玉米叶绿体表达载体构建及绿色荧光蛋白基因瞬时表达检测

Tps1是生物保护物质海藻糖的关键合酶基因.构建含Tps1的玉米叶绿体表达载体,首定从玉米叶绿体基因组中克隆16S/trnI-trnA/23S片段,作为定点整合同源片段;然后将编码酵母海藻糖合酶基因Tps1表达盒(Prrn-Tps1-TpsbA-ter)、草丁膦抗性基因Bar表达盒(RpsbApro-Bar-RpsbAter)、卡那霉素抗性基因Npt Ⅱ和绿色荧光蛋白基因Gfp构建的融和基因表达盒(Prrn-Npt Ⅱ/Gfp-RrbcLter)一起克隆到定点整合同源片段之间,构建了玉米叶绿体的稳定表达载体mTKGB.通过基因枪轰击法将mTKGB转化到玉米幼嫩叶片中,培养2 d后,在激光扫描共聚焦显微镜下脱测到玉米一些细胞的叶绿体中有很强的GFP绿色荧光,结果表明构建的载体可在玉米叶绿体中表达.     

绿色荧光蛋白基因银耳表达载体构建及表达

以银耳芽孢为材料,由载体pEGFP、pCAMBIA1300经过Hind III和EcoRⅠ双酶切、连接、转化,重组质粒酶切验证,笔者成功构建了由双孢蘑菇gpd启动子调控EGFP基因的银耳真核表达载体,命名pCB-BEGFP。采用电击转化法将携带EGFP基因的银耳表达载体pCB-BEGFP转化到银耳芽孢。提取4个转化子基因组DNA,用EGFP基因特异引物 PCR扩增,电泳结果表明有与EGFP基因大小一致的特异带出现;荧光显微镜观察在再生培养基上的转化子可看到很强的绿光;其中一个转化子蛋白SDS-PAGE电泳,结果发现在大约27kD处有一明显的蛋白条带出现,与预期的蛋白分子量相近。以上结果证明EGFP基因转入银耳芽孢中,双孢蘑菇启动子可以调控外源基因的在银耳芽孢中正确表达。     

pCB-zeolin-GFP表达载体的构建及瞬时表达

为利用荧光蛋白基因GFP检测外源基因在转基因植株中的表达和定位,构建含有GFP基因的植物表达载体pCB-zeolin-GFP。在目的基因的开放阅读框（ORF）两端设计引物,并引入酶切位点和保护碱基,用PCR方法从pDHA扩增得到zeolin基因的全长,克隆到中间载体pMD18-T,分别用NcoⅠ和BglⅡ2种限制性内切酶酶切重组质粒和经过改良的pCAMBIAI1302植物表达载体,经回收、连接、转化、鉴定后,利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞,通过共聚焦显微镜检测绿色荧光蛋白在洋葱表皮细胞中的瞬时表达。构建了zeolin基因与绿色荧光蛋白（GFP）融合的植物表达载体pCB-zeolin-GFP,并在洋葱中得到了表达。构建的融合植物表达载体pCB-zeolin-GFP正确,该载体的成功构建为今后进行基因转移、基因功能研究及培育新品种奠定了基础。     

红色荧光蛋白基因DsRed2植物表达载体的构建及遗传转化

本研究通过简单检测DsRed2基因的表型就能快速筛出含有目的基因的成熟籽粒。DsRed2是一种在激发光下呈红色的荧光蛋白,根据在GenBank中获得的DsRed2及其特异性启动子Ltp2的基因序列,设计特异性引物,并构建筛选标记为Bar基因的植物表达载体pCAMBIA3300-Ltp2-DsRed2,通过农杆菌介导法转入玉米品种郑单958中。经除草剂筛选获得210株抗性植株,PCR检测得到阳性植株80株,对PCR检测呈阳性的植株进行试纸条检测,结果表明红色荧光蛋白基因DsRed2已成功整合到玉米基因组中。通过标记基因的快速检测,从而减少后代筛选的工作量和降低制种成本,为转基因玉米新品种的筛选提供直观有效的筛选标记。     

植物病原菌诱导表达载体构建及在烟草中的瞬时表达研究

根据GenBank中植物病原物诱导型启动子碱基序列设计引物,以烟草基因组DNA为模板,扩增PPP3启动子。用PPP3替换pCAMBIA1301中与gus基因相连的35S启动子,构建重组质粒pCOMBIA ＋PPP3＋gus后导入农杆菌GV3101。通过农杆菌介导的瞬时表达技术将受PPPs控制的gus基因导入烟草。分别接种青枯菌和水杨酸24 h后,烟草叶片中检测到gus基因转录效率分别提高了27．94,17．69倍。表明PPP3启动子具有本底表达水平低、诱导表达活性强的特点。     

小反刍兽疫转基因苜蓿植物疫苗表达载体的构建

为预防小反刍兽疫,生产稳定高效的小反刍兽疫植物疫苗,本研究以小反刍兽疫病毒(PPRV)的F基因为目的基因,以p BI121为基本表达载体,绿色荧光蛋白基因(GFP基因)为标记基因,并通过添加核基质附着区序列(MAR序列)、驻内质网膜信号序列(KDEL序列),使用强启动子Cs VMV替换启动子Ca MV35S,以期使F基因在苜蓿中能够高效表达,并最终实现预防小反刍兽疫的目的。本实验最终成功构建了五条载体:p BI121-Cs VMV-GFP-F-MAR12-MAR34、p BI121-Cs VMV-GFP-F-KDEL-MAR12-MAR34、p BI121-Cs VMVF-MAR12-MAR34、p BI121-Cs VMV-F-KDEL-MAR12-MAR34、p BI121-F。     

尼罗罗非鱼绿色荧光蛋白/GH融合表达载体的构建及其在NIH293T细胞中的表达

从尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)脑垂体中分离其总RNA,经反转录合成为第一条cDNA链,再以第一条cDNA为模板,经过RT-PCR,克隆得到全长785bp的生长激素基因,序列分析表明：GH开放阅读框为615bp,共编码204个氨基酸;其中含有17个氨基酸的信号肽和187个氨基酸的成熟GH序列。同时我们将其插入到载体启动子下游,与增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)报告基因融合,重组质粒经菌液PCR、限制性内切酶酶切和测序进行鉴定。通过脂质体转染分别将pEGFP-GH重组表达载体、pEGFP-N1转到293T细胞中,以检测尼罗罗非鱼GH基因表达的活性。结果显示,阳性对照组pEGFP-N1,有荧光表达的细胞占90%以上;pEGFP-GH可见绿色荧光,但是有荧光表达的细胞较少,强度较弱。上述实验现象表明,所获得的尼罗罗非鱼GH基因具有较好的表达活性,能够在真核细胞中表达。     

DREB基因双T-DNA植物表达载体的构建及验证

W34基因经pGEM-T-EASY载体,克隆到pBDREB载体EcoRI位点,得到在Amp平板上生长的转化子pBW34-DREB质粒;质粒pBW34-DREB、pSPROK、pBlueks分别经Pst I／KpnI、KpnI／EcoRI、PstI／EcoRI双酶切,三片段连接构建成中间表达载体pBWD-Tnos;再用SmaI／EcoRV双酶切pBWD-Tnos。将回收的DREB基因的完整的表达结构元插入到经SmaI酶切的质粒载体pCDMAR-Hyg中,构建成双T-DNA植物表达载体pCDMAR-pWDT-Hyg,大小为13．59kb,经酶切鉴定,证明构建的载体与预期设计的一致。将此双T载体用农杆菌介导法转化玉米胚性愈伤组织,期望得到无选择标记的安全的转基因植物。     

绿色荧光蛋白及其在植物分子生物学中的应用

绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)是源于海洋生物多管水母属(Aequoria Victoria)的一种发光蛋白,能够自身催化形成生色团并在蓝光或紫外光激发下发出绿色荧光,能在活细胞内稳定表达。GFP的荧光反应不需要任何底物及辅助因子,使表达检测非常简单。同时,GFP在细胞中呈自主表达,没有细胞种类、位置和种属的特异性。GFP对受体细胞无毒性,对目的基因没有影响。因而可以很方便的对活体进行观察,来研究GFP基因的表达。由于GFP对光漂白、氧化剂、还原剂、酸、碱以及其它许多化学试剂具有极强的稳定性,因此,GFP作为报告基因可用来监测转基因的表达、信号转导、蛋白运输与定位等。本文对GFP基础理论研究及在植物分子生物学中的应用作了综述。     

稻瘟病菌两个效应蛋白基因原核表达和瞬时表达载体构建

为了研究稻瘟病菌效应蛋白基因功能,本研究构建了稻瘟病菌效应蛋白基因BAS1和BAS4与3×FLAG标签融合的原核表达载体及其与GFP融合的瞬时表达载体。以持有BAS1和BAS4基因的稻瘟病菌株的cDNA为模板,RT-PCR扩增目的基因BAS1和BAS4编码区,选用p3×FLAG-CMV-10为模板扩增3×FLAG基因,分别将BAS1和BAS4与3×FLAG连接到原核表达载体p GEX-4T-1中,获得原核表达载体p GEX-BAS1-3×FLAG和p GEX-BAS4-3×FLAG,测序结果表明克隆到的BAS1、BAS4和3×FLAG序列及连接方向正确。将构建好的原核表达载体转化到表达感受态细胞Transetta(DE3)中得到转化子,利用IPTG诱导表达原核表达产物,SDS-PAGE电泳结果表明,目的蛋白约为40 kD,与理论值相符。为了进一步研究BAS1和BAS4的亚细胞定位,利用同源重组方法构建了pBWA(V)HS-BAS1-GLosgfph和pBWA(V)HS-BAS4-GLosgfp瞬时表达载体。本研究所构建的BAS1和BAS4与3×FLAG融合的原核表达载体及瞬时表达载体将为进一步研究BAS1和BAS4功能及定位提供一定的实验基础。     

pVLT-EGFP载体构建及其在巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）表达研究

为了研究巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）在植物体内的定殖,利用酶切连接的方法,以增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）基因与表达载体pVLT-33为基本元件,构建了重组表达载体pVLT-EGFP,电转巴西固氮螺菌R7细胞,并利用实时荧光定量PCR (qPCR) 研究了不同温度、不同时间EGFP mRNA的表达情况。酶切及测序结果表明成功构建了pVLT-EGFP载体,并在荧光显微镜下观察到绿色荧光蛋白表达;qPCR结果显示：30 ℃,诱导9 h EGFP基因的表达水平最高。本研究成功构建了重组表达载体pVLT-EGFP,为实现pVLT-EGFP的可控表达及研究固氮菌在植物体内的定殖规律及促生长机理提供了一种有效的途径。     

维管特异表达启动子BSP的克隆与活性检测

为了研究维管特异表达启动子BSP的活性和组织特异性,从杨树基因组中克隆得到维管特异表达启动子BSP,利用该启动子与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因构建植物表达载体,采用基因枪法转化烟草叶片,并在高渗培养基上培养过夜,后转移到诱导培养基上(MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+Kan 100 mg/L)培养生根并长到一定高度后,剪下已形成维管组织的叶脉和根,制成切片,然后在OLYPUS BX51/BX52型荧光显微镜下用蓝光激发,观察各个组织细胞中的绿色荧光,同时以未转化的烟草材料做为对照。结果表明：BSP启动子所驱动的GFP基因在烟草的维管组织细胞中得到了高水平的表达,而在烟草的其他组织及对照的任何组织中几乎不表达。通过GFP在烟草维管组织中的瞬时表达,表明了该启动子具有维管组织特异性表达活性特点。     

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。     

pBⅠ121载体酶切位点添加及拟南芥Na~+/H~+逆向转运蛋白基因表达载体的构建

对pBI121载体GUS基因后的终止子序列(SacⅠ-EcoRⅠ)通过PCR扩增法进行了酶切位点的添加,即在SacⅠ后添加了XhoⅠ、在EcoRⅠ前添加了KpnⅠ。序列分析发现,两个酶切位点的添加是成功的,但扩增的终止子序列与原序列的同源性间有差异,即有4个碱基发生了变异,特别是第17个碱基位点出现了缺失。利用绿色荧光蛋白(GFP)对添加酶切位点载体进行了终止子活性的检测,结果发现,它与携带GFP的pBI121载体一样,GFP基因能正常表达,说明pBI121载体终止子序列酶切位点的添加是成功的。利用改造后的载体(pBI121-GZ)构建了CaMV35S启动子驱动AtNHX1基因的植物表达载体。     

绿竹cab-BO2基因的克隆及其表达载体的构建

捕光叶绿素a/b结合蛋白基因是绿色植物光合系统中的重要基因,其编码的蛋白与色素所形成的蛋白复合体在光化学反应、光保护等方面都起着重要的作用.采用RT-PCR技术和与RACE-PCR技术,从绿竹中克隆到捕光叶绿素a/b结合蛋白基因的全长cDNA编码区,命名为cab-BO2(GenBank登记号:EF088668).该基因编码区长为792 bp,编码263个氨基酸.通过加酶切位点的方法,将基因的编码区直接构建到载体pBI121多克隆位点.经过酶切检测,获得了包含35S启动子、cab基因、GUS报告基因和NOS终止区域的植物表达载体.     

马铃薯质体表达载体构建及GFP基因在块茎中的瞬时表达

利用高等植物质体基因组在进化中高度保守的特点, 根据烟草质体基因组全序列设计合成引物, PCR扩增并克隆了马铃薯质体的trnI-trnA基因片段。将测序正确的trnI基因和trnA基因作为定点整合外源基因的同源重组片段, 构建成包含Prrn-gfp-aadA-TpsbA表达盒的马铃薯质体定点转化载体pBMLSIA-GFP, 酶切鉴定表明, 所构建载体符合预期设计。采用该载体对马铃薯块茎进行基因枪法转化, 结果表明, GFP基因可在质体特异性启动子Prrn及终止子TpsbA的调控下在马铃薯块茎中瞬时高量表达, 经基因枪轰击后马铃薯块茎在紫外投射仪下产生很强的绿色荧光, 在距离为6 cm, 压力1 100 psi轰击2枪的条件下产生的绿色荧光最强。马铃薯块茎可溶性蛋白SDS-PAGE电泳分析表明, GFP蛋白表达量约占总可溶性蛋白的15.4%~30.2%, 均达到了较高的表达水平。该载体对后期马铃薯质体转化体系的建立和其他功能基因导入马铃薯质体进行性状改良具有重要应用价值。     

基于Gateway技术的拟南芥雄性不育GHF基因表达载体的构建

随着模式植物拟南芥全基因组测序工作的完成更多雄性不育相关基因功能需要阐明。利用拟南芥突变体库,从反向遗传学角度进行突变基因的功能研究需要构建相应的载体进行互补实验。Gateway技术是一种高效,快速的克隆系统。笔者利用Gateway克隆技术成功构建拟南芥GHF基因表达载体,并遗传转化拟南芥,为进一步阐明该基因功能奠定了基础。     

马铃薯晚疫病菌RxLR效应因子RD24基因克隆及其PVX表达载体构建与鉴定

马铃薯晚疫病病原菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans)在侵入寄主细胞的同时分泌效应因子(Effector),该类蛋白在晚疫病致病过程中发挥着关键作用,是抑制植物免疫的重要因素。PITG_RD24是马铃薯晚疫病菌位于细胞核核的一个重要效应因子。为了快速鉴定效应因子RD24在马铃薯中瞬时表达的状况及抗性情况,构建效应子RD24的PVX表达载体是十分必要的。本研究利用PCR、酶切、分子克隆等生物学技术,将RD24片段连接插入至PVX（pGR106）载体中,然后用热击法将连接产物转化至大肠杆菌DH10B感受态细胞中。通过PCR筛选、质粒提取、测序比对,结果表明成功获得含有目的表达载体pGR106·RD24的质粒,可为下一步筛选马铃薯广谱抗病基因研究提供必备载体。