聚合酶Ⅱ转录的sRNA与RNA沉默抑制子对TMV病毒载体表达系统作用的比较

聚合酶Ⅱ介导合成的外源短链RNA(short RNA,sRNA)可以竞争性地抑制内源mRNA的核质转运,推测共表达sRNA可以间接地提高病毒载体表达系统的表达效率.为了验证这一假说和评价其应用潜能,本研究采用基因体外合成技术和亚克隆技术,分别构建了聚合酶Ⅱ转录的拟南芥U6-1 RNA和黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)编码的RNA沉默抑制子(RNA silencing suppressors,RSSs)2b的植物表达载体.以农杆菌渗滤技术,与烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)表达载体共接种寄主植物本氏烟(icotiana benthamiana),通过对报告基因绿色荧光蛋白(green fluorescence protein,GFP)的荧光观察,并以Western blot和酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbnent assay, ELISA)测定GFP在烟草中的表达情况,分析sRNA对植物病毒载体表达系统的作用和可能的作用机制.同时通过与RSSs比较,评价sRNA在植物生物反应器中的应用潜能.实验结果表明,聚合酶Ⅱ转录的sRNA能有效地提高TMV病毒载体介导的外源基因在植物中的表达(GFP表达量比对照组高约2.5倍),而且能够显著地降低TMV诱导的病程相关蛋白2(Pathogenesis-related protein 2,PR2)在细胞内的积累水平(PR2表达量比对照组下降约8倍).推测Ⅱ型启动子转录的sRNA通过竞争性地抑制宿主抵御病毒入侵相关蛋白合成的mRNA核质运转促进病毒RNA介导的外源基因在植物中的表达.此外,Ⅱ型启动子转录的sRNA的作用效果与CMV病毒编码的RNA沉默抑制子2b相当.研究结果为提高病毒载体介导的外源基因在植物中的表达提供了一条可供借鉴的思路.     

番茄不孕病毒BJ株系基因组测定与侵染性克隆

番茄不孕病毒(Tomato aspermy virus,TAV)可侵染包括藜科(Chenopodiaceae)、茄科(Solanaceae)等在内的24个双子叶家族和3个单子叶家族的100多种植物,是具有重要经济价值的植物病毒之一.为研究TAV BJ株系(Tomato aspermy virus,TAV-BJ)的基因组功能,本实验对TAV-BJ基因组克隆测序,并构建侵染性克隆.以TAV-BJ侵染心叶烟(ic otiana glutinosa)的总RNA为模板,RT-PCR获得其RNA2和RNA3;以TAV-BJ的dsRNA为模板,RT-PCR获得全长RNA1,目的片段PCR产物克隆测序获得TAV-BJ基因组全序列信息.RNA1全长3 409 nt,编码994个氨基酸的1a蛋白;RNA2全长3 023 nt,含2个开放阅读框(open reading frame,ORF),2a ORF编码829个氨基酸的2a蛋白,2b ORF编码78个氨基酸的2b蛋白;RNA3全长为2 216 nt,包含2个ORF,3a ORF编码247个氨基酸的3a蛋白,外壳蛋白(coat protein,CP)ORF 编码219个氨基酸的CP蛋白(TAV-BJ基因组RNA1、2和3 GenBank登录号分别为HQ424163,HQ424164和HQ424165).TAV-BJ基因组cDNA克隆体外转录成RNA并接种于心叶烟上,结果表明转录产物在寄主上的症状反应和TAV-BJ病毒粒子RNA的接种相一致,TAV-BJ基因组cDNA侵染性克隆具有活性.由TAV-BJ各个基因片段与缺失2b基因的黄瓜花叶病毒Fny株系(Cucumber mosaic virus,CMV-Fny△2b)构建的假重组病毒接种于心叶烟,结果显示TAV-BJ的RNA2和RNA3能恢复CMV-Fny△2b在寄主上症状反应.嵌合型RNA3F3aTcp和RNA3T3aFcp的症状反应结果表明,F1F2△2bRNA3 T3aFcp在寄主上产生花叶症状与F1 F2△2bT3相一致.本研究获得TAV-BJ的基因组序列,成功构建侵染性克隆,同时发现TAV-BJ的3a基因具有CMV-Fny的2b基因的某些功能.     

普通质粒载体与Semliki森林病毒复制子载体表达GHRH的比较

新一代Semliki森林病毒RNA复制子源自甲病毒属Semliki森林病毒的基因组,它克服了一些现有的DNA和RNA载体表达效率低的缺点。复制子保留了编码病毒复制酶的基因,结构基因被外源基因所取代。复制酶能够使RNA在胞质中高水平的复制以及外源基因高水平的表达。为了评价SFV复制子载体提高外源基因表达的效力,本研究首先对pIRES-neo表达载体用BamHⅠ酶切和去磷酸化,连接LacZ基因,构建了普通真核表达载体pIRES-neo-LacZ。然后采用脂质体介导分别将含报道基因LacZ复制子载体pCMV-rep-LacZ和两个普通表达载体pLNCX-LacZ、pIRES-neo-LacZ转染293细胞;将表达GHRH的复制子载体pCMV-Rep-GHRH和普通载体pIRES-GHRH、pCDNA3-GHRH转染293细胞。分别对不同载体转染细胞表达的β-半乳糖苷酶以及利用RIA 、RT-PCR对表达的GHRH进行了定量分析,结果表明：复制子载体表达外源基因的效率比非复制子载体高2～3倍。本研究为提高外源基因在真核细胞的表达提供了有益的探索。     

添加卫星RNA对黄瓜花叶病毒寄主反应及其在系统寄主中含量的影响

为了解卫星RNA(satRNA)对辅助病毒在系统寄主中的直接影响,将1株黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaic virus,CMV)的卫星RNA(satRNA)sat-Yi与本身不携带卫星RNA的CMV分离物CNa在体外进行假重组,获得了人工构建的假重组毒株CMV-NY。通过寄主反应测定、双链RNA分析和全序列分析,显示satYi与CMV-CNa基因组RNA能够稳定共存,经过反复转接也没有发现卫星RNA的序列突变。通过测定CMV-CNa和NY这2个病毒株的寄主反应,发现satRNA-Yi的存在明显延迟了CNa在所有供试寄主中的发病时间,而且明显减弱了其在多数供试寄主上的症状表现,其中在葫芦科植物上表现出减轻症状的效果最明显;用一种新建的核酸玻片杂交方法,定量测定寄主植物中CMV基因组CP基因及卫星RNA的相对含量变化,结果显示:26℃条件下,在接种5、10、15、20、25和30d的心叶烟中,2个毒株的CP基因含量都呈下降趋势,在相应的时间内,NY-CP基因在同一寄主中的含量均低于CNa-CP基因的含量;接种10d,NY与CNa的寄主适应性没有显著差异,二者基因组CP基因在6种寄主植物中的相对含量均为番茄>假酸浆>心叶烟>西葫芦>南瓜>曼陀罗。由此得出以下结论:sat-Yi降低了CMV CP基因在寄主中的含量,且随着接种时间的增加,卫星RNA的影响作用越明显;sat-Yi不改变CMV基因组RNA的寄主适应性,但是通过降低CP基因含量改变其症状特征。     

利用RNAi技术研究水稻瘤矮病毒P8蛋白在病毒装配中的作用

水稻瘤矮病毒(Rice gall dwarf virus,RGDV)是呼肠孤病毒科(Reoviridae)植物呼肠孤病毒属(Phytoreovirus)的一个成员,由介体电光叶蝉(Recilia dorsalis)和黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)以持久增殖型方式传播。其基因组编码6个结构蛋白和6个非结构蛋白。已知结构蛋白P8是病毒外层衣壳的主要成分,但其在病毒侵染介体细胞过程中的功能尚未弄清。本研究利用体外合成的ds RNA诱导的RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术,研究RGDV P8蛋白在病毒侵染电光叶蝉培养细胞中的功能。通过免疫荧光标记技术对ds P8处理后的电光叶蝉培养细胞进行RGDV侵染观察,发现ds P8处理不仅抑制了P8在细胞内的正常表达,同时也抑制了病毒在细胞内的积累。随后通过SDS-PAGE凝胶电泳和Western blot分别检测病毒的ds RNA基因组和病毒蛋白水平的变化,发现ds P8处理显著降低了病毒双链RNA(double-stranded RNA,ds RNA)基因组的合成水平和病毒P8蛋白的表达量。由此推测RGDV P8蛋白参与了病毒粒体的组装过程和病毒在介体昆虫细胞内的有效增殖和侵染过程。本研究结果为利用RNAi技术控制水稻瘤矮病的传播提供了重要的理论依据。     

绒山羊成纤维细胞生长因子5基因(FGF5)毛囊特异性表达载体的构建及转染胎儿成纤维细胞

绒山羊的绒毛品质、产量与皮肤毛囊的生长发育密切相关。本研究旨在构建绒山羊(Capra hircus)成纤维细胞生长因子5基因(fibroblast growth factor 5,FGF5)的毛囊特异性表达载体,并证明其表达的有效性。分别以绒山羊基因组和c DNA为模板,利用PCR方法克隆角蛋白关联蛋白6-1(keratin associated protein 6-1,KAP6-1)基因的启动子和FGF5基因的编码区序列(coding sequence,CDS),并将这两个元件连接到去除CMV启动子的真核表达载体p EGFP-N1上,FGF5与增强绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因表达框之间以猪捷申病毒(Porcine teschovirus,PTV)2A(P2A)相连,构建毛囊特异性表达载体p EGFP-N1-KF。表达载体转染绒山羊胎儿成纤维细胞后,对细胞表达产物进行q RT-PCR和Western blot检测。酶切鉴定结果表明,载体p EGFP-N1-KF构建成功;q RT-PCR结果表明,FGF5正常表达;Western blot结果显示,P2A能够有效剪切FGF5和EGFP融合蛋白。表明成功得到了绒山羊FGF5基因的毛囊特异性表达载体并在绒山羊胎儿成纤维细胞中能正常表达。本实验为进一步研究绒山羊FGF5基因在毛囊发育和周期调控中的作用提供了技术支持。     

高粱淀粉合成酶新基因SSV的鉴定与特征分析

淀粉合成酶(SS)是植物淀粉生物合成过程中的关键酶之一,目前已鉴定并揭示功能的淀粉合成酶有5个亚型。为利用丰富的基因组数据鉴定高粱基因组里的淀粉合成酶新亚型基因,本文利用生物信息学和分子生物学方法,首次鉴定并分离了编码高粱淀粉合成酶的新亚型基因Sb SSV,并对此基因的内含子-外显子结构、表达特性等进行了分析。结果显示,该基因的全长ORF为2 097 bp,其外显子数量、长度及内含子的位置分布等与玉米和水稻的直系同源基因基本一致,推导的蛋白具有细菌糖原合成酶和植物淀粉合成酶特有的糖基催化和糖基转移保守结构域。系统进化分析表明,Sb SSV与已知的SSIV亚型亲缘关系最近,推测本研究鉴定的Sb SSV基因编码高粱淀粉合成酶新亚型。定量PCR分析表达特性结果显示Sb SSV主要在高粱叶片中表达,其表达受光诱导,具有昼夜节律特性。研究结果可为深入揭示和完善植物淀粉合成代谢机制,以及改良植物产量和品质提供理论基础。     

桃蔗糖酶基因的克隆和差异表达

以桃（Prunus persica)基因组DNA为模板,通过PCR方法得到含0.75kb的特异性条带,将其克隆到加T尾pBluescrips SK载体上,筛选到重组克隆,用限制性内切酶酶切鉴定至少可分为两组,一组是插入片段无HindⅢ位点,一组是据入片段有HindⅢ位点。对两组pPIN02和pPIN04克隆插入片段两端进行核苷酸序列分析表明,pPIN02和pPIN04插入片段全长744个碱基,编码248个氨基酸,核苷酸和氨基酸同源性分别为70．7％和75．9％。与其它植物蔗糖酶氨基酸序列同源性约为60％－72％。RNA点杂交表明pPIN02和pPIN04在果实都能表达,但表达模式有所不同。     

含粘质沙雷氏菌几丁质酶SchiA基因的植物转化质粒pBG1112构建和水稻遗传转化

摘要:将一个2.8 kb的CaMV35S启动子/SchiA编码区/Nos终止区融合基因插入到植物转化载体pCAMBIA1301的多克隆酶切位点，得到1个14.6 kb的新植物转化质粒pBG1112,用花器介导法转化水稻（Oryza sativa ），经PCR检测，初步证实已将目的基因整合到受体植物的基因组中。一部分转基因T3代潮霉素抗性阳性植株对水稻纹枯病(Rhizoctonia solani )和稻瘟病（Pyricularia oryzae）的抗性较非转化对照增强。RT-PCR表明抗病性植株为阳性，而不抗病的植株为阴性。将RT-PCR产物测序后，用BLAST软件分析序列可知，该序列为细菌几丁质酶基因核苷酸序列而不是植物几丁质酶基因的核苷酸序列。T4代转基因水稻的几丁质酶活力高于对照未转基因植株，表明转入的外源几丁质酶基因能正常表达。     

甘蓝S-位点受体激酶（SRK）激酶结构域编码区分子特性及其与类硫氧还蛋白（THL1）相互作用检测

以甘蓝(Brassica oleracea L)E1为材料,采用PCR和RT-PCR技术,扩增S-位点受体激酶(SRK)激酶结构域(SRKE1)基因组DNA和cDNA序列,得到片段长度分别为1711和1 241 bp.序列分析表明,该基因组DNA序列由5个内含子和6个外显子组成,编码407个氨基酸;将sRKE1编码序列克隆到原核表达质粒pET43.1和真核表达质粒pPIC9K中,分别在表达宿主菌大肠杆菌(Eschedchia coli)BL21和毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115中进行表达.利用表达的类硫氧还蛋白(THL1)与SRKE1孵育,结果显示SRKE1可与THL1结合并形成稳定的复合体.     

玉米叶绿体铁氧还蛋白1的原核表达及部分性质分析

叶绿体铁氧还蛋白(Fd)通过活性中心的铁硫簇传递还原力,在各种氧化还原途径中起重要作用.本研究中,氨基酸序列比对显示玉米中5种Fd的叶绿体导肽同源性很低,而去除导肽的成熟蛋白氨基酸序列具有很高的同源性.采用RT-PCR技术从玉米幼叶总RNA中克隆了编码成熟Fd1的基因.并分别插入pQE 80和p28SUMO表达载体,转...     

香蕉乙烯受体基因RNA干扰表达载体的构建

设汁两对引物，PCR扩增香蕉乙烯受体基因cDNA序列自AUG启始密码子起长538bp区段的正向(记为5‘I)、反向(记为AI’)DNA区段。构建含该正、反向互补重复序列DNA片段的中间载体，经测序证实连接正确后。克隆到植物表达载体pCAMBIA-1301中的GUs基因位置并经双酶切证实。在所得表达载体pCAMBIA-1301-S5’I-AI’中，该插入正反互补重复片段处于35S启动子之后，由此转录的mRNA因两端序列反向互补而形成发夹式RNA，因此可应用于RNA干扰研究。同时，文中对构建含正、反向重复序列插入片段植物表达载体过程中出现的插入片段链内退火引起连接困难等问题进行了分析讨论。     

侵染上海番茄的黄瓜花叶病毒及其卫星RNA的32P分子标记杂交检测及分子鉴定

2004和2005年夏季,在上海郊区露天栽培的番茄地出现典型的病毒病危害,并造成严重的产量损失。分别以32P标记的CMV基因组RNA3部分序列和卫星RNA的cDNA探针对自然感病的番茄叶组织和提纯的病毒粒子中提取的总RNA进行杂交检测,确定以上植物组织和病毒粒子中均具有CMV及卫星RNA。dsRNA分析确定自然感病叶组织中具有典型黄瓜花叶病毒(CMV)基因及其卫星RNA条带。以常规引物对感病植物的总RNA进行RT-PCR扩增,获得CMV RNA3全长克隆,经测序显示该RNA3序列属于CMV亚组Ⅱ;通过在卫星dsRNA两端分别加上15nt的单链DNA接头,以接头互补序列为引物进行扩增获得一个383nt的卫星RNA的全长序列。同源性分析结果显示其与已报道的CMV卫星RNA同源性为72.6%~99.5%,但其3′末端存在多个碱基的突变。根据同位素杂交检测及分子鉴定,CMV及其卫星RNA变异类型在上海自然感病番茄上发生和普遍存在,可能对病害流行和新的症状出现产生影响。     

白菜NAC转录因子BrcCUC3基因克隆及其对叶缘和主枝发育的影响

植物NAC (矮牵牛NAM基因、拟南芥ATAF1/2和CUC2基因)转录因子CUP-SHAPED COTYLEDON(CUC)亚家族成员在植物茎尖分生组织形态建成、器官边界分离、叶发育方面发挥着重要作用.采用基因同源克隆的方法获得了白菜(Brassica rapa ssp.chinensis)基因BrcCUC3,并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)做了初步的功能鉴定.研究结果表明,白菜Brc CUC3的编码区长1 008 bp,编码335个氨基酸,基因结构分析显示BrcCUC3包含3个外显子、2个内含子,内含子剪接位点符合GT-AG规则.氨基酸序列分析表明,BrcCUC3蛋白具有典型的植物NAC domain结构域.BrcCUC3编码区氨基酸序列与其它植物的CUC3蛋白有很高的一致性,尤其与甘蓝(Brasica oleracea)、萝卜(Raphanus sativus)和拟南芥CUC3蛋白高度一致,一致性分别达到98％,97％和83％.在不同物种CUC3的系统进化树上,BrcCUC3归属于双子叶植物分支的十字花科亚组,由不同植物20条CUC3编码区氨基酸序列所建立的系统进化树与真实的植物进化基本一致.荧光定量PCR分析结果表明,BrcCUC3在白菜叶深裂株系叶片中的表达量比叶全缘叶片中的高.利用根癌农杆菌(A grobacterium tumefaciens)浸花法转化拟南芥,获得了转BrcCUC3基因的拟南芥植株.过表达BrcCUC3的转基因拟南芥呈现叶缘出现裂刻、主枝增加的新表型.初步说明该基因参与叶形和主枝的发育调控,为揭示白菜叶形发育分子调控机制和通过基因工程创制植物叶形新种质提供分子依据.     

拟南芥AtHOS10基因的克隆及其表达载体的构建

AtHOS10基因对植物冷调节起到重要作用,可以通过控制ABA合成来改变植物的脱水胁迫耐性。本文利用PCR方法从Columbia生态型的拟南芥基因组中扩增出冷调节基因AtHOS10,并插入克隆载体。序列分析表明,克隆片段长3453bp,与目前发表的序列完全一致。将pUC-AtHOS10和pBI-HEM进行酶切重组构建表达载体pBI-AtHOS10,然后将表达载体转化导入农杆菌中,为侵染烟草作准备。     

海洋双RNA病毒(MABV) VP2和VP3基因在昆虫细胞中的高效表达

海洋双RNA病毒(Marine birnavirus, MABV) 可引起多种海洋鱼贝的腹水病等病症。利用RT-PCR技术得到了MABV Y-6株系A片段的cDNA，进而克隆了病毒的外壳蛋白VP2e的抗原决定簇区642 bp片段(vp2e)和另一结构蛋白VP3编码区序列。通过转座作用构建了重组杆状病毒表达载体，在昆虫细胞中对VP2e 和VP3进行了表达。SDS-PAGE检测和薄层扫描表明，VP2e和VP3与增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescence protein, EGFP)融合蛋白表达量分别占整个昆虫细胞蛋白的15.8％和8.2％。用His Tag单抗和MABV病毒多抗对表达的VP2e融合蛋白进行Western blot检测，结果表明表达产物具有很好的抗原性。同样，用His Tag单抗和VP3多抗对表达的VP3融合蛋白进行的Western blot检测，证明融合蛋白表达正确，并且表达产物可溶，易于纯化。实验结果为该病毒结构蛋白和MABV疫苗研究提供了基础。关键词: 海洋双RNA病毒； VP2e; VP3; 杆状病毒表达系统; 表达纯化     

天祝白牦牛Y染色体性别决定基因(SRY)编码区的克隆和原核表达

从天祝白牦牛(Bos grunneins)的基因组DNA中扩增了Y染色体性别决定基N(SRY)编码区序列,将其克隆至pGEM-T easy载体,天祝白牦牛SRY基因编码区长687 bp,编码229个氨基酸(GenBank:FJ373272);对牦牛和奶牛(B.grunneins)的SRY基因编码区进行序列比对,发现存在2个碱基的变异,造成1个氨基酸的变异;将牦牛SRY基因编码区连接至pET-28a(+)载体,成功地构建了表达载体pET-28a/SRY;把表达载体pET-28a/SRY转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中,用IPTG在30℃ 200 r/min条件下诱导,获得了SRY蛋白的大量表达;对表达产物进行Western blot检测,结果显示获得的蛋白能与抗-His单抗特异性结合,确定了牦牛SRY蛋白的表达.     

水牛MyD88 cDNA的克隆与原核表达

采用RT-PCR方法从水牛外周血白细胞总RNA中扩增出髓样分化因子88（mydoid differentiation factor88,MyD88）cDNA序列,PCR产物分离纯化后,与pMD20-T载体连接,重组质粒经PCR、酶切鉴定后测序,并进行生物信息学分析;构建pET28a-MyD88表达载体,并将其转化至E.coli BL21（DE3）,经IPTG诱导表达后,进行SDS-PAGE、镍柱亲和层析纯化和Western blotting分析。结果显示,克隆到的水牛MyD88cDNA全长为1189bp,含有1个891bp的开放阅读框,编码296个氨基酸,理论等电点为5.65。经IPTG诱导表达后,得到一个带His·Tag的约39kD的重组融合蛋白。用抗His单克隆抗体进行Western blotting,得到1条约39kD特异性抗体结合带,表明水牛MyD88原核表达载体成功构建并表达。本研究为进一步开展水牛MyD88的结构功能分析奠定了基础。     

旱生植物梭梭actin基因片段的克隆及表达模式分析

本研究根据其它植物actin基因的保守序列设计一对简并性引物,以3周龄梭梭整株总RNA为模板,采用RT-PCR的方法扩增出actin基因片段并克隆到PUCm-T载体,阳性克隆经PCR检测后进行测序。序列分析结果表明：该片段长约598 bp,编码198个氨基酸;该序列与GenBank中现有的植物Actin比对发现,同源性均高达84%,同时,翻译得到的氨基酸序列与其它植物的氨基酸序列同源性高达99%。表达实验分析表明在不同胁迫条件下该基因在梭梭不同组织中表达量恒定,可作为内参基因。梭梭actin基因片段的克隆可为研究重要抗逆功能基因在梭梭中的表达和调控机制奠定基础。     

白沙蒿肌动蛋白基因核心片段的克隆和序列分析

本研究以荒漠植物白沙蒿总RNA为模板,运用RT-PCR方法扩增出肌动蛋白基因核心序列。将获得的片段克隆到T载体后进行测序,序列分析表明：白沙蒿肌动蛋白基因核心片段长599bp,编码198个氨基酸。将该序列在GenBank中注册,并与多种植物肌动蛋白序列进行同源性比较,发现该片段的核酸序列同源性在75％以上,氨基酸序列同源性在85％以上,具有高度保守性。