一种无标记基因植物表达载体的改造方法

利用无标记基因表达载体开展转基因植物研究,是获得无标记基因转基因植物、保证转基因生物安全的手段之一。文章报道了一种无标记基因植物转化载体的改造方法,通过AseⅠ单酶切可去除pCAMBIA1300植物转化载体内潮霉素标记基因完整表达框架。试验应用结果表明,利用此表达载体进行共转化研究,可获得不含标记基因、只含目的基因的转基因植株。此方法可在植物共转化研究中广泛应用。     

以DsRed2基因为可视标记的双T-DNA共转化载体的构建

本研究构建了以红色荧光蛋白基因DsRed2作为可视标记的双T-DNA共转化载体PCDMAR-DsRed2-hpt.该载体含有2个独立的T-DNA结构区,其中一个T-DNA区同时含有选择标记基因hpt和红色荧光蛋白基因DsRed2;另一个T-DNA区含有一个通用的多克隆位点,可任意插入目的基因,在多克隆位点两端含有两段顺式重复的烟草Rb7MARs,用来增强目的基因的稳定表达.此载体可用于高效培育无选择标记的转基因植物.     

无选择标记的甜瓜a-ACO1基因植物表达载体的构建及对烟草的共转化效果

从植物表达载体pCB-aACO1的T-DNA区段上切去nptⅡ基因,构建了无选择标记植物表达载体pCD-aACO1,其T-DNA区段只含有目的基因a-ACO1和GUS基因.从另一植物表达载体pCAMBIA2301的T-DNA区段切去GUS基因,构建了植物表达载体pCAMBIA2302,其T-DNA区段其只含有nptⅡ基因.用这2种新载体共转化烟草,在对40株抗性转基因烟草的PCR检测中,有14株扩增出a-ACO1基因,共转化率为35%.     

可去除选择标记的DREB基因双T-DNA载体共转化玉米

通过体外重组构建双T-DNA双元载体pCDMARpWDT-Hyg,选择标记基因hpt(hygromycin phospho-transferase)和抗逆转录因子基因DREB分别位于两个独立的T-DNA。用农杆菌介导法转化玉米胚性愈伤组织,通过在抗性培养基上严格筛选,在获得的再生转化植株中,同时整合hpt基因和DREB基因的共转化率达到26·3%。该转化系统的建立为下一步得到无选择标记的转基因植株奠定基础。此外,本实验还通过gus基因的瞬时表达分析了农杆菌转化玉米的影响因素。     

利用同源转基因技术培育氮高效利用转基因水稻

为了提高水稻对氮素的吸收利用率,培育不含任何标记基因、报告基因和载体骨架序列的转基因水稻,从硅藻中克隆了硝酸盐转运蛋白(Diatom Nitrate Transporter, NAT)基因,构建了3个植物表达载体：可使NAT在水稻中高效表达但无抗性筛选标记基因的植物表达载体pANW2300K-、带有负选择标记—大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶CodA的正负筛选植物表达载体pCodA1301和植物表达载体pIpt121。明确Ipt基因可显著抑制转基因烟草的生长发育,但对水稻的影响较小;建立了以短暂选择和正负筛选为基础的水稻同源转基因技术;获得了 18 株有目标基因NAT,但不含任何筛选标记基因和载体的骨架序列的转基因水稻植株,转化率达27.7%;实现了同源转基因技术在水稻中的应用,这在国内尚属首例。     

含抗草甘膦CP4-EPSPS基因和耐逆Trihelix类转录因子GmGT-2A基因的植物表达载体构建及转化验证

高效易用的植物表达载体在基因功能相关研究中起着重要的作用。以植物表达载体p BA002为基础载体,使用抗草甘膦CP4-EPSPS基因替换原载体的Bar筛选标记基因,获得新的植物表达载体p ES002。将大豆耐逆相关Trihelix类转录因子Gm GT-2A连接到p ES002,构建了同时含耐逆相关基因和抗除草剂标记基因的植物表达载体p ES002-Gm GT-2A。利用农杆菌介导的花序浸润法转化拟南芥,并对转基因植株进行抗草甘膦和耐盐性鉴定。结果表明,转基因植株在抗草甘膦和耐盐性上均显著强于对照,表明该载体可以用于转基因相关的基因功能研究。     

无选择标记转高赖氨酸蛋白基因水稻植株的培育

利用农杆菌介导遗传转化方法,将带有分别由Ubi组成型启动子和GluB-4水稻种子特异型启动子调控的GsHLP2/GsHLP8基因、选择标记基因为Bar基因的双T-DNA植物表达载体pTTBUG2、pTTBUG8、pTTBGG2、pTTBGG8转入水稻。共获得转化苗124株,PCR结果表明,高赖氨酸蛋白基因GsHLP2/GsHLP8及Bar基因已经共转化到水稻基因组上,共转化率为61.1%。通过Bialaphos抗性试验对转基因后代进行抗性检测,结果表明T1种子对Bialaphos的抗性出现分离。进而对T1代植株进行PCR检测,获得只含有目的基因而不含有选择标记基因的植株,为培育无选择标记转高赖氨酸蛋白基因水稻提供材料。     

转Wx-cDNA基因水稻无抗性选择标记植株的筛选

本试验以直链淀粉含量不同的粳稻品种武香9915和糯稻品种苏御糯、广陵香糯为受体材料,运用根癌农杆菌介导的双载体共转化技术分别将含有潮霉素抗性(HPT)选择标记基因和Wx-cDNA的2个T-DNA区序列导入上述受体中,获得了大量转基因水稻植株。对转基因水稻植株进行PCR检测,结果表明:目的基因和潮霉素抗性选择标记基因可以共整合到细胞中,并可以在后代中发生分离,从而可以筛选出仅含有目的基因而不含选择标记基因的转基因植株。     

利用Cre/lox定位重组系统获得无选择标记GFP转基因烟草

【目的】利用Cre/lox系统具有的特异重组特性,以绿色荧光蛋白GFP为目的基因,获得无选择标记的GFP转基因烟草。【方法】将Bar基因表达盒置于两个同向lox位点之间并与GFP基因表达盒融合后获得相应植物表达载体,转化烟草后获得抗除草剂Basta的GFP转基因植株。GFP转基因植株叶盘二次转化导入重组酶Cre基因后,实现与GFP基因连锁的Bar基因表达盒剔除,剔除Bar基因的植株开花后自交使重组酶Cre基因分离,获得无选择标记的GFP转基因烟草。【结果】将含Bar基因表达盒以及GFP基因表达盒的植物表达载体转化烟草Wisconsin 38后获得了抗除草剂Basta以及GFP荧光表达的转基因植株。随机抽取5株转基因植株二次转化导入Cre基因,所获得的再生植株叶盘进行Basta的抗性检测,绝大多数单株对应叶盘在含8 mg•L-1 PPT（phosphinothricin）的筛选培养基上无法再生死亡,删除效率在76%～100%。对Bar基因删除后区域片段进行克隆测序分析显示,Bar基因表达盒已经被精确删除。Bar基因删除植株开花后自交,获得的自交后代进行NPTⅡ抗性检测,NPTⅡ敏感植株分子检测显示均只含有GFP基因。【结论】利用Cre/lox系统获得烟草无选择标记的转基因植物是稳定可行的,可广泛应用于其它无选择标记转基因植物的培育。     

利用转基因番茄表达人成纤维细胞生长因子21(FGF21)

【目的】在番茄中表达人成纤维细胞生长因子-21(Fibroblast growth factor-21,FGF21),为利用植物反应器规模化生产FGF21奠定基础。【方法】以甘露糖-6-磷酸异构酶基因(pmi)作为转基因植物的选择标记,将人源fgf21基因克隆至表达载体pCAMBIA1390RⅡ(简写为p1390RⅡ)上,构建重组表达质粒p1390 RⅡMFGF21。采用冻融法将质粒p1390RⅡMFGF21转入根瘤农杆菌EHA105,叶盘法转化番茄(Lycopersicon esculentum)"中蔬6号",采用PCR检测、Southern杂交筛选转基因番茄阳性植株,并对FGF21蛋白在转基因番茄叶片中的表达进行了Western blot分析。【结果】成功构建了带pmi安全选择标记基因的植物双元表达载体p1390RⅡMFGF21,在番茄中初步建立了以pmi为选择标记基因的遗传转化体系,共获得了26株转基因番茄植株,其中5株为阳性克隆,转化率为19.2%。采用PCR扩增和Southern blot分析进行检测,结果表明,重组fgf21基因已整合到转基因番茄基因组中。Western blot分析检测结果显示,FGF21蛋白在转基因番茄叶片中有一定水平的表达,并具有良好的抗原性。【结论】获得了以pmi为选择标记成功表达FGF21蛋白的转基因番茄遗传体系。     

农杆菌介导大麦无筛选标记转基因植株的获得

【目的】目前,国内外大麦遗传转化主要利用Golden Promise品种,基因依赖性严重,尤其是大麦的转化效率较低,并且获得安全型转基因大麦植株对其进一步产业化非常重要。建立高效、无筛选标记大麦遗传转化体系,拓展大麦遗传转化的受体基因型,为大麦基因功能解析和大麦转基因育种及商业化种植提供技术保障。【方法】以优良大麦品种Vlamingh为受体,取开花授粉后14 d左右的幼胚为转化材料,通过对培养基成分及培养步骤优化,建立农杆菌介导的高效遗传转化体系,并利用该体系将Bar和GUS在不同T-DNA区段的双T-DNA表达载体pWMB123转化大麦,获得候选转基因植株,然后利用PCR、Bar试纸条、组织化学染色和Southern blot等检测方法,在T1代转基因植株中成功获得无筛选标记大麦转基因植株。【结果】在愈伤组织分化阶段,发现培养基中添加1.0 mg·L~(-1) KT、0.5 mg·L~(-1) 6-BA和0.05 mg·L~(-1) NAA明显促进愈伤组织分化。在转基因植株生根阶段,发现采用添加1.0 mg·L~(-1)的IBA的SM1(无其他生长素)的生根效果最佳,培养基中添加2.5 mg·L~(-1) CuSO4显著降低了大麦转基因植株白化现象。共转化了138个幼胚,最终获得14株大麦转基因植株,转化效率10.14%。PCR、Bar试纸条、GUS染色等检测证实,T0代转基因植株中均含有Bar,而仅有10株含有GUS,2个T-DNA的共转化效率为71.43%。选取4个同时含有Bar和GUS的转基因植株,对其自交后代进行检测,在BL8株系中筛选到2株只含GUS而不含Bar的转基因植株,无筛选标记效率为6.9%。在T1代转基因植株中对Bar和GUS进行了Southern blot鉴定,发现在多数转基因植株中Bar和GUS均为多拷贝整合,进一步证实BL8-15和BL8-19为无筛选标记的转基因植株。【结论】利用大麦品种Vlamingh为转化材料可以较高效率获得转基因植株,提高愈伤组织分化效率和转基因植株生根效率,降低转基因植株白化现象。利用农杆菌介导双T-DNA表达载体转化大麦,成功获得了无筛选标记转基因植株。     

人成纤维细胞生长因子-21的拟南芥油体表达系统构建

【目的】利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)油体系统表达人成纤维细胞生长因子-21(Fibroblastgrowth factor-21,FGF21),为利用植物油体表达系统规模化生产FGF21奠定基础。【方法】以磷酸甘露糖异构酶(PMI)基因作为转基因植物的安全筛选标记,将带有组氨酸标签的人源FGF21基因与大豆油体蛋白基因融合,克隆至大豆油体蛋白启动子驱动的表达载体pCAMBIA1390MDo(p1390MDo)上,构建植物双元表达载体p1390MDoFGF21。采用冻融法将植物双元表达载体p1390MDoFGF21转入农杆菌GV3101,花粉管导入法转化拟南芥,采用PCR检测、Southern blot筛选转基因拟南芥阳性植株(T0),并对FGF21蛋白在转基因拟南芥种子(T1)中的表达进行Western blot分析。【结果】成功构建了带PMI安全筛选标记的植物双元表达载体p1390MDoFGF21。PCR扩增和Southern blot分析结果表明,重组FGF21融合基因以单拷贝和多拷贝2种方式已整合到转基因拟南芥基因组中。BandScand 5.0软件和Western blot分析结果显示,FGF21融合蛋白约占转基因拟南芥种子可溶性蛋白的3.76%,并具有良好的免疫原性。【结论】FGF21融合基因已经转入拟南芥中,并在以PMI为选择标记的转基因拟南芥种子中成功高效表达。     

利用转基因番茄表达血管内皮生长因子的研究

【目的】应用基因工程技术,获得表达血管内皮生长因子（VEGF）的转基因番茄植株,为以番茄作为生物反应器生产药用蛋白奠定基础。【方法】利用植物偏好的密码子改造合成VEGF基因全长,构建植物表达载体p1390RVEGF,通过农杆菌菌株EHA105介导将其T-DNA区转入到番茄细胞中,再生后获得转基因番茄植株,对其进行分子和蛋白水平检测。【结果】成功构建了植物整株表达载体p1390R-VEGF,建立了高频的番茄再生培养体系;PCR检测、Southern blot和Western blot检测结果表明,VEGF基因已经转入番茄中,并成功得到了表达。【结论】得到了转基因番茄植株和果实,且VEGF蛋白有良好的抗原性。     

籼稻GAD基因的克隆、序列分析及其植物表达载体构建

[目的]克隆籼稻谷氨酸脱羧酶(GAD)基因的全长cDNA,并进行序列分析和植物表达载体构建,为改良水稻的营养保健品质奠定基础.[方法]根据已知植物GAD基因的保守区域设计引物,以高GABA籼稻品系“新-9-4”的胚芽为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆GAD基因的全长cDNA;扩增其编码序列,构建双T-DNA植物表达载体.[结果]扩增获得长1962 bp的籼稻GAD基因全长cDNA(OsiGAD),包含1479 bp的开放阅读框,编码492个氨基酸.OsiGAD与已报道的水稻GAD基因OsGAD1、OsGAD2、OsGAD3的核苷酸序列同源性分别为67.1%、69.4%、98.3%,推导氨基酸序列的同源性分别为77.6%、70.1%、100.0%.OsiGAD蛋白序列具有磷酸吡哆醛结合位点和与钙调蛋白结合的C端延伸区域;构建了其具有水稻胚乳特异表达特性的双T-DNA植物高效表达载体pCDMAR-OsiGAD-hpt,选择标记基因和OsiGAD-因分别位于此载体的两个不同T-DNA区.[结论]克隆获得的籼稻GAD基因OsiGAD长1962 bp,并成功构建了其双T-DNA植物高效表达载体.     

无选择标记的高光效基因植物表达载体的构建

构建无选择标记的玉米高光效基因植物表达载体,旨在利用共转化系统获得无标记基因的高光效转基因植物.     

利用转基因番茄表达人成纤维细胞生长因子21(FGF21)

【目的】在番茄中表达人成纤维细胞生长因子-21（Fibroblast growth factor-21,FGF21）,为利用植物反应器规模化生产FGF21奠定基础。【方法】以甘露糖-6-磷酸异构酶基因（pmi）作为转基因植物的选择标记,将人源fgf21基因克隆至表达载体pCAMBIA1390RⅡ（简写为p1390RⅡ）上,构建重组表达质粒p1390 RⅡMFGF21。采用冻融法将质粒p1390RⅡMFGF21转入根瘤农杆菌EHA105,叶盘法转化番茄(Lycopersicon esculentum)“中蔬6号”,采用PCR检测、Southern杂交筛选转基因番茄阳性植株,并对FGF21蛋白在转基因番茄叶片中的表达进行了Western blot分析。【结果】成功构建了带pmi安全选择标记基因的植物双元表达载体p1390RⅡMFGF21,在番茄中初步建立了以pmi为选择标记基因的遗传转化体系,共获得了26株转基因番茄植株,其中5株为阳性克隆,转化率为19.2%。采用PCR扩增和Southern blot分析进行检测,结果表明,重组fgf21基因已整合到转基因番茄基因组中。Western blot分析检测结果显示,FGF21蛋白在转基因番茄叶片中有一定水平的表达,并具有良好的抗原性。【结论】获得了以pmi为选择标记成功表达FGF21蛋白的转基因番茄遗传体系。     

无抗性选择标记转AP1基因抗病水稻新品系的选育

 为获得无任何抗生素抗性基因的抗病转基因水稻新品系，将克隆自甜椒的两亲性蛋白AP1基因与潮霉素抗性选择标记基因（HPT）分别构建位于同一农杆菌双元载体上的两个独立的T-DNA区中，并经农杆菌介导，将其导入江苏省推广的两个粳稻品种广陵香粳和武香粳9号中，获得了一批转基因水稻植株。PCR和Southern杂交分析表明，AP1基因和HPT基因已同时导入受体基因组中，并从共转化植株的自交后代中筛选到了无HPT基因的转AP1基因水稻植株。结合田间农艺性状考察，选育了多个无抗性选择标记基因的纯合转AP1基因水稻新品系；抗病性鉴定结果表明，转AP1基因水稻对稻白叶枯病的抗性与未转化对照相比有显著提高，部分转基因水稻对纹枯病的抗性与未转化对照相比也有一定程度的提高。     

利用烟草表达一种新型鲑鱼降钙素的初步研究

利用烟草表达一种新型鲑鱼降钙素,以期为利用植物系统表达鲑鱼降钙素的研究提供理论参考。首先构建含外源基因“p il-m sCT”的植物双元表达载体p35S-2300-tw in T-DNA s∶p il-m sCT∶NO S-ter,然后通过农杆菌介导法转化烟草,获得卡那霉素抗性烟草128株,其中PCR阳性植株14株(阳性率10.94%);Sou thern b lotting分析表明外源基因已整合到烟草基因组中,拷贝数为2~8个;半定量RT-PCR结果显示,转基因烟草株间“p il-m sCT”转录水平存在较大差异。     

拟南芥LOF1基因在赤霉素调控开花过程中的功能

以拟南芥侧生器官融合基因LOF1的T-DNA插入突变体lof1-2和p35S:LOF1过表达转基因植株为研究材料,通过观察突变体和过表达转基因植株的表型及其对赤霉素的响应,探讨了该基因在赤霉素调控开花过程中的功能.结果表明,LOF1基因在拟南芥中的过表达导致转基因植物提前开花.突变体lof1-2对施加的外源赤霉素更加敏...     

去除标记基因的水稻转基因研究

以p1300(含潮霉素抗性标记基因)和p13W8(含反义蜡质基因)为供体DNA，通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的方法，对水稻品种寒丰B的幼胚愈伤组织进行共转化，获得35份转基因植株。经PCR检测，有5份检测到反义蜡质基因和潮霉素抗性基因共存。在其T1代材料中，通过PCR检测获得24份只带有反义蜡质基因而无潮霉素标记基因的转基因植株。结果证明：在共转化植株后代中，通过筛选可获得无抗性标记基因的水稻转基因植株。