4个沉默鸡恒定链基因(Ii)慢病毒载体的构建及其效果比较

恒定链(invariant chain,Ii)是脊椎动物重要的免疫分子,在主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ类分子递呈抗原中起重要作用。为研究鸡(Gus gallus)Ii与MHCⅡ类分子的关系,本研究构建了4个沉默Ii基因的慢病毒表达载体,并比较了其干扰效果。首先,用自行设计合成的4条鸡Ii基因干扰序列,分别经一步退火法获得双链短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA),并将其用双酶切法插入慢病毒载体pLL3.7。4个构建的慢病毒重组载体经酶切和测序鉴定,分别命名为pLLIi-shRNA236、pLL-Ii-shRNA376、pLL-Ii-shRNA527和pLL-Ii-shRNA539。然后把这些重组载体分别转染293T细胞(转染腺病毒E1A基因(lethal infection gene)的人肾上皮细胞系),进行病毒包装,再用包装的慢病毒感染鸡源巨噬细胞HD-11。结果表明,重组载体感染的293T细胞表达绿色荧光蛋白,用包装的慢病毒接种293T细胞,其滴度达2.2×107~5.1×107TU/mL;接种HD-11细胞的感染率均达到95%以上。最后用荧光定量PCR方法检测其沉默鸡源巨噬细胞HD-11的鸡Ii mRNA的效率,与对照组相比,4个重组慢病毒干扰效率分别为37%、52%、88%和78%;其中,pLL-Ii-shRNA527的干扰效率最高。综上所述,本研究从4个构建的重组载体中筛选出1个高效沉默鸡巨噬细胞Ii基因重组载体,并提示shRNA序列是决定沉默特定基因的关键。实验结果为研究鸡Ii在递呈抗原中与其他免疫分子的关系提供了基础资料。     

水稻OsHsfA7基因RNA干扰载体的构建及遗传转化研究

为研究水稻热激转录因子基因OsHsfA7的功能及其在水稻耐热育种方面的应用价值,本文通过构建水稻OsHsfA7基因RNA干扰载体获得功能抑制变异材料,从反向遗传学进行基因的功能分析。扩增OsHsfA7c DNA3'编码区470bp片段,分别以反向和正向插入到中间载体pBSK连接的GUS片段两侧,然后将得到的RNA干扰片段克隆到改造的植物表达载体p1301M,构建以CaMV35S启动子驱动表达的水稻OsHsfA7基因RNA干扰表达载体。将该载体转入根癌农杆菌EHA105后,采用农杆菌介导法进行了水稻日本晴品种的遗传转化,获得了23株具有潮霉素抗性的转基因植株,其中12株经GUS染色呈蓝色并且DNA检测10株已插入目的片段,RNA检测其中6株OsHsfA7基因的表达水平下降甚至未检出。结果说明本研究构建的OsHsfA7基因RNA干扰载体对该基因表达沉默是有效的。     

CD14沉默的猪小肠上皮细胞系的建立及其对大肠杆菌黏附能力的变化分析

白细胞分化抗原14(cluster of differentiation antigen 14,CD14)在先天性免疫和适应性免疫反应中都发挥重要调控作用,本研究旨在构建猪(Sus scrofa)CD14基因的短发夹RNA (short hairpin RNA,shRNA)干扰载体,包装成慢病毒,转染猪小肠上皮细胞,在细胞水平上进行相关功能探讨.本研究参照CD14基因(GenBank登录号:EF626695.1)全长编码区序列,设计4个靶向猪CD14基因的shRNA干扰序列,将其克隆至慢病毒表达载体质粒中,分别命名为pGLV3-CD14-1、pGLV3-CD14-2、pGLV3-CD14-3和pGLV3-CD14-4,以及阴性对照pGLV3-CD14-NC.包装成功后转染猪小肠上皮细胞系IPEC-J2,利用qRT-PCR检测其干扰效率.选择干扰效率最高的慢病毒进行药筛,获得CD14基因稳定沉默的猪小肠上皮细胞系.大肠杆菌(Escherichia coli)黏附实验检测大肠杆菌F18ab和F18ac对CD14基因沉默小肠上皮细胞黏附能力的变化.结果表明,本研究成功构建4个shRNA表达载体,包装成的慢病毒均能降低猪CD14mRNA表达水平,其中pGLV3-CD14-3慢病毒的干扰效果最好,其干扰效率达到94.6％;CD14基因沉默后F18ab对小肠上皮细胞的黏附能力显著增强,而F18ac虽然也有上调,但并未产生显著性差异.研究结果表明,CD14基因沉默后的小肠上皮细胞对大肠杆菌F18ab的黏附能力显著增强,CD14基因可能在小肠上皮细胞抵御大肠杆菌F18ab感染过程中发挥了重要的调控作用.慢病毒介导的CD14沉默的猪小肠上皮细胞系的建立,不仅为在细胞水平研究CD14基因功能提供了有效模型,也为进一步探究其所在的Toll样受体/白介素-1受体(toll-like receptors/interleukin-1 receptor,TLRs/IL-1 R)信号通路在猪肠道病原微生物引起的免疫反应和抵御病原入侵的调控机制奠定了基础.     

慢病毒介导shRNA干扰颗粒体蛋白前体(GRN)促进猪前体脂肪细胞分化

为研究颗粒体蛋白前体(granulin,GRN)在脂肪细胞发育过程中的作用,本实验构建了GRN短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)慢病毒干扰载体,包装并感染猪前体脂肪细胞,采用油红O染色、油红O提取比色法检测猪前体脂肪细胞分化情况,采用Real-time PCR法检测成脂关键基因mRNA的表达变化情况。结果显示,GRN慢病毒干扰载体病毒滴度在5×107TU/mL以上,病毒感染前体脂肪细胞后显著降低了GRN的表达,shRNA2干扰效率最高,达到76%,沉默GRN后能够促进猪前体脂肪细胞分化;脂肪细胞分化标志基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、固醇调节原件结合蛋白(SREBP-1c)、脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(ap2)和脂蛋白酯酶(LPL)基因mRNA表达量均升高。结果表明,降低GRN基因表达促进了猪前体脂肪细胞分化,揭示GRN在猪前体脂肪细胞分化过程中可能起到抑制作用。     

ES-D3细胞nanog基因干扰载体的构建 及其干涉效果*

选择ES细胞nanog基因中4个区域合成寡聚核苷酸,构建了4个含有小鼠U6启动子的siRNA（小分子干涉RNA）表达载体并瞬时转染小鼠ES-D3细胞.半定量RT-PCR分析显示,所构建的4个siRNA表达载体中有3个可以在细胞内转录出siRNA或shRNA（短发夹RNA）,诱发RNA干涉（RNAinterference,RNAi）,能显著抑制目的基因nanog的表达;同时发现,干扰的ES-D3细胞生长48 h后,集落形态与未干扰细胞相比差别不大,但隆起不如后者明显,形态也不如后者规则,生长速度也较慢,AKP染色阳性,与未转染细胞相比没有差别.     

利用shRNA真核表达载体干涉雌性鸡胚性腺中芳香化酶基因(CYP19A1)的表达

本研究通过把构建的短发夹结构RNA(shRNA)真核表达载体导入鸡胚,检测鸡胚性腺分化期质粒载体在鸡胚体内代谢情况及雌性鸡胚性腺中芳香化酶基因(CYP19A1)mRNA表达效率,进而探讨利用该方法在鸡胚体内进行特定基因干涉的可行性.实验针对CYP19A1基因构建了4条特异性表达载体,一条非特异性表达载体.每个实验组选取45个新鲜种蛋作为实验材料进行胚盘下腔注射,并设立空白对照组.鸡胚发育12d时,检测各处理组鸡胚肝脏组织中质粒存在情况,并取其左侧性腺组织进行目标基因的荧光定量分析.研究结果表明,导入组在12日胚龄时所有鸡胚基因组中均可检测到绿色荧光蛋白基因(EGFP);荧光定量结果显示,导入特异性表达载体cyp-580、cyp-1083和cyp-1295后,对应雌性鸡胚性腺CYP19A1 mRNA表达效率显著低于空白对照组,干涉效率分别为:73％、52％和85％;特异性表达载体cyp-1403组CYP19A1mRNA表达效率与空白对照组相比有所降低但无显著性差异.本实验为诱导鸡胚性反转提供了新方法并建立了鸡胚发育期特定基因体内干涉新平台.     

番茄红素β环化酶基因（Lyc-β）RNAi载体构建及表达鉴定

从番茄(Lycopersicun esculentum Mill)提取总RNA,根据GenBank中番茄红素β环化酶基因(Lye-β)序列(X86452),经mRNA反转录扩增出2段Lyc-β基因高度保守的300 bp DNA 片段,从β-葡萄糖苷酶基因(gusA)中扩增出170 bp的内含子片段.分别将两段不同的Lyc-β片段的正、反向序列与内含子连接,构建出两套干扰Lyc-β基因的植物表达载体.经根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciems)介导转化番茄,22 株转基因植株通过荧光定量PCR分析干扰效果,结果显示,2套干扰载体的干扰效率表现出一定的差异,Lyc-β基因mRNA平均含量分别为对照的11.78%和13.86%,进一步用HPLC分析转化株的番茄红素含量,结果表明,转基因植株中番茄红素的含量最高可达13.84 μg/g FW,是对照的4.26倍.     

STAT3基因转染牛乳腺上皮细胞及生物学特性观察

应用PCR技术从含有人STAT3基因cDNA的质粒pOTB7中扩增STAT3基因片段。将其克隆入真核表达载体pEGFP-C1中,构建重组表达质粒。利用脂质体介导法将重组表达质粒转染原代牛乳腺上皮细胞(Bovine Mammary Epithelial cells)。G418筛选阳性克隆,RT-PCR检测STAT3基因在牛乳腺上皮细胞中的表达情况,并通过流式细胞术(Flow cytometry)检测转染细胞的增殖能力、周期以及DNA含量。结果表明,转染24h后大约16%的细胞被导入含STAT3基因的重组表达质粒。在mRNA水平证实细胞内有STAT3基因的高表达。导入STAT3基因后,细胞增殖能力增强,染色体倍数发生变化,细胞的增殖寿命较对照细胞延长了13代,表明导入STAT3基因后,能延长体外培养的牛乳腺上皮细胞的寿命。     

绵羊卵巢oar-mir-150靶向调节类固醇激素合成急性调节蛋白基因的表达

为研究吐鲁番黑羊(Ovis aries)的繁殖调控,培育新的高繁殖力绵羊品种,本研究以吐鲁番黑羊卵泡期和黄体期显著差异表达的绵羊微小RNA150(Ovis aries microRNA150,oar-mir-150)为研究对象,利用生物信息学预测oar-mir-150的靶基因,应用qRT-PCR检测吐鲁番黑羊卵泡期和黄体期卵巢组织中oarmir-150和类固醇激素合成急性调节蛋白基因(steroidogenic acute regulatory protein gene,STAR)的表达水平,合成野生型、突变型和缺失型STAR基因碱基序列,退火扩增后与PGL3-control载体连接,构建荧光素酶报告基因重组载体,将绵羊oar-mir-150 mimic或negative control mimic与重组载体共转到293T细胞,利用双荧光素酶活性检测实验检测荧光素酶活性。结果表明,oar-mir-150的全部靶基因有540个,其中卵泡期与黄体期差异表达的靶基因有8个,STAR基因作为卵泡期较黄体期表达显著上调的靶基因其mRNA的3'非翻译区(3'untranslated region,3'UTR)存在oar-mir-150靶标结合位点(UUGGGAG);相对定量结果显示:卵泡期与黄体期相比,吐鲁番黑羊卵巢组织中oar-mir-150相对表达量为0.73,显著下调(P0.05),STAR mRNA相对表达量为1.90,显著上调(P0.05);成功构建野生型、突变型和缺失型荧光素酶报告基因重组载体,并以最佳转染效率和最佳转染比例进行转染;双荧光素酶活性检测结果表明oar-mir-150靶向负调控STAR的表达。研究证明了oar-mir-150与STAR间存在确切的靶向关系,且负调控STAR基因的表达,为研究微小RNA(microRNA,mi RNA)在发情周期的不同阶段调控吐鲁番黑羊繁殖过程提供理论依据。     

沉默鸡B-Fα基因对IL-2、IL-4和IL-6转录水平的影响

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)和白介素(interleukin, IL)都是重要的免疫分子,其中MHCⅠ类分子递呈内源性抗原并启动细胞免疫,IL则是重要的免疫调节因子。关于鸡(Gallus gallus) MHCⅠ类分子(又称为B-Fα)与下游调节因子IL基因的关系尚不明确。本研究旨在应用基因沉默法研究下调B-Fα基因表达对IL-2、IL-4、IL-6转录水平的影响。首先构建沉默鸡B-Fα基因的重组慢病毒载体。根据B-Fα基因和短发夹RNA (short hairpin RNA, shRNA)序列的结构要求,筛选3段DNA序列并设计合成shRNA;利用限制性内切酶定向插入慢病毒表达质粒pLL3.7,获得重组质粒。分别将3个重组质粒转染293T细胞,均能表达标签蛋白并包装慢病毒。将3株重组病毒感染HD-11细胞,感染效率达95%以上。利用qRT-PCR进行检测分析显示,重组病毒干扰B-Fα基因表达,分别下调至39%、97%和61%。将其中干扰效果最佳的重组慢病毒(pLL-sh B-Fα-257)感染鸡源巨噬细胞系HD-11细胞,并检测IL-2、IL-4和IL-6的转录水平。结果显示,B-Fα基因表达下调的同时,IL基因转录水平受到不同程度的影响,其中IL-2表达下调(P0.01),IL-4上调(P0.05),IL-6没有明显变化。上述结果提示,应用基因沉默法可抑制B-Fα基因表达,并影响IL基因的转录水平,提示启动细胞免疫的B-Fα基因与下游调节免疫反应的细胞因子之间存在关联。本研究为深入探讨免疫反应的调控机理提供了基础资料。     

A food-grade system for inducible gene expression in Lactobacillus plantarum using an alanine racemase-encoding selection marker

Food-grade gene expression systems for lactic acid bacteria are useful for applications in the food industry. We describe a new food-grade host/vector system for Lactobacillus plantarum based on pSIP expression vectors and the use of the homologous alanine racemase gene (alr) as selection marker. A new series of expression vectors were constructed by exchanging the erythromycin resistance gene (erm) in pSIP vectors by the L. plantarum WCFS1 alr gene. The vectors were applied for the overexpression of β-galactosidase genes from L. reuteri L103 and L. plantarum WCFS1 in an alr deletion mutant of L. plantarum WCFS1. The expression levels obtained in this way, i.e. without the use of antibiotics, were comparable to the levels obtained with the conventional system based on selection for erythromycin resistance. The new system is suitable for the production of ingredients and additives for the food industry.     

Dvl1及其突变体腺病毒载体的构建与在MSCs中表达鉴定

Dvl1及其结构缺失突变体ΔDIX（dsh and axin）和ΔDEP（dsh,Egl-10 and pleckstrin）腺病毒载体的构建并验证其在MSCs（mesenchymal stem cells）中的表达情况。将目的基因定向克隆至pAdTrack-CMV穿梭载体上,并经PmeⅠ线性化后在BJ5183细菌中与pAdEasy-1骨架质粒同源重组,获得重组腺病毒载体,在QBI-293A细胞中包装及扩增,实时荧光定量PCR和Western bolt验证Dvl1在MSCs中的表达情况。经PCR、PacⅠ单酶切鉴定及测序分析,成功构建Ad-Dvl1、Ad-ΔDIX和Ad-ΔDEP腺病毒载体,目的基因序列与GenBank报道一致,并选出150 MOI为最适感染MSCs的感染复数,成功构建了Ad-Dvl1、Ad-ΔDIX和Ad-ΔDEP腺病毒载体,并获得高滴度的病毒子,qPCR和Western blot证实Dvl1在MSCs中高表达并增加了β-catenin在细胞中的累积,为进一步研究Dvl1在MSCs迁移过程的作用奠定了基础。     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视。本研究以pCAM-BIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体。通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用。组织化学检测结果表明：CaMV35S启动子调控下的iGUS（带内含子）基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子（带内含子）调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子（带内含子）驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生。Ubi1启动子（带内含子）调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用。本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义。     

鸡输卵管组织特异性分泌表达载体的构建和表达

摘要：为了实现外源基因在鸡(Gallus gallus )输卵管上皮细胞内的特异性分泌表达，采用RT-PCR的方法扩增了鸡溶菌酶基因的450 bp的cDNA片段，该片段保留了5ˊ端信号肽编码序列。将该片段插入到含有1.2 kb卵清蛋白5ˊ调控序列的特异性表达载体pOVA-GFP中，与绿色荧光蛋白基因形成融合基因，使融合蛋白具有分泌功能。新构建的分泌表达载体pOVALG转染鸡胚成纤维细胞和大鼠乳腺上皮细胞系SHZ-88后，成功地检测到了绿色荧光蛋白的表达。     

口蹄疫病毒3AB基因的克隆与原核表达

根据口蹄疫流行毒株设计一对包含3AB部分基因编码区的特异性引物,扩增出3AB基因550 bp的特异带,并将纯化的扩增产物克隆到pM D 18-T载体上。再用设计的酶切位点将3AB基因分别连接到两种原核表达载体上,构建了重组质粒pETCK S-3AB及pET 28a-3AB,转入BL 21菌中进行原核表达。SDS-PAGE电泳表明,3AB基因在两种表达系统中均高效表达。对表达的蛋白通过包涵体及切胶纯化的方法进行纯化,获得了高纯度的3AB蛋白。     

RPW2表达载体构建及对烟草的遗传转化

将RPW2基因插入表达载体pBI121的表达盒中,构建了RPW2组成型表达载体。通过农杆菌叶盘转化法转化烟草叶片,经卡那霉素筛选、PCR扩增和Southern杂交鉴定证明,RPW2基因已成功转入烟草细胞中,获得6个转基因株系。RT-PCR半定量分析表明,转基因烟草株系的叶片中有RPW2基因的表达。不同转基因株系表达量不同,转基因株系T-R2和T-R4表达量较高。转基因植株叶片上人工接种烟草赤星病菌液检测转基因植株的抗病性,结果表明,与对照植株相比转RPW2基因植株对烟草赤星病抗性显著增强,说明RPW2基因在烟草中也具有抗病能力。另外,转基因株系间RPW2基因表达量虽有差异,但抗病性没有显著差异。     

NDV-F基因稳定表达P815细胞株的建立

在成功地构建NDV-F基因真核表达载体pCDNA3-NDV-F的基础上,应用脂质体LipofectamineTM2000介导使其转染小鼠肥大细胞瘤细胞株（P815）,以G418加压筛选（600μg/ ml）得到稳定的克隆并扩大培养成系。应用Trizol法提取细胞RNA,经RT-PCR鉴定,转染细胞在1600bp处出现目的条带。收集转染细胞,经Western blot和免疫荧光法检测到目的蛋白的表达。进一步将获得的细胞株在液氮中冻存6个月以检测其稳定性,实验证明该细胞株仍能很好的表达F基因。本实验采用脂质体法已成功建立了能够稳定表达NDV-F基因细胞株,为进一步研究ND核酸疫苗的效果奠定良好的实验基础。     

利用转移PCR技术构建玉米SnRK2基因家族表达载体

在构建玉米蔗糖非酵解型蛋白激酶2(SnRK2)基因家族表达载体的过程中,因为表达载体可供选择的多克隆位点较少,且有些还与目的基因同源,所以采用转移PCR(T-PCR)扩增技术替代通常的酶切连接方法。为避免错误连接或未连接的第一轮T-PCR中间产物对退火温度不同的第二轮扩增循环产生干扰,本研究对T-PCR接头引物3'-端和5'-端的两段序列及其退火温度、引物、供体质粒和目标质粒模板的浓度,特别是温度循环程序进行设计和筛选,并用扩增构建的重组载体转化大肠杆菌感受态细胞,筛选阳性克隆,进行菌液PCR和测序验证。结果表明,在两条引物3'-端序列理论退火温度相差不大的情况下,T-PCR第一轮扩增的退火温度以低于或接近其中较低的理论退火温度为宜。但在两条引物3'-端序列理论退火温度相差较大的情况下,则应高于其中较低的理论退火温度。T-PCR第二轮扩增的退火温度,适当低于两条引物理论退火温度的平均值。按优化的温度循环程序,从供体质粒pMD19-T扩增ZmSnRK2基因家族8个成员的编码序列,并整合到目标载体pHBT95启动子下游特异位点,重组率达60%以上。综上表明,T-PCR对没有适用多克隆位点的载体构建的实用性较强。本研究通过优化的温度循环程序为表达或诱变载体构建提供了一定的理论参考。