为84.62%。提取npt II基因显示为阳性的植株叶片DNA作模板, 用VP4基因特异引物进行PCR扩增, 经琼脂糖凝胶电泳分析, 所有npt II基因阳性的植株均扩增出了约2 350 bp的特异性条带, 而野生型没有。对部分转基因植株进一步进行PCR-Southern杂交和Southern杂交分析, 发现转基因植株中出现了阳性杂交信号, 表明VP4基因的确已经整合到花生的基因组中, 并且是1~2个拷贝。用RT-PCR分析了11株转G1VP4基因的植株, 证明插入鲁花14中的VP4基因已经正常转录, 利用Western blot方法检测筛选到的4株转基因花生, 分别提取其蛋白, 在30 kD处出现特异性蛋白条带, 这为获得转基因创新种质材料奠定了基础。     

农杆菌介导轮状病毒抗原蛋白VP4基因遗传转化花生的研究

选用鲁花14与花育23花生品种, 通过农杆菌介导开展了轮状病毒抗原蛋白VP4基因遗传转化研究, 从转化植株中随机选取26株表现Kan抗性植株进行npt II基因的PCR检测, 结果有22株能扩增出620 bp左右的npt II基因条带, 阳性率约为84.62%。提取npt II基因显示为阳性的植株叶片DNA作模板, 用VP4基因特异引物进行PCR扩增, 经琼脂糖凝胶电泳分析, 所有npt II基因阳性的植株均扩增出了约2 350 bp的特异性条带, 而野生型没有。对部分转基因植株进一步进行PCR-Southern杂交和Southern杂交分析, 发现转基因植株中出现了阳性杂交信号, 表明VP4基因的确已经整合到花生的基因组中, 并且是1~2个拷贝。用RT-PCR分析了11株转G1VP4基因的植株, 证明插入鲁花14中的VP4基因已经正常转录, 利用Western blot方法检测筛选到的4株转基因花生, 分别提取其蛋白, 在30 kD处出现特异性蛋白条带, 这为获得转基因创新种质材料奠定了基础。     

农杆菌介导法将大麦胚乳特异型启动子启动的小麦GBSSⅠ基因转化玉米自交系

本研究将从大麦中克隆到的大麦胚乳特异型启动子HorD和小麦中克隆到的小麦颗粒结合型淀粉合成酶基因GBSSⅠ(Granule-bound starch synthaseⅠ,GBSSⅠ)通过中间载体pGM-T-HorD和pGM-T-GBSSⅠ,定向连接到表达载体pCAMBIA3301上,构建了植物表达载体pHorD-GBSSⅠ并转入农杆菌EHA105,通过农杆菌介导法转化玉米自交系Y423体细胞胚胎,获得抗性愈伤组织,并得到了再生植株,经PCR分子检测,共有35株呈阳性,阳性率为15%。我们认为本研究可能为进一步改良玉米淀粉品质提供一条分子育种的途径。     

INO启动子克隆及胚珠特异表达载体的构建

为了观察转基因植株胚珠特异性表达,采用CTAB法提取拟南芥基因组DNA,构建了35S::pCAMBIA1304-L117载体并对番茄进行遗传转化。根据已报道的INO启动子序列设计并合成一对特异引物,通过PCR对启动子进行扩增、连接并对其进行测序,结果表明：与GenBank中已注册的INO启动子序列的同源性为100%,并且构建了以INO代替CAMV35S启动子的pCAMBIA1304-L117植物表达载体,采用冷冻法将其转入根癌农杆菌EHA105。成功构建了35S::pCAMBIA1304-L117载体,并为进一步检测奠定了基础。     

外源基因在苹果转基因植株的稳定性研究

以继代培养13年的转豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因和新霉素磷酸转移酶(nptⅡ)基因苹果嘎拉、王林、乔纳金和富士组培苗及田间定植6～8年的转基因植株为试材,应用卡那霉素筛选和PCR扩增分析对外源基因的稳定性进行研究。结果表明,在57个苹果转基因株系组培苗中均可检测出CpTI特异基因片断;转化株系在添加50mg/L卡那霉素的培养基中生长正常。田间株系PCR检测结果表明,转入的外源CpTI基因在所测株系的叶片、花粉及大部分根系中稳定存在,有极少数株系的根系中未检测到特异表达条带。结果说明外源基因可以在转基因植株中稳定存在,但在不定根发生过程中有可能会丢失。     

草莓乙烯受体FaEtr2基因的克隆及其反义表达载体的构建

为了构建草莓乙烯受体FaEtr2基因的反义表达载体,在已报道的FaEtr2基因序列的基础上,设计特异引物,克隆草莓乙烯受体FaEtr2基因部分特异序列,将该片段反向插入植物表达载体pBI121的CaMV 35S启动子和NOS终止子之间,构建了反义表达载体pBI121Etr2。通过双酶切鉴定后,导入农杆菌EHA105中,酶切和PCR鉴定表明质粒已导入到农杆菌中。本研究为后期该反义基因转化草莓品种以改良草莓果实耐贮运性打下基础。     

木薯淀粉分支酶SBEⅠ反义基因遗传转化木薯的研究

旨在获得转淀粉分支酶反义SBEⅠ基因的‘华南木薯8号’转基因植株,为利用转基因技术改良木薯淀粉品质打下基础。在建立了木薯从胚状体子叶到完整植株的再生体系的基础上,用块根特异表达启动子Sporamin驱动的木薯淀粉分支酶SBEⅠ反义基因,通过农杆菌介导法对‘华南木薯8号’进行遗传转化。共接种‘华南木薯8号’子叶517块,获得7株生长良好的转化再生植株,转化再生频率达到1.35%。经PCR检测,其中5株转化再生植株扩增出目的条带,初步证实木薯淀粉分支酶SBEⅠ反义基因已整合进了‘华南木薯8号’基因组中。通过农杆菌介导法可以将淀粉分支酶SBEⅠ反义基因导入到‘华南木薯8号’基因组中,获得了5株转基因植株。     

禽脑脊髓炎病毒VP1基因植物表达载体的构建

以提取的禽脑脊髓炎病毒总RNA为模板,以P1和P2为引物,反转录为cDNA,再以cDNA为模板进行PCR扩增.将扩增产物克隆pMD18-T载体中,获得重组质粒pMD18-T-VP1,PstⅠ/BamHⅠ双酶切及PCR确认正确后,利用pMD18-T-VP1重组质粒为模板,以P3和P4为引物,经PCR扩增获得了大小约810 bp的产物.VP1基因和 pBI121植物表达载体用SmaⅠ和SacⅠ双酶切,经纯化后连接,再转化到EHA105农杆菌中,酶切和测序鉴定结果表明,成功地构建了重组质粒pBI121-VP1,为进一步利用转基因植物生产VP1蛋白奠定了基础.     

甘菊DlBADH1基因启动子DBP12表达特性研究

用pCAMBIA1305.2做载体,构建含有甘菊(Dendranthema lavandulifolium)DlBADH1基因(登录号:DQ011151)启动子DBP12(登录号:DQ497621)的质粒pCHW-2.利用叶盘转化法,通过农杆菌EHA105菌株介导,将重组质粒导入烟草叶片.采用GUS组织活性检测法鉴定烟草转基因植株,结果表明:DPB12启动子驱动的GUS基因表达无组织特异性.对转基因植株进行NaCl、ABA、SA处理,GUS荧光测定发现:100μmol/L ABA胁迫处理24 h和400 mmol/LNaCl胁迫处理48 h,转pCHW-2烟草植株叶片中GUS酶活性均有大幅度提高.该结果表明:DlBADH1基因启动子DBP12是一个诱导型启动子.这一研究结果为进一步研究甘菊中BADH基因调控表达机理提供了参考.     

甘蓝型油菜CONSTANS基因植物过表达载体构建及转基因植株的获得

甘蓝型油菜CONSTANS目的基因的克隆以NCBI上公布的序列设计全长扩增引物进行扩增。对目的基因片段测序并进行酶切位点分析,设计酶切引物(BamHⅠ,SacⅠ),通过BamHⅠ和SacⅠ双酶切将目的基因片段连接在真核表达载体pBI121上,PCR鉴定结果表明PBI121+CONSTANS过表达载体已成功构建。将过表达载体转化感受态EHA105细胞,通过拟南芥花絮侵染T0代种子,用含卡拉霉素(50 mg/L)的MS固体培养基进行筛选,获得阳性植株。通过PCR鉴定,结果表明PBI121+CONSTANS过表达载体已成功导入拟南芥中,获得转基因阳性苗12株,为下一步基因功能分析做好了准备。     

35S启动子甲基化引起棉花转基因沉默

 用带PBI121质粒的农杆菌LBA4404菌株转化泗棉3号胚性愈伤组织,获得的再生植株进一步对gus和nptⅡ基因进行PCR跟踪检测,共得到97株阳性转基因植株。GUS组织化学检测发现,97株转基因幼苗中有10株GUS检测阴性,嫁接后,只成活一株。利用来源于同一愈伤系的GUS检测阳性植株作为对照,对这一GUS检测阴性的植株进行gus基因沉默机理研究。Southern分析表明,该GUS检测阴性植株与GUS检测阳性植株有相同拷贝数。GUS组织化学检测和RT-PCR分析显示,gus基因在GUS检测阴性植株中没有表达,而nptⅡ基因在这两株转基因棉花中都表达。用限制性内切酶-PCR法分析35S启动子区甲基化发现：GUS检测阴性植株35S启动子区TATA box的HapII/MspI酶切位点发生甲基化,而GUS检测阳性植株该位点没有甲基化。以上研究表明,这株gus沉默的转基因棉花可能是由于其35S启动子区甲基化引起的。     

根癌农杆菌介导的橡胶树花药愈伤组织遗传转化体系的建立

为建立根癌农杆菌介导的橡胶树遗传转化体系,以花药愈伤组织为受体,研究了农杆菌菌株、共培养温度、共培养时间、乙酰丁香酮(AS)等因素对遗传转化效率的影响。结果表明,农杆菌菌株、共培养温度和共培养时间对转化效率具有显著影响,AS不影响转化效率。2.2万个花药愈伤组织经EHA105菌株侵染后,转入未添加AS的培养基,22℃共培养6d,通过50mgL-1卡那霉素抗性筛选、叶片GUS染色、uidA和NptII基因PCR特异扩增、PCR产物测序及NptII基因Southern检测,鉴定出11株转基因植株,并通过嫁接和次生体胚发生,获得来自8个转基因株系的681株转基因植株,移栽成活253株。     

盐角草甜菜碱合成相关基因的共表达提高转基因烟草的耐盐性

植物在逆境下能合成甜菜碱,其中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶（PEAMT）和胆碱单加氧酶（CMO）是甜菜碱合成过程中的关键酶。本文将盐角草SePEAMT基因、SeCMO基因以及烟草的核基质结合区序列（Mar）利用Cre/loxP重组系统构建到同一表达载体上,得到植物表达载体pYLTAC747N-Mar-SePEAMT-SeCMO-Mar。该载体用电击转化法转入农杆菌EHA105中,通过农杆菌介导法转化烟草,经PCR检测确定转基因植株。在含250mM NaCl的MS培养基上35d后,转基因植株生根而野生型植株不能生根;转基因烟草植株甜菜碱积累量显著高于野生型植株,约是野生型植株的5.6~7.7倍;转基因植株与野生型相比,相对电导率显著降低,叶绿素含量明显升高。以上结果表明共表达SePEAMT 和SeCMO能有效提高烟草甜菜碱表达量从而提高烟草的耐盐性。