in planta法在亚麻转基因中的应用

为了建立简单快速、高效稳定的亚麻遗传转化体系,本试验用亚麻的种子胚作为外植体,采用原位转化(in planta)法对亚麻转基因的试验条件(预培养时间、共培养时间、As浓度、silwett浓度和抽真空时间)进行了系统优化。结果确定最佳组合为:预培养时间8 h,共培养时间72 h,As浓度100μmol/L,silwett浓度0.1%,抽真空时间5 min。摸索适宜的草丁膦最低致死剂量用于亚麻转化植株的抗药性筛选,并对存活的植株进行PCR鉴定,成功获得转基因阳性植株。本研究实现了in planta技术在亚麻种子胚的转基因体系优化,有较大的实际应用价值。     

马铃薯miRNA164靶基因预测及amiRNA164表达载体构建

Micro RNAs(miRNAs)是内源性的调节基因转录后水平的一类小分子RNA。研究表明miRNA164/NAC在模式植物拟南芥中参与调控植物的生长发育以及对生物和非生物胁迫的耐受性,但目前在马铃薯中关于miRNA164/NAC的表达模式的研究尚未见报道。本研究利用马铃薯中已知的miRNA164序列,通过在线工具ps RNATarget对其靶基因进行预测得到3个靶基因。通过生物信息学分析发现,马铃薯miRNA164的3个靶基因均属于NAC转录因子家族的NAM亚家族,其调控模式与拟南芥中的类似,具有很高的保守性。为了进一步实验验证,利用人工miRNA(artificial miRNA,amiRNA)技术构建了马铃薯amiRNA164表达载体,有助于后期通过遗传转化方法研究miRNA164的调控机理。     

不同品种羊miR-1298-5p及其潜在靶基因TGF-βR1表达的比较研究

旨在探讨miR-1298-5p与TGF-βR1在不同品种羊皮肤毛囊不同发育时期的潜在关系,为研究miR-1298-5p与TGF-βR1对皮肤毛囊发育作用提供理论研究数据。以绒山羊和细毛羊皮肤毛囊组织为材料,通过生物信息学方法预测miR-1298-5p的靶基因,采用qRT-PCR对miR-1298-5p与其潜在靶基因TGF-βR1进行核酸水平表达检测,利用Western blot对潜在靶基因TGF-βR1进行蛋白水平表达检测。生物信息学预测结果表明TGF-βR1的3'UTR存在miR-1298-5p种子区结合位点。miR-1298-5p在绒山羊和细毛羊皮肤毛囊发育的生长期到退行期相对表达量上调而退行期到休止期相对表达量下调,miR-1298-5p在不同品种羊皮肤毛囊不同发育时期呈现差异性表达。绒山羊皮肤毛囊发育生长期TGF-βR1基因m RNA的相对表达量高于细毛羊,而退行期和休止期低于细毛羊;从表达趋势上看,TGF-βR1与miR-1298-5p表达趋势相反,呈现负调控趋势,说明TGF-βR1可能为miR-1298-5p的靶基因。TGF-βR1蛋白在绒山羊皮肤毛囊发育生长期的相对表达量高于细毛羊,而退行期和休止期则低于细毛羊,与核酸水平相对表达量趋势相同,但都与miR-1298-5p表达趋势相反,更进一步说明TGF-βR1可能为miR-1298-5p的靶基因。     

亚麻MS2-F基因的RNAi表达载体构建

亚麻雄性不育相关基因MS2-F在亚麻花粉发育过程中起重要的作用。为了研究其功能,构建了2个RNAi载体。选定该基因的2个不同的片段,分别以正向和反向插入到pHANNIBAL载体中PDK intron的两侧,以形成hpR-NA表达盒。然后将hpRNA表达盒插入到pART27的NotⅠ酶切位点上,成功构建了2个亚麻MS2-F基因的RNAi载体。最后将载体导入到农杆菌LBA4404中。RNAi载体成功构建,为验证MS2-F基因在亚麻花粉发育过程中的生物学功能奠定基础。     

墨兰PI基因过表达载体构建及功能初步分析

MADS-box基因是植物中一类重要的转录调控因子,在生长发育调控和信号传导中发挥着重要作用,并参与花器官的发育和开花时间的调节。兰花中存在大量MADS基因,但这些基因的作用仅有少量研究报道。本研究将墨兰MADS基因家族中PI (PISTILLATA)基因cDNA开放框序列连接到pBWA(V)HU-ccdB-GUS载体上,构建了过表达载体,随后通过农杆菌介导法转化铁皮石斛原球茎,获得转基因株系;采用潮霉素抗性筛选,获得阳性植株,并利用试管开花技术,获得阳性植株开花苗,对开花表型进行观察。结果显示,PI基因在铁皮石斛中过表达能导致铁皮石斛花朵表型发生变化,阳性转化苗花朵在整体花型、中萼瓣和捧瓣的形状、花瓣边缘颜色、合蕊柱内侧的斑点区和紫色条带、舌瓣的颜色和形状等方面都发生了变异,尤其在舌瓣变化最明显,说明PI基因可能与兰花花瓣表型形成有关。本研究结果可为阐明墨兰舌瓣的形成机理及兰花基因工程育种性状改良提供参考依据。     

普通小麦春化基因VRN3的表达分析及过表达载体构建

通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析了不同发育特性的普通小麦品种VRN3基因的表达,结果表明：VRN3基因在春性品种新春2号叶片中表达呈上升趋势,在雌雄蕊分化期达到最大值,在强冬性品种京841中表达量很低;VRN3在新春2号和京841茎尖中的表达量均极低。以京841的cDNA为模板扩增VRN3基因全长,连接到pCAMBIA3301载体上,构建VRN3基因过表达载体,通过农杆菌茎尖转化法获得了转基因植株,研究结果为春化基因VRN3对小麦春化发育调控的进一步研究提供依据。     

水稻OsAAA1基因超表达载体构建及遗传转化

为了构建带Flag标签的OsAAA₁超表达载体,获得阳性转基因植株并分析其OsAAA₁基因表达情况。以日本晴的cDNA为模板,将OsAAA₁克隆至pU1301-Flag载体;重组质粒通过PCR、酶切及测序鉴定正确后,以农杆菌为介导进行遗传转化至日本晴;转基因植株通过分子鉴定正确后,采用Real-time PCR检测OsAAA₁基因的mRNA表达水平变化。成功构建了OsAAA₁-pU1301-Flag重组载体;遗传转化后获得33株转基因植株;通过分子鉴定筛选出26株阳性转基因植株;荧光定量PCR结果分析发现23株阳性转基因植株OsAAA₁基因的表达出现不同程度上调。与日本晴相比,有8株表达量达到30倍以上,其中有5株表达量超过40倍。成功构建了带Flag标签的OsAAA₁超表达载体;遗传转化结果表明OsAAA₁-Flag能整合到日本晴的基因组DNA中,从而使OsAAA₁基因的表达水平增加。本研究为后续通过Flag标签,在水稻植物体内直接挖掘与OsAAA₁互作的功能蛋白奠定了基础。     

不同发育阶段绒山羊皮肤中FGF5基因mRNA表达的RT-PCR检测

为深入研究成纤维细胞生长因子5对毛囊生长发育的生物学功能提供理论依据。在10月左右和1月左右,即皮肤毛囊处于生长旺期和退行期时采集了12只内蒙古阿尔巴斯白绒山羊皮样,利用TRIZOL试剂盒提取皮肤总RNA(一步法),利用RT-PCR方法检测FGF5基因在绒山羊绒毛周期性生长不同阶段皮肤中的表达分布情况,试验结果表明,FGF5基因mRNA在绒山羊毛囊生长旺期和退行期均有表达,却只得到了一种剪切形式的表达,经测序是长片段,而缺失外显子2的短片段形式没有检测到。     

紫花苜蓿LEA蛋白基因ihpRNA表达载体构建及烟草转化

根据紫花苜蓿LEA蛋白MsLEA3-1基因(GenBank登录号： EU665182)序列,设计两对含有酶切位点的特异性引物LEAf1/ LEAf2和LEAr1/ LEAr2,以构建好的PMD-LEA质粒为模板,分别合成用于构建干扰载体的正反义片段pMD-F和pMD-R,将正反义片段分别插入表达载体pART27的相应位置,构建成含有发夹结构的RNAi载体pART-F-R,经过Not I酶切鉴定,证明载体构建成功。通过农杆菌介导的方法,以干扰表达载体pART-F-R转化烟草,经过PCR检测,得到16株阳性转基因植株,为MsLEA3-1基因的功能研究奠定基础。     

miR-181a-5p靶基因预测及其在鹅卵泡颗粒层中的表达分析

为深入探究miR-181a-5p在鹅颗粒细胞中可能的功能及其作用机制奠定基础。以多个网络数据库资源为基础,通过生物信息学的方法预测可能的靶基因及其信号通路,然后利用q PCR检测miR-181a-5p及其靶基因在不同阶段颗粒层中的表达水平。结果显示,miR-181a-5p在脊椎动物中高度保守;靶基因的GO和KEGG分析发现,miR-181a-5p主要参与调控细胞的增殖、分化、凋亡等过程,多数靶基因主要富集到FOXO、MAPK、PI3K-Akt等信号通路;根据靶基因互作网络图,筛选出10个核心靶基因VEGFA、MAPK1、FOS、KRAS、HRAS、SIRT1、BCL2、ESR1、PTEN和CDKN1A,其中多数靶基因均与细胞增殖凋亡相关。结果表明,miR-181a-5p在2～4 mm表达量最高,但在4～6 mm急剧下降,之后在4～6 mm、8～10 mm、F5这3个阶段均呈现显著上升趋势。miR-181a-5p可能通过靶向调控SIRT1、BCL2、CDKN1B、PTEN等基因,参与FOXO、MAPK、PI3K-Akt等信号通路来调控颗粒细胞的增殖凋亡过程。     

骨形态发生蛋白2(BMP2)基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育不同时期的表达

为探讨调节内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育相关基因及其作用机理,采用原位杂交和荧光实时定量PCR方法对BMP2基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊中的表达情况进行了检测,分析了其可能的作用方式。原位杂交结果表明,该基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育休止期毛干周围有强烈的表达信号,在兴盛期不表达;荧光实时定量PCR结果显示,该基因在休止期皮肤毛囊的表达量是兴盛期的27.8倍。综合上述试验结果,推测BMP2基因在毛囊发育过程中主要起抑制毛囊生长发育、维持毛囊处于休止期的作用,且可能参与新一轮的毛囊重建,因此,可将BMP2基因作为绒山羊育种过程中提高其产绒量的一个潜在的分子靶点。     

上西早生柿ETR5基因RNAi植物表达载体构建及遗传转化研究

据已测序的上西早生柿ETR5基因序列,设计了2对带限制性内切酶位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增到2个ETR5-Uenishiwase基因片段。2个片段经单酶切消化后连接成反向互补的大片断。连接片断经双酶切消化后,定向连接到植物表达载体pSMAK321的35S启动子和NOS终止子之间,构建成Uenishiwase-ETR5基因的RNA干扰植物表达载体。载体质粒经酶切鉴定正确后通过冻融法转入根癌农杆菌EHA101中。以上西柿组培苗叶片为外植体,优化遗传转化体系,结果表明:农杆菌重悬液和共培养基中均添加200μmol/L的AS及Spc梯度筛选能有效提高转化率。转化植株经PCR检测得到7株阳性植株。     

山羊KLF5基因生物学特征与时空表达分析

为阐明KLF5在山羊不同组织和不同诱导分化阶段的肌内脂肪细胞中的表达特性,利用降落PCR克隆山羊KLF5基因cDNA序列,通过各种在线工具分析山羊KLF5基因的生物学特征,利用实时荧光定量PCR技术分析KLF5基因在山羊不同组织和不同诱导分化阶段的肌内脂肪细胞中的表达水平。结果表明,克隆获得山羊KLF5基因序列1 735 bp,其中包括1 365 bp完整的开放阅读框(ORF)、8 bp的5′非翻译区(UTR)和362 bp的3′UTR。蛋白预测显示,山羊KLF5编码454个氨基酸,合成不具有跨膜结构和信号肽的不稳定的亲水性蛋白。组织表达谱显示KLF5基因在山羊心、肝、脾、肺、肾、背最长肌、皮下脂肪和腹间脂肪等组织中均有表达,但在肺组织中的表达量较高,显著高于除腹间脂肪外的其他组织中的表达(P<0.05)。同时,细胞时序表达谱表明KLF5在分化的山羊肌内脂肪细胞中的表达水平均高于肌内前体脂肪细胞中的表达水平,且在诱导分化第5天时的表达量最高,显著高于第0天的表达量(P<0.05)。研究结果发现,具有3个锌指结构域等复杂结构的KLF5蛋白可能在山羊肌内脂肪细胞分化后期发挥正向...     

抗旱、耐盐基因P5CS植物表达双元载体的构建

以含有P5CS的重组质粒pBIP5CS—F129A为模板,通过PCR的方法获得了目的基因P5CS（1905bp）并将其克隆到pBS—T载体上。利用限制性核酸内切酶BamHⅠ和SalⅠ将P5CS基因从克隆载体上消化下来,定向插入到无GUS基因植物表达载体pCHF3的CaMV35S启动子和NOS终止子之间。通过冻融法将此表达载体导入农杆菌LBA4404中,经PCR鉴定表明,P5CS基因植物表达双元载体构建成功。     

性别决定基因Sry原核表达载体的构建和蛋白检测

动物的性别在畜牧业是一项很重要的经济性状,而哺乳动物的性别决定受睾丸决定基因Sry的启动,获得SRY蛋白并探索它与其他相关因子之间的相互关系对于深入了解该因子的作用机理和寻求高效经济的性别控制方法尤为重要。本研究以小鼠为实验材料,通过PCR、质粒重组、酶切和测序等方法构建小鼠Sry的原核表达载体,使用IPTG诱导蛋白表达、SDS-PAGE电泳和western blotting等方法检测重组表达载体的原核表达。PCR、酶切和测序结果一致显示成功地构建了原核表达载体pET-21b-Sry;使用anti-Sry和anti-His特异性抗体进行的western blotting实验结果验证了蛋白表达的正确性。本实验不仅实现了哺乳动物性别决定因子的Sry原核表达,而其还获得了具有生物活性的SRY蛋白,对于深入研究Sry及其他相关基因的相互作用奠定了实验基础。     

马铃薯晚疫病菌应答WRKY基因的结构功能预测与植物表达载体构建

WRKY是一类广泛参与高等植物各种抗逆调控活动的转录因子,可以通过激活下游相关信号转导途径调节自身的应激反应,进而增强植物抗逆性。本研究通过RNA-Seq从马铃薯(Solanum tuberosum)中筛选出一个晚疫病菌诱导WRKY转录因子基因StWRKY。采用RT-PCR技术获得该基因CDS全长,并对其进行序列分析及结构功能预测。根据StWRKY蛋白序列进行同源性搜索,得到与其蛋白序列相似度较高的其他物种的蛋白序列,使用MEGA7软件对St WRKY蛋白序列及其同源序列进行多序列比对分析并构建了系统进化树。利用在线工具ProtParam对StWRKY进行氨基酸理化性质分析;利用SMART在线工具进行蛋白序列分析;利用SWISS-MODEL在线工具和PredictProtein在线平台分别对StWRKY蛋白二级结构和三级结构进行分析。结果表明,StWRKY核苷酸序列CDS全长为957 bp,编码含318个氨基酸的蛋白质,预测蛋白分子量为36.17 k D,等电点为6.49。既不是分泌蛋白也不是膜蛋白,未发现跨膜区、信号肽和复合螺旋区。StWRKY三维空间结构主要由无规卷曲以及β-折叠组成。通过XcmⅠ酶切、连接将StWRKY装载到pCXSN载体上,构建了该基因的超表达载体pCXSN-StWRKY。StWRKY基因的克隆,为进一步从分子水平上验证其抗晚疫病的生物学功能以及揭示马铃薯生物胁迫抗逆机制奠定基础,并为马铃薯抗病育种提供新的基因资源。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒ORF5基因的克隆及杆状病毒表达载体的构建

根据猪繁殖与呼吸综合症病毒已知序列(ch-1a,AY032626)设计包含完整ORF5序列的1对引物,采用RT-PCR方法扩增PRRSV甘肃LZH株的ORF5基因,将其克隆到杆状病毒载体pFastBacHTA上,经酶切鉴定、PCR鉴定筛选出阳性重组转移载体pFastBacHTA-ORF5,并对阳性质粒进行测序及序列分析;将pFastBacHTA-ORF5转化到DH10Bac感受态细胞中,与Bacmid发生位点特异性转座作用,获得重组转座子rBacmid-ORF5;并成功构建了PRRSV LZH株ORF5基因的杆状病毒载体,为基因工程疫苗的研制奠定了基础.     

芒果MinSPS1基因的克隆及表达载体的构建

蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)既是调控蔗糖合成的关键酶又是限速酶,为了研究其在芒果果实中蔗糖合成的作用机理,本研究从芒果果肉中克隆得到一个与蔗糖合成相关的基因,将其命名为MinSPS1,其cDNA全长序列为3 344 bp,开放阅读框为3 168 bp,编码1 055个氨基酸,蛋白质分子量为118.13 k D,等电点为6.08,对MinSPS1基因编码的蛋白进行系统发育分析,发现其与柑橘具有较近的亲缘关系。采用qRT-PCR对该基因在后熟处理的贵妃芒果肉中的表达量进行分析,结果显示在完熟期贵妃芒果肉中表达量较高,而在青熟期表达量较低。本研究为深入了解芒果蔗糖合成的分子机理,进一步构建了p CAMBIA1301-MiSPS1过表达载体,为MinSPS1的功能鉴定提供理论依据。