应用T-DNA标签进行基因功能分析的步骤和方法

概述了应用T-DNA标签进行基因功能分析的步骤及获得突变体后标签基因的分离方法,对应用T-DNA标签进行基因功能分析研究具有一定的参考价值。     

稻瘟菌若干T-DNA插入突变体初步分析

为揭示稻瘟菌致病分子机制,创建了该菌T-DNA插入突变体库．部分突变体经表型分析,获得3个生长发育及致病性同时发生变异,5个生长发育正常但致病性变异及2个生长发育变异但致病性正常的突变体；以TAIL-PCR方法获得了这些突变体T-DNA插入位点及其边界序列,并用生物信息方法对被T-DNA标签的基因进行了分析,为进一步研究这些基因的功能提供了重要信息．     

拟南芥At2g23470基因T-DNA插入突变体的鉴定

At2g23470是拟南芥功能未知结构域DUF647蛋白家族的一个成员。为了研究At2g23470基因的功能,需要获得At2g23470功能缺失的突变体材料。根据拟南芥信息资源网站(The Arabidopsis Information Resource,TAIR)上公布的At2g23470基因可利用的T-DNA标签品系,从美国拟南芥生物资源中心(Arabidopsis Biological Resource Center,ABRC)购买了2套独立的At2g23470基因的T-DNA插入GABI-Kat株系种子,运用PCR法对这些T-DNA插入突变体进行了基因型分析和鉴定,结果获得了3个纯合的T-DNA插入位于RUS4启动子上的株系和1个T-DNA插入位于第2外显子的株系。RT-PCR分析表明,T-DNA插入位于第2外显子的株系中,At2g23470基因的表达完全缺失。该突变材料的获得为深入研究At2g23470基因的功能奠定了良好的基础。     

基因激活标签体系及其在植物功能基因组学研究中的应用

利用传统的基因缺失产生的突变体的方法来鉴定基因的功能效率很低,因为对于发育早期的基因特别是配子发育相关的基因以及冗余基因,这种突变体显得无能为力,前者基因纯合突变体导致死亡、而后者由于冗余基因之间的功能互补而不显示任何表型。而通过基因激活标签技术可以获得显性突变体即功能获得型突变体,为研究这类基因的功能提供了一个重要的手段。基因激活标签技术是指含有35S增强子或启动子的T-DNA或转座子若插入基因内,可导致插入突变,引起插入失活突变体的产生;若插入基因附近（上游或下游）,则可能激活正常情况下不表达或表达极弱的基因,导致显性功能获得（dominantgain-of-function）性突变。近年来通过T-DNA或转座子介导的方法建立了多种植物的基因激活标签突变体库,在植物基因功能研究中发挥了重要作用,使一些由多个基因或基因家族决定的功能的研究获得突破性进展。就植物基因激活标签技术的原理,特点和创制方法以及在植物生长发育、代谢等一系列方面研究中的应用进行了阐述,并对该技术的发展趋势进行了较为详细的探讨。     

甜瓜T-DNA插入突变体的构建

[目的]构建激活标签载体并将其转入甜瓜中,获得甜瓜T-DNA插入突变体,为甜瓜功能基因组学的研究奠定基础.[方法]用PCR法扩增目的DNA片段,经EcoRI和SacI顺序酶切,将目的片段连接到pCAMBIA2301载体上,构建含4 ×35s Enhancer DNA片段的激活标签载体.以甜瓜品种‘伽师’为材料,利用农杆菌介导的转化体系转化甜瓜愈伤组织,获得甜瓜T-DNA插入突变体.[结果]获得4株T0代甜瓜转化幼苗,通过Kan筛选和PCR鉴定甜瓜转化幼苗的DNA中是否含有目的基因,证明其中3株甜瓜转化幼苗为转基因植株.[结论]获得了突变植株,为甜瓜重要性状基因发掘奠定基础.     

水稻穗形态建成基因PMM1的遗传分析与初步定位

在水稻粳稻品种中花11T-DNA插入突变体库中鉴定了3个穗形态突变体,它们均表现为植株半矮、叶夹角变小、一次枝梗轮生、复粒、粒长变短、粒宽变宽等突变表型。基因双突变杂交F1表型考查证明这3个突变体为等位突变体,T-DNA标签共分离检测表明这3个突变体的表型与T-DNA插入无关。通过与籼稻品种珍汕97配置3个杂交组合,由经典的孟德尔遗传分离比显示,突变性状受1对隐性基因(panicle morphological mutant 1,PMM1)控制。采用基因图位克隆的方法,已将基因PMM1定位在第4染色体长臂上的RM3866-1和X4(InDel)标记之间,其两侧物理图距为147kb左右。     

高效、新T-DNA侧翼序列分离技术——Actail-PCR

 【目的】建立一种有效分离T-DNA插入突变体侧翼基因组序列的方法。【方法】分离侧翼的目标基因组序列是利用T-DNA标签法研究植物功能基因组学的一个关键步骤,笔者发展稳定高效的Actail-PCR分离技术。该技术一侧引物来自于T-DNA载体,另一侧引物为一个复性控制引物。复性控制引物在3'端为一个14 bp的随机简并引物,在5'端非目标尾部序列接上一个通用引物,中间由5个多聚脱氧次黄嘌呤核苷（poly（dI））连接。【结果】Actail-PCR技术将随机简并引物重新编辑成复性控制引物,在40℃的低严谨条件下,3'端的随机简并引物可以与T-DNA插入突变体的侧翼目标区段随机的结合,扩增得到目标片段,随后利用5'端的通用引物与T-DNA载体上的巢式引物依次组合,在65℃（10个循环后逐步降温至58℃）的高严谨条件下逐步扩增特异片段,同时抑制非特异性扩增,可以显著提高目标片段的扩增效率,减少假阳性。【结论】相对传统的TAIL-PCR,Actail-PCR技术可以更高效地分离T-DNA插入突变体的侧翼基因组序列。     

质粒拯救型T-DNA标签质粒的构建

[目的]为了高效率地获得转基因植物的旁邻序列。[方法]以pUC18及pWM101为出发质粒,通过用限制性内切酶EcoRⅠ和HindⅢ双酶切质粒pUC18,得到含大肠杆菌复制起点及氨苄青霉素抗性基因的pUC18大片断,并将这段DNA整合到pWM101的T-DNA之中构建重组质粒。[结果]该质粒利用根癌农杆菌转化植物后,可利用潮霉素筛选转化细胞,拯救质粒则可转化大肠杆菌后,以氨苄青霉素进行筛选。[结论]该研究为以后的用T-DNA标签研究植物功能奠定了基础。     

影响拟南芥转化效率和激活标签丢失的因素分析

用激活标签载体pSK I015和农杆菌介导的浸花转化法创建拟南芥激活标签突变体,优化了浸花法转化方案,采取原地转化的措施,减少了工作量,又保证了植株在转化期间的正常生长,转化效率高达1.434%.突变体分析表明,57.5%含单拷贝T-DNA插入,100%整合了Bar基因,87%含有CaMV 35S增强子,进一步分析发现CaMV 35S增强子丢失机率与农杆菌继代次数呈正相关.     

影响辣椒T-DNA标签突变体库构建的转化因素探讨

以辣椒自交系H8124无菌苗子叶和下胚轴为外植体,采用根癌农杆菌侵染转化法,将T-DNA标签导入辣椒,以探讨影响转化效率的主要因素,包括外源植物生长调节剂浓度、农杆菌类型、外植体材料、预培养时间、侵染时间等。结果表明,采用苗龄10-15 d的子叶为外植体,预培养2 d后用农杆菌GV3101侵染5 min,外源植物生长调节剂为5.0mg/L 6-BA,辣椒的T-DNA转化可以获得较高的转化效率。