PmACRE基因的克隆及遗传转化拟南芥

Avr9/Cf-9 rapidly elicited(ACRE)gene是富含亮氨酸重复单元,参与蛋白与蛋白互作,特异性识别病原物激发子的关键基因,在植物抗病过程中有重要意义。利用RT-PCR从马尾松中克隆出Avr9/Cf-9 rapidly elicited gene,命名为PmACRE(Gen Bank登录号:MF630966)。测序结果显示,PmACRE c DNA序列全长862 bp,其中完整编码区长度624 bp,编码207个氨基酸;以PFGFP Bar 137质粒为基本载体,构建了由组成型CaMV35S启动子驱动PmACRE基因的植物表达载体PFGFP Bar 137-PmACRE;采用冻融法转入农杆菌AGL1菌株,通过花序浸染法对拟南芥进行了遗传转化,并获得了4株阳性苗,经目的基因ACRE和GFP基因双重PCR检测,证实目的基因已整合到拟南芥基因组中。研究结果为进一步分析马尾松ACRE基因的功能和深入揭示R基因调控马尾松响应松材线虫侵染的作用机制奠定基础。     

柑橘类枯草杆菌蛋白酶基因CcSubtilisin的克隆及遗传转化

以克里曼丁橘[Citrus clementina]叶片RNA为材料,采用RT-PCR技术克隆获得了一个编码类枯草杆菌蛋白酶的基因,命名为CcSubtilisin.该基因的开放阅读框(ORF)长度为2 337bp,预测可编码778个氨基酸残基的多肽.分析发现CcSubtilisin与拟南芥、蓖麻、番茄、毛果杨、大豆、挪威云杉、欧洲桤木、百合等18个物种的同源蛋白具有相同的4个保守区域,属于枯草杆菌蛋白酶.通过构建该基因的超表达载体并以沙田柚为材料进行遗传转化,获得了该基因的9个转基因沙田柚株系.实时定量PCR结果表明,4个用于检测的株系中有3株的表达量明显高于对照.     

水稻OsOle1基因的克隆及其遗传转化

[目的]克隆水稻OsOle1基因并对其进行遗传转化。[方法]通过RT-PCR方法对OsOle1基因进行克隆,将克隆出的OsOle1基因连接到pCAMBIA 1300上构建其超表达载体,并通过农杆菌介导对水稻愈伤进行了遗传转化。[结果]克隆出的OsOle1基因全长498bp,编码165个氨基酸,成功构建了其超表达载体Ub：：OsOe1-GUS,最终得到了转基因株系。[结论]为OsOle1基因的功能研究奠定了基础。     

水稻OsOle1基因的克隆及其遗传转化

[目的]克隆水稻OsOle1基因并对其进行遗传转化。[方法]通过RT-PCR方法对OsOle1基因进行克隆,将克隆出的OsOle1基因连接到pCAMBIA1300上构建其超表达载体,并通过农杆菌介导对水稻愈伤进行了遗传转化。[结果]克隆出的OsOle1基因全长498bp,编码165个氨基酸,成功构建了其超表达载体Ub：：OsOe1-GUS,最终得到了转基因株系。[结论]为OsOle1基因的功能研究奠定了基础。     

水稻OsSAMT1基因的克隆及其遗传转化

采用RT-PCR法从水稻中成功克隆了1个水杨酸甲酯转移酶基因(OsSAMT1),构建了该基因的超表达载体,通过农杆菌介导法转化粳稻品种日本晴,获得10个转基因阳性植株.生物信息学分析结果表明,水稻基因组中共有12个OsSAMT1的同源基因,它们分别属于第6和第11号染色体上的2个基因族,而位于第2号染色体上的OsSAMT1基因与第6号染色体上的同源基因具有更高的相似性.     

一个新杉木纤维素合酶ClCesA基因的克隆与植物表达载体构建

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,ClCseA基因在杉木的不同器官(根、茎、叶)中均有表达,但在杉木根中的表达含量最高,茎中次之,叶中最低.随后,为后续该基因功能验证提供基础,将ClCesA克隆到含有GFP标签和潮霉素抗性的p GWB506载体,构建植物过表达载体p GWB506-35S-ClCesA-GFP.     

杉木纤维素合成酶基因CesA的克隆及表达分析

通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)结合c DNA末端快速扩增(RACE)技术,从杉木Cunninghamia lanceolata中克隆到2个全长为3 235 bp和3 876 bp的纤维素合成酶基因c DNA序列,被分别命名为Cl Ces A1和Cl Ces A2,Gen Bank登录号分别为JQ844574和JQ844575。相应编码蛋白分别包含992和1 092个氨基酸残基,推测分子量为111 845.3 D和123 105.7 D,等电点为6.04和6.65。氨基酸序列分析发现,它们具有植物纤维素合成酶基因相应的结构特征——锌指结构,2个易变区CSRI和CSRII,2个保守区CRI和CRII,纤维素合成酶底物结合结构域"D,D,D,QVLRW",以及8个跨膜区。荧光定量PCR分析表明:Cl Ces A1和Cl Ces A2基因在茎中表达丰度均为最高,且成熟木质部中表达量均高于皮层中的相应数值;2个基因在根和针叶中的表达量相对较低。以具特殊材质性状的矮生杉木和正常杉木木质部为材料的进一步表达分析发现:Cl Ces A1和Cl Ces A2在正常杉木木质部中的表达量大约是矮生杉木表达量的2~12倍。2个杉木Ces A基因可能在杉木木材形成过程中具有重要作用。     

水稻PFP基因的克隆及其遗传转化

采用RT–PCR方法,成功克隆到1个与水稻苗期耐热相关的基因PFP,构建了该基因的超表达载体,通过基因枪法转化水稻品种中花17,获得9个转基因阳性植株,与对照相比,T1代转基因植株的苗期耐热性明显增强。33个代表性地方水稻品种的耐热表型与PFP基因型的相关性分析结果表明,PFP基因的基因型与品种的耐热表型存在显著的相关性。本研究中还分析了该基因在盐、4℃低温、PEG和ABA胁迫处理下的基因表达情况。     

玉米ZmAATP基因的克隆及遗传转化载体的构建

ATP-ADP转运蛋白(AATP)是质体内外能量供应和物质交换的重要载体,可以通过调节质体内外ATP浓度来影响质体内的合成代谢。本研究克隆了玉米ZmAATP基因,进化树分析显示ZmAATP蛋白与ATPase亲缘关系较近。进一步研发发现,授粉后随着玉米籽粒的发育和淀粉的积累,ZmAATP基因的表达量逐渐提高。另外,我们分别构建了由组成型启动子(Ubi)和胚乳特异型启动子(GluAI)驱动的ZmAATP基因的过量表达载体,为进一步研究该基因在玉米中的生物学功能奠定了基础。     

杉木遗传转化中抗生素种类和浓度的筛选

【目的】筛选适用于农杆菌介导的杉木遗传转化的抗生素种类和浓度,为杉木遗传转化体系建立提供理论依据。【方法】以杉木组培苗茎段和嫩芽为材料,探讨了潮霉素、卡那霉素和头孢霉素对其生长的影响以及对农杆菌GV3101的抑菌效果。【结果】潮霉素浓度为40 mg/L和60 mg/L时,杉木嫩芽和茎段培养42 d存活率分别为8.78%、13.97%和7.05%、5.93%,表现出良好的效果;80 mg/L时,其生长完全被抑制。卡那霉素浓度为100 mg/L时,杉木嫩芽和茎段在80 d时存活率仍高达75.04%和80.37%。300 mg/L的抗生素抑菌剂头孢霉素能有效抑制农杆菌GV3101生长,且该浓度下杉木嫩芽及茎段增殖效果良好。【结论】在以杉木嫩芽和茎段为受体材料的遗传转化体系中,40~60 mg/L和60~80 mg/L的潮霉素可作为杉木遗传转化抗性苗二次筛选的选择压,300 mg/L头孢霉素可作为农杆菌GV3101的抑菌浓度。     

杉木蔗糖转运蛋白SUT基因的克隆和功能分析

蔗糖转运蛋白又称蔗糖-质子共转运蛋白,简称SUT(sucrose transporter)或者SUC(sucrose carriers),主要担负植物光合产物——蔗糖的跨膜运输与分配调控,在植物体内完成使蔗糖从“源”到“库”的运输。采用CTAB法提取杉木总RNA,通过RT-PCR得到cDNA,设计基因特异性引物,从1年生无性系杉木幼苗嫩叶中克隆SUT基因,并利用生物信息学方法分析SUT的基本结构、进化关系、理化性质。结果表明,在电泳图上总RNA的结构完整,28 S的亮度约为18 S的2倍;A260/A280为2.20,A260/A230为2.31;杉木SUT基因编码区全长为1 782 bp,共编码593个氨基酸,是具有SUT基因家族的典型12个跨膜区;通过系统进化树的分析发现,杉木SUT与无油樟SUT的亲缘性较高,SUT蛋白属于疏水性蛋白。     

黄瓜(Cucumis sativus L.)果瘤基因Tu表达载体构建及遗传转化

为了进一步优化黄瓜遗传转化体系,提高遗传转化效率,构建含有自身启动子的黄瓜果瘤基因(Tu)表达载体pCAMBIA2301-Tu,将表达载体通过电击法导入农杆菌菌株GV3101中,进行农杆菌介导的黄瓜遗传转化的研究。使用限制性内切酶KpnI和BamHI对质粒pCAMBIA2301和Tu基因PCR产物进行双酶切,回收目的片段,连接后成功构建Tu基因表达载体。通过优化遗传转化的生根条件以及抑制农杆菌生长条件,一定程度上提高了遗传转化的效率。580个外植体通过抗生素筛选获得的18株再生苗进行PCR检测和测序鉴定,最终获得8株阳性转化苗,转化效率为1.37%。     

烟草orf25基因植物表达载体的构建及遗传转化

为更好地研究烟草雄性不育的机理,构建orf25基因的植物表达载体。orf25基因是ATP合成酶F(0)部分的4个亚基因之一。以雄性不育烟草MS革新3号为受体材料,利用组成型启动子Ca MV35S构建orf25基因植物表达载体,将表达载体p BI121-orf25导入根癌农杆菌LBA4404。采用根癌农杆菌介导orf25基因遗传转化MS革新3号,结果证明载体上的目的基因orf25已整合到烟草基因组中,并获得了52株转p BI121-Ca MV35Sorf25基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株有14株,转化率为26.9%。为下一步研究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系提供依据。     

柑橘类植物GPAT基因片段克隆和SNP分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶基因是与植物抗冷性强弱密切相关的基因。根据已报道的各种植物GPAT基因的氨基酸序列上前后两个保守区设计1对简并引物,采用RT-PCR技术,分别从琯溪蜜柚、马家柚、莽山野橘等8种柑橘类植物中克隆得到315bp的GPAT基因片段。使用DNA Star5.0软件对8个片段序列进行同源性比较,8个片段的核苷酸同源性高达97.8%,与其它植物GPAT基因核苷酸序列的同源性都在72.5%以上;经过氨基酸序列推导,每个GPAT基因片段分别编码105个氨基酸,8个片段的氨基酸同源性为95.2%,与其它植物GPAT基因的氨基酸序列同源性在68.9%以上。试验克隆所得8种柑橘类植物GPAT基因片段序列存在明显的单核苷酸变异,在14个核苷酸位点存在SNPs(single nucleotide polymorphisms),导致6个氨基酸位点发生变异,多态性频率为1SNP/22.5bp,核苷酸变异度为4.45%,氨基酸变异度为5.71%。采用NJ聚类法对克隆片段的核苷酸序列进行了遗传多样性分析。     

BcMF3反义基因植物表达载体的构建及其对拟南芥的遗传转化

根据编码白菜(Brassica rapa L. ssp. chinensis,syn B. campestris ssp. chinensis)果胶甲酯酶的BcMF3 基因cDNA 序列内部第1 343～1 797个碱基之间序列设计引物,从白菜花蕾cDNA中PCR扩增出455 bp的片段,把该片段作为反义基因连接至双元载体pBI12l上,得到了植物表达栽体pBI-B3,并用"三亲杂交"法导入农杆菌LBA4404菌株中,PCR扩增和酶切结果表明所构建的植物表达载体pBI-B3含有BcMF3 反义基因片断,并已导入了根癌农杆菌(Agrobacterinm tumefuciens)中;采用花序浸润法转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)后,播种筛选浸润植株的种子获得了5 株卡那霉素抗性植株,PCR 扩增证明BcMF3反义片段成功整合到拟南芥基因组中;转基因拟南芥子代(T2)的抗性分离符合孟德尔分离比例,表明外源基因是单一位点插入.     

拟南芥蛋白磷酸酶基因AtPP2C的克隆及植物表达载体的构建

根据GenBank中已发表的拟南芥蛋白磷酸酶基因AtPP2C(AT1g07430)的cDNA序列设计并合成了1对引物。通过RT-PCR方法从NaCl处理的拟南芥总RNA中扩增出AtPP2C基因的全长cDNA片段,采用gateway技术中的BP反应将其克隆到pDONR201中。测序表明,该片段与GenBank上报道的序列具有100%的同源性。采用gateway技术中的LR反应,以植物表达载体pLEELA为基础,构建了由组成型启动子35S调控的AtPP2C基因的植物表达载体pLAT35S。     

转紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14大豆研究

为获得磷高效利用转基因大豆新材料,构建紫色酸性磷酸酶基因GmPAP14超表达载体pBI121-GmPAP14与pCAMBIA3301-GmPAP14,通过农杆菌介导子叶节转化技术将2个载体分别转入高产优质大豆品种,并分析了GmPAP14在转基因植株内的表达情况。结果显示,利用PCR和DNA测序分析可检测到转化植株中的目的条带,其中,转入p BI121-GmPAP14载体的保豆3号阳性植株有6株;转入pCAMBIA3301-GmPAP14载体的中豆32有9株,冀豆12有11株,农大豆2号20株。进一步将上述T0植株自交,目前已获得T_1转基因后代;经实时定量PCR检测,部分株系的GmPAP14表达量显著高于野生型对照,说明GmPAP14已整合到大豆基因组,并能够在转录水平正常表达。     

拟南芥AGL15基因的克隆及其植物超表达载体的构建

为了研究AGL15基因在种子发育过程中的作用,应用聚合酶链式反应技术(PCR)扩增了拟南芥AGL15基因,并将其克隆到pMD20-T vector载体上,对重组子进行PCR检测和限制性内切酶分析,并测定了该基因全序列。结果表明,该基因全长为807bp。将拟南芥AGL15基因定向克隆到植物表达载体pCambia1301的35S启动子下游,双酶切鉴定结果表明,AGL15基因在双元表达载体中的插入位置和方向都正确,即成功构建了该基因的植物超表达载体。     

猪心脏脂肪酸结合蛋白基因的克隆和测序分析

 根据GeneBank发表的猪心脏脂肪酸结合蛋白（heart fatty acid-binding protein,H-FABP）基因序列,设计合成一对引物,从杜长大三元杂交猪的腰大肌中提取总RNA,对H-FABP基因进行RT-PCR扩增,产物经琼脂糖电泳分析,呈现一条约124 bp的条带,回收纯化后,将其克隆至pMD18-T质粒载体中,然后进行核苷酸序列分析。与GeneBank中报道的H-FABP基因比较后发现,该基因片段与其它的核苷酸的同源性为94%～100%,推导的氨基酸的同源性为100%.     

苦豆子凝集素基因植物表达载体的构建及其对烟草的转化

[目的]了解苦豆子凝集素基因(SAL)的功能,将该基因构建到植物表达载体并转化烟草,获得转基因植株.[方法]利用RT-PCR技术,提取苦豆子总RNA进行反转录得到cDNA,通过PCR扩增得到苦豆子凝集素基因SAL,并将其克隆到植物表达载体pCAMBIA1301上,产生重组质粒pCAMBIA1301-SAL.采用农杆菌介导法将重组质粒转化烟草,并进行分析鉴定.[结果]构建了植物表达载体pCAMBIA1301-SAL,转化烟草后经筛选获得76株转基因植株,经抗性筛选及PCR和RT-PCR鉴定,其中27株显示为阳性植株.[结论]苦豆子凝集素基因已经在烟草中成功表达,为进一步研究验证转基因烟草的抗病效果奠定了基础.