基于绿色荧光蛋白瞬时表达的植物亚细胞定位方法

细胞是生命活动的基本单位,各种蛋白质都按照其功能有序地分布在细胞的每个分区中。蛋白质的亚细胞定位是功能基因组学的重要内容。目前植物蛋白质的亚细胞定位方法中应用较普遍的是借助于报告基因表达产物来实现目标蛋白定位的融合报告基因定位法,其中绿色荧光蛋白应用最为广泛。综述了基于绿色荧光蛋白瞬时表达的植物亚细胞定位方法,包括拟南芥原生质体瞬时表达、烟草叶片瞬时表达、洋葱表皮细胞瞬时表达等,同时对上述几种方法进行了比较分析。     

油菜Oleosin基因启动子的克隆、分析及瞬时表达

以甘蓝型油菜幼苗为材料,根据油脂蛋白Oleosin(O20)基因的启动子序列设计引物,PCR扩增了长度为935 bp的片段,把该片段连接到pBI101载体,GUS瞬时染色结果表明,该片段可以驱动GUS基因在油菜幼苗根部特异性表达。油菜油脂蛋白是一个蛋白质家族,为进一步鉴别扩增到的935 bp油脂蛋白启动子,该研究利用油菜基因组信息进行序列对比,结果表明935 bp的启动子和Oleosin(O20)的启动子序列之间有较多的变异,但和油菜1号染色体上的序列完全一致;1号染色体上紧跟的编码框序列和油脂蛋白Oleosin(O20)的编码框序列也完全一致,但油脂蛋白Oleosin(O20)的基因组序列要比油菜1号染色体的基因组序列短。通过PLACE和PlantCARE软件对935 bp启动子进行了扫描预测,结果表明该启动子中含有许多顺式作用元件,尤其是脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸这3个与激素有关的元件;将该研究扩增到的另一个928 bp长度的启动子与935 bp的启动子相比,前者启动子区域水杨酸顺式作用元件缺少了1个碱基,同时也缺失了1个碱基的片段,这些序列的变化可能是该启动子丧失活力的原因。     

菠萝叶基原生质体分离与瞬时转化体系的建立

【目的】研究菠萝叶基原生质体的高效分离方法,并对制备的原生质体进行瞬时转化,为利用菠萝原生质体进行菠萝基因功能研究提供技术支持。【方法】以‘巴厘’菠萝（Ananas comosus,‘Comtede Paris’）幼嫩叶片的叶基为材料,采用3因素3水平正交试验L₉(3³)分析纤维素酶质量浓度（6,12,20 g/L）、离析酶质量浓度（3,6,9 g/L）和甘露醇浓度（0.4,0.5,0.6 mol/L）对分离原生质体产量与活力的影响;同时,利用单因素试验（设置酶解时间2,4,6 h）筛选制备原生质体的最适酶解时间,确定分离菠萝叶基原生质体的最适条件;在最适条件下制备原生质体,采用聚乙二醇（PEG）介导法转化质粒,建立菠萝原生质体瞬时转化体系。【结果】L₉(3³)正交试验结果显示,不同处理分离的原生质体产量为1.01×10⁶~1.93×10⁶ g^-1,纤维素酶质量浓度是决定原生质体产量的关键因素;原生质体活力为65.55%~87.00%,甘露醇浓度对原生质体活力的贡献最大。最适酶解条件为：菠萝叶基在含12 g/L纤维素酶、6 g/L离析酶、0.6 mol/L甘露醇的酶液中避光酶解4 h,产量可达1.96×10⁶ g^-1,活力为85.54%。菠萝叶基原生质体通过PEG介导法转化pAN580-WRKY75质粒后,可在激光共聚焦显微镜下观察到核内的绿色荧光信号。【结论】确定了菠萝叶基原生质体的最适分离条件与瞬时转化方法,建立了适用于菠萝基因功能分析的原生质体瞬时表达体系。     

农杆菌介导的烟草瞬时表达影响因素研究

通过探究根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的烟草瞬时表达体系的影响因素,确定烟草瞬时表达的最佳条件,为目的基因的功能研究提供技术支持。利用马铃薯晚疫病抗性基因RB和致病疫霉菌效应基因Avrblb 1作为报告基因,采用农杆菌介导的注射渗透法,摸索农杆菌菌悬液OD600值和菌系(遗传背景)、烟草品种及其生长时期等因素,确定烟草高效的基因瞬时表达条件。研究结果表明:介导烟草基因瞬时表达的根癌农杆菌菌悬液适宜OD600值为0.3~0.8;在菌悬液OD600值为0.1及以上时,AGL1、GV3101和C58C1介导的报告基因瞬时表达效率相似,均引发较强的叶片坏死反应;在农杆菌菌悬液OD600值小于0.1时,AGL1介导的瞬时表达效率最高。测试的烟草品种都具备较高的瞬时表达效率,苗龄6~8周的烟草适合分析。通过测试农杆菌菌悬液OD600值和菌系(遗传背景)、烟草品种及其生长时期等因素,确定本氏烟和普通烟均可实现基因高效瞬时表达的条件。     

甘蓝型油菜FAD2基因调控序列的克隆及瞬时表达分析

油酸去饱和酶FAD2（fatty acid desaturase 2）是广泛存在于植物中的一种能催化油酸脱氢生成亚油酸的还原酶。根据GenBank上已知的甘蓝型油菜FAD2基因设计引物,以甘蓝型油菜（Brassica napus L.）叶片总DNA为模板,进行TAIL-PCR扩增,获得约1.4 kb片段并测序。序列比对结果说明该片段为已知的FAD2基因编码区上游序列。将该片段进行不同长度的5′端缺失,并用缺失后的序列替换pBI221-LUC质粒上的CaMV35S启动子,构建了甘蓝型油菜瞬时表达载体,进行油菜原生质体瞬时表达的初步研究,结果表明该序列5′端-669 bp至-1019 bp对报告基因表达水平有较大的影响。结合启动子预测分析结果,此片段中可能存在的赤霉素应答元件、光调控元件等顺式作用元件对FAD2基因的表达调控具有重要作用。     

小麦连体叶片高效瞬时表达体系的构建

分别以洋葱表皮和生长7d的小麦连体叶片为材料,采用HeliosTM基因枪将35S-sGFP-TYG-NOS(pUC19)外源基因导入植物细胞使其瞬时表达,摸索出一整套适合于小麦连体叶片高效瞬时表达体系的各项参数,包括:氦气压力、金粒子直径、PVP浓度、每次轰击的质粒DNA以及金粉用量等。并指出选用合适的质粒DNA浓度和多片小麦叶片同时轰击可有效提高转化效率。     

甘蓝型油菜HD-ZIP基因家族的鉴定和表达分析

为揭示HD-ZIP蛋白家族成员在甘蓝型油菜全基因组中的分布及相关特征,通过生物信息学方法共鉴定出74个HD-ZIP转录因子,分别被定位到甘蓝型油菜的19条染色体和8条随机序列;这74个HD-ZIP蛋白都含有高度保守的HD-ZIP结构域;系统发育进化树将该家族成员聚为4大类;共线性分析发现大部分基因不仅在A和C染色体组间存在共线性,而且在各自染色体组内也存在串联重复事件;基因表达分析发现,大部分HD-ZIP家族基因在根和叶中均有表达,并且在根中表达的基因多于叶片,受到盐胁迫处理时,大部分基因表达量会增加。初步明确了甘蓝型油菜HD-ZIP家族成员结构特点和相关功能,为进一步研究甘蓝型油菜HD-ZIP蛋白家族基因的生物学功能奠定了基础,为油菜抗性育种工作提供科学依据。     

犬瘟热病毒N蛋白基因真核表达质粒的构建与瞬时表达

[目的]构建犬细小病毒(CPV) VP2基因真核表达质粒,为研究核酸疫苗奠定基础.[方法]参考GenBank中发表的CDV N蛋白基因序列设计引物,采用RT - PCR方法从疑似犬瘟热病犬全血样品中扩增CDV N蛋白基因,将其克隆至真核表达载体pcDNA3.1(+).经测序验证后,小白鼠尾静脉注射瞬时表达CDV N蛋白基因,8h取其肝脏提取总RNA,进行RT - PCR方法扩增.[结果]在病犬的全血样品中扩增得到1 572 bp的CDV N蛋白基因片段,并构建了真核表达质粒pcDNA3.1(+)- CDV N,从瞬时表达的小白鼠肝脏总RNA中可扩增到目的条带.[结论]构建了犬瘟热病毒N蛋白基因真核表达质粒,并在小白鼠体内进行了瞬时表达.     

磁性纳米颗粒介导的椭圆小球藻转化体系的建立

旨在利用磁性纳米颗粒作为载体构建小球藻的新型转化方法,由于纳米载体技术已经被成功地应用于动、植物的遗传转化中,其主要优势是相对于传统转化技术更加便捷、高效。本研究首先利用磁性纳米颗粒吸附含有增强型绿色荧光蛋白基因(EGFP)的质粒载体pYBA1132,形成纳米颗粒-基因复合物,通过磁场作用对椭圆小球藻原生质体进行转化,进而观察EGFP基因在椭圆小球藻中的瞬时表达情况。结果表明,对椭圆小球藻细胞进行酶解处理并形成半原生质体/原生质体后,磁性纳米颗粒可以介导外源EGFP基因转入小球藻中,并能够进行瞬时表达,产生绿色荧光。     

基因枪转化甘蓝型油菜小孢子体系的建立

以甘蓝型油菜花油3号、湘油15号为材料,优化了甘蓝型油菜小孢子再生胚状体的条件,建立起甘蓝型油菜小孢子的高效再生体系。在主花序第1朵花开后第4d从主花序上取4．0-4．5mm花蕾,每mL NLN培养基接种1个花蕾的小孢子,在32℃起始热激培养36h,胚状体产生频率最高,花油3号达24．80个胚状体／花蕾,湘油15号达16．50个胚状体／花蕾。用基因枪转化甘蓝型油菜花油3号和湘油15号的小孢子,PCR-Southem检测证明获得了转基因植株。在小孢子培养前进行基因枪轰击及在胚状体诱导培养时进行筛选,转化频率较高,花油3号可达2．1株转基因植株／花蕾,湘油15号可达1．2株转基因植株／花蕾。     

甘蓝型油菜单倍体植株群体的构建

以油菜双低（低芥酸、低硫苷）品种＂沪油12＂的小孢子来源植株为试验材料,研究了供体植株不同外植体部位不定芽再生情况及影响不定芽诱导的一些因素,并对甘蓝型油菜小孢子来源的再生组培苗进行了染色体倍性的鉴定.结果表明,利用节间茎段进行不定芽诱导是一种较好的快速再生植株方式,具有出芽快,遗传特性保持好的特点.茎段具有较强的不定芽分化能力,而叶柄和叶片难以诱导分化出芽.通过优化培养基,建立了甘蓝型油菜小孢子来源植株茎段高频不定芽再生系统.通过对甘蓝型油菜组培苗的叶片气孔保卫细胞和根尖染色体数目的观察,确定了一批小孢子来源的单倍体植株.     

油菜雄性不育基因工程植株的建立及鉴定

用含有抗除草剂溴苯腈与雄性不育嵌合基因、抗除草剂溴苯腈与育性恢复嵌合基因转化油菜下胚轴组织，分化再生获得转基因雄性不育植株和育性恢复植株。用除草剂溴苯腈对转基因雄性不育植株和育性恢复植株进行抗性鉴定，抗性可达１０－３ｍｏｌ／Ｌ。再以抗溴苯腈基因为探针分别对其进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析，杂交结果均为阳性。对两种植株花器解剖表明，雄性不育植株的花丝明显比花柱短，花粉少，育性恢复植株与正常植株相同     

油菜(Brassica napus L.)BnPGIP基因克隆及其表达分析

以油菜品系甘蓝型油菜宁RS-1为植物材料,以南京油菜田里收集的核盘菌为致病菌,根据已经报道的油菜PGIP基因序列,设计简并引物。从宁RS-1基因组DNA中经PCR克隆到1条包含1个内含子与2个外显子的基因序列。序列比对分析显示,该基因与已公布的油菜PGIP1基因的核苷酸序列和氨基酸序列同源性均达99％,编码区序列全长9...     

油菜乙酰羟基酸合酶基因BnAHAS1的克隆及其重组蛋白质的原核表达

利用RT-PCR技术从甘蓝型油菜宁油16号(Brassica napus L.)中克隆到乙酰羟基酸合酶基因BnAHAS1的cDNA序列,该序列含有1个1 968 bp的开放阅读框,编码蛋白质655个氨基酸,分子量约为7.1×104,预测等电点为6.16。将该基因克隆到原核表达载体pCold II中,经酶切和测序鉴定后,将正确的重组质粒pCold IIBnAHAS1导入大肠杆菌BL21(DE3)。在15℃下以终浓度为1 mmol/L的IPTG诱导12 h后,获得预期大小的重组蛋白质His-BnAHAS1,并用Western blot确定此重组蛋白质为目的蛋白质。     

属间体细胞杂交创建甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其鉴定

 利用原生质体融合技,获得了甘蓝型油菜品种中双4号与新疆野生油菜野油18的对称性体细胞杂种。杂种当代建成的6株植株中有2株雄性不育株。用中双4号做轮回亲本与不育株回交,不育株率随回交代数增加而升高,至BC3代大部分株系的不育株率接近100%,到BC4代不育性稳定,群体中无育性分离现象。用波里马CMS的恢复系和保持系与其测交,6个甘蓝型油菜品系均可保持该不育系的不育性,表明该雄性不育胞质与Pol不育胞质不同。     

Establishment and Identification of Cytoplasmic Male Sterility in Brassica napus by Intergeneric Somatic Hybridization

Exploitation of novel cytoplasmic male sterility(CMS)is a main approach for widening the cytoplasmic genetic background of hybrid oilseed rape and avoiding epidemic risk in oilseed rape production.In this study,symmetric somatic hybrids between Brassicanapus var.Zhongshuang4 and Sinapis arvensis(Yeyou18)were produced by protoplast fusion.Two of the six established hybrids were male sterile showing trace or no pollen release upon flowering with non-or slightly extended stamens.Using Zhongshuang4 as a recurrent parent to pollinate the male sterile plants,the ratio of male sterile plants increased with the number of backcrosses.As early as in BC3 generation,most of the sterile families had nearly 100%sterile plants.Up to BC4 generation,the male sterility became stable and no fertility segregation was observed.All F1 progenies from tested crosses using restorer and maintainer lines of Polima CMS were 100%sterile,indicating that the established CMS by somatic hybridization is different from Polima CMS.The origin of the cytoplasm and potential use of this hovel CMS in oilseed rape breeding were discussed.Key wotds:Oilseed rape,Protoplast fusion,Cytoplasmic male sterility,Sinapis arvensis     

甘蓝型油菜花柄遗传转化体系的创建

为获得转基因油菜植株,以甘蓝型油菜品种特选4号花柄为外植体,确定了不定芽分化最佳培养基为MS+6-BA 3.0mg/L+NAA 0.1mg/L,并进行了花柄外植体的转化试验,得到了抗卡那霉素(Kan)植株,并对影响转化的一些因素进行了研究。结果表明:卡那霉素对芽再生均具有很强的抑制作用,最佳筛选浓度为15mg/L;花柄外植体在MS+3mg/L 6-BA+1.0mg/L 2,4-D培养基上预培养72h时,经农杆菌(OD600≈0.4)侵染3min后共培养2d,获得了抗卡那霉素并通过PCR鉴定和GUS报告基因检测的转基因植株15株,遗传转化效率为5.19%。     

甘蓝型油菜银染mRNA差别显示条件的建立及优化

mRNA差异显示技术是分析差异表达基因的强有力的工具。本实验针对油菜差别显示体系筛选优化,最终获得了差别显示体系。研究结果为:RNA模板在2μg,反转录产物用量为1.5μl时,可以扩增出较多且清晰的条带;PCR退火温度在40℃扩增条带清晰。该体系用于甘蓝型油菜低磷胁迫前后基因差异表达研究稳定可靠。     

甘蓝型油菜Kunitz蛋白酶抑制剂的异源表达与理化特征分析

利用毕赤酵母表达系统首次克隆表达了一个油菜籽来源的Kunitz蛋白酶抑制剂基因(RTI;rti),分离纯化后对该抑制剂进行了理化特征分析.结果显示:在摇瓶发酵水平,重组RTI诱导表达水平达到628 mg·L-1,抑制剂比活性达到69.6 TIU·mg-1蛋白;重组RTI在30～90℃可保持70％以上抑制活性,在pH 2...     

番茄叶片液泡转化酶基因植物反义表达载体的构建与瞬时表达

在分析植物液泡转化酶基因保守区序列的基础上,设计1对PCR引物,以番茄(中蔬四号)叶片总RNA的反转录产物为模板,扩增出长为668 bp的cDNA片段,并克隆入pMD-18 T simple载体。测序结果表明,所获得的片段为番茄液泡转化酶基因TIV1的片段;PCR和酶切分析表明,该片段已成功定向连入到双无载体pBinAR的CaMV 35S启动子和OCS终止子间,构建成反义植物表达载体pBinAR-aTIV1;菌落PCR表明质粒成功转化入农杆菌EHA105;瞬时表达证明该反义片段对番茄叶片液泡转化酶活性具有明显的抑制效果。