大豆根特异性GmPR1-9启动子的鉴定及其在根腐病抗性中的应用

【目的】 鉴定大豆根特异性启动子及其最小调控片段,并利用启动子工程技术构建时空特异人工启动子并评价其在根腐病抗性中的应用价值,为大豆抗疫霉根腐病的遗传改良提供遗传元件。【方法】 通过分析大豆根、茎和叶片转录组数据,筛选在根中特异高水平表达的基因,克隆获得其启动子序列。根据顺式元件的分布位置构建截短载体,并驱动GUS报告基因在大豆发状根组织中超表达,筛选控制根特异性表达的核心片段。将获得的核心启动子片段与疫霉菌诱导启动子元件p4XD串联构建人工启动子驱动疫霉抗性相关基因GmNDR1在大豆发状根中超表达,分析转基因组织对疫霉菌抗性水平及目的基因在病原菌侵染过程中的表达水平。利用转基因本氏烟草从整株水平评价转基因材料对疫霉菌的抗性水平。【结果】 通过筛选发现6个大豆根特异性表达的PR1同源基因,其中,pGmPR1-9具有最高的启动子表达活性。PLACE在线预测发现其启动子区域含有大量的根特异表达相关顺式元件。对pGmPR1-9启动子进行截短试验,发现5′端截短片段L1、L2、L3、L4和L5均具有启动GUS表达活性,长度为166 bp的L5（-166—-1）片段具有全长启动子80%的活性,并可驱动GUS在转基因烟草根中特异表达;3个3′端截短片段R1、R2、R3和1个双端截短片段M1几乎检测不到GUS酶活性。p4XD-L5融合片段驱动GmNDR1在大豆发状根中超表达后可显著提高大豆发状根对疫霉菌的抗性,超表达发状根接种病原菌后发病程度和病斑长度显著低于对照,疫霉菌丝积累量在接种48 h时减少66.5%。GmNDR1在超表达组织中始终维持在高表达水平,在接种前,表达量是对照组织的39.2倍,接种后,表达量受疫霉菌侵染诱导进一步上调,并在36 h达到最高。GmNDR1在p4XD-L5::NDR1转基因本氏烟草根中的表达量显著高于茎和叶片,表现出明显的根部表达偏好性。超表达株系接种辣椒疫霉菌15 d后的株高、根长和鲜重显著高于对照,同时叶片萎蔫率和病斑长度显著低于对照植株。【结论】 鉴定获得一个大豆根特异性表达启动子及其核心序列,融合诱导性和组织特异性启动子核心元件的人工启动子p4XD-L5驱动抗性基因GmNDR1超表达,可显著增强转基因大豆发状根和本氏烟草对疫霉菌的抗病性。     

2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

核桃JrTT1-1启动子不同长度片段响应干旱的活性分析

  目的  TTl是C2H2-ZFP（WIP型锌指结构）类转录因子调控蛋白,核桃JrTT1-1基因启动子含有干旱响应元件,具有调控干旱胁迫的功能。本研究通过分离JrTT1-1基因不同长度启动子片段并对其受干旱胁迫后的表达活性进行分析,探讨JrTT1-1基因响应干旱胁迫的机制。  方法  根据WRKY顺式作用元件的分布,将JrTT1-1基因启动子分为1 002 bp（?1 ~ ?1 002）、720 bp（?1 ~ ?720）、448 bp（?1 ~ ?448）、174 bp（?1 ~ ?174）、149 bp（?1 ~ ?149）5个片段,分别记为S1、S2、S3、S4、S5。用S1、S2、S3、S4、S5分别替换pCAMBIA1301载体的CaMV35S启动子构建重组载体,通过农杆菌介导的蘸花法转化拟南芥,经潮霉素筛选、PCR验证及GUS基因表达分析确定后培养至T3代。对不同生长期不同组织进行GUS酶活性测定,评价不同片段的时空表达活性。将S1、S2、S3、S4、S5转基因植株种子萌发生长30 d进行干旱处理（50 mmol/L甘露醇）,未干旱处理的设为对照（CK）,分析整株、根及地上部分GUS酶活性,评价不同片段响应干旱的差异。  结果  正常生长条件下,S1、S2、S3、S4、S5转基因拟南芥在不同生长时期、不同组织器官中均能检测出GUS酶活性,但不同片段GUS活性具有差异,且随着片段变短,活性降低;但S1和S2之间的差异不显著。比较成熟种子、鲜种子、35 d根、茎、叶、花的GUS活性,发现不同组织之间也有区别,体现了5个片段的组织表达特异性。与CK相比,干旱胁迫下,5个片段整株、根和地上部分的GUS活性均显著提高,其中干旱胁迫后S1、S2、S3、S4、S5全株的GUS活性分别为CK的1.50、1.46、1.47、1.46、2.23倍,根GUS活性分别为CK的1.29、1.29、1.28、1.53、1.36倍,地上部分GUS活性分别为CK的1.62、1.59、1.57、1.59、2.30倍。  结论  JrTT1-1基因启动子片段的表达活性与其长度呈正相关,每个长度启动子片段活性具有根、茎、叶、花、种子等组织特异性;WRKY元件及其数量可能与干旱胁迫调节作用相关,且JrTT1-1启动子在干旱胁迫下的表达也具有组织差异性。      

猪圆环病毒2型感染猪肠上皮细胞对CD4+T细胞分化关键分子mRNA的影响

[目的]探讨猪圆环病毒2型感染的猪肠上皮细胞对CD4+T细胞分化关键分子mRNA的影响.[方法]利用免疫磁珠法分离猪外周血CD4+T细胞,与猪圆环病毒2型感染48 h的猪肠上皮细胞共培养,收集共培养后72 h的T细胞,荧光定量PCR检测CD4+T细胞分化关键分子变化.[结果]荧光定量PCR检测显示,细胞因子 IL-4、IL-17A、IFN-γ、TGF-β1 与转录因子 T-bet、GATA3、RORγt、Foxp3的 mRNA 水平均被显著下调,而IL-10的mRNA水平被显著上调.[结论]感染猪圆环病毒2型猪肠上皮细胞抑制CD4+T细胞分化关键分子mRNA水平,提示CD4+T细胞向Th1细胞、Th2细胞、Th17细胞、调节性T细胞分化被抑制,而IL-10的上调激活CD4+T细胞向高分泌IL-10的CD4+T细胞分化.     

鸡传染性贫血对生产鸡群的免疫抑制影响试验研究

<正>鸡传染性贫血是我国近年来养禽生产中较为多发的一种免疫抑制性疾病,其致病原为鸡传染性贫血病毒(Chicken infections anemia virus),以鸡再生障碍性贫血和淋巴组织萎缩为主要病理特征。当鸡受到CIAV感染后,CIAV对T细胞的损害会影响细胞因子和辅助性T细胞的作用以及对体液免疫和局部黏膜免疫功能的降低,从而影响整个免疫调控系统的协调作用,引起机体的免疫抑制;在感染期间如继发其它细菌或病毒感染,会加速患病     

马铃薯sgt2基因启动子的克隆及其活性分析

糖苷生物碱(SGAs)是一类存在于茄科和百合科植物的重要次生代谢物,与植物的抗逆性和产品品质有密切关系.茄啶葡糖基转移酶(SGT2)是SGAs合成代谢途径的末端关键酶之一,研究其编码基因的启动子序列对于SGAs生物合成代谢调控有重要的作用和意义.本研究采用染色体步移技术,克隆到马铃薯茄啶葡糖基转移酶基因(sgt2)起始密码子上游2 098bp的启动子序列,已注册到GenBank(注册号:KC331038).构建该启动子驱动报告基因gfp∶∶gus的植物双元表达载体p1304sgt2p,采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达,通过GUS组织化学染色分析sgt2p启动子的活性.结果表明:gus基因在转化烟草叶片中高效表达,克隆的启动子具有活性.     

用地高辛标记的PCR－ELISA技术快速检测转基因鱼

取含有小鼠重金属螯合蛋白（mMT)基因启动子及人生长激素（hGH)基因的鱼样品，以Qiagene核酸纯化技术对鱼组织DNA进行纯化。常规PCR检测显示，mMT启动基因和hGH基因的PCR产物分别为240bp和130bp，与设计相符。PCR产物的核酸测序结果证实其扩增产物具特异性。地高辛-PCR（Dig-PCR)标记反应显示，2个基因均产生1条Dig标记的特异产物带。Dig-PCR-ELISA检测敏感性试验显示，对mMT启动子和hGH基因的检测敏感性可达10^-3，与常规PCR结合琼脂糖胶电泳检测方法相比，检测敏感性可提高至100-1000倍。试验证明，针对mMT和hGH基因所建立的Dig-PCR-ELISA技术特异可靠。     

转录因子ＤＲＥＢ１Ａ基因和Ｂａｒ基因双价植物表达载体的构建及对马铃薯遗传转化的研究

 马铃薯在生长发育过程中受各种生物和非生物胁迫的影响,干旱是其中最常见和危害最严重的非生物胁迫因素之一,常常导致单产不高,总产不稳,严重影响着马铃薯产业的发展。本研究以改善马铃薯抗旱性为目的,采用ＰＣＲ方法从拟南芥中克隆了转录因子ＤＲＥＢ１Ａ 基因和诱导型启动子ｒｄ２９Ａ。利用ＤＮＡ 重组技术成功构建了诱导型启动子ｒｄ２９Ａ驱动转录因子ＤＲＥＢ１Ａ 基因和ＣａＭＶ３５Ｓ启动子驱动Ｂａｒ基因的双价植物表达载体ｐＢＩ１２１ｒｄ２９-ＢＤＲ,并通过农杆菌介导法对马铃薯进行遗传转化,ＰＰＴ 筛选得到２２株抗性苗,ＰＣＲ 和ＲＴ－ＰＣＲ 检测证明ＤＲＥＢ１Ａ 基因已整合到陇薯１０号马铃薯基因组中并在转基因植株中转录表达,有望提高转基因马铃薯的抗旱性。目前,作者正在进行转基因马铃薯的抗旱性分析研究。     

Effect of diacylglycerol acyltransferase 2overexpression in 3T3-L1 is associated to an increase in mono-unsaturated fatty acid accumulation

Background：Fatty acid（FA） composition is the most important parameter affecting the flavor and nutritional value of the meat.The final and the only committed step in the biosynthesis of triglycerides is catalyzed by diacylglycerol acyltransferase 2（DGAT2）.The role of DGAT2 in lipid accumulation has been demonstrated in adipocytes,However,little is known about the effect of DGAT2 on the FA composition of these cells.Methods：To investigate the role of DGAT2 in regulating lipid accumulation,FA composition and the expression of adipogenic genes,we cloned the open reading frame of the porcine DGAT2 gene and established 3T3-L1 cells that overexpressed DGAT2.Cells were then cultured in differentiation medium（DM） without FA,with a mixture of FAs（FA-DM）,or containing a ~（13）C stable isotope-labeled FA mixture（IFA-DM）.The FA composition of adipocytes was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry and gas chromatography-isotope ratio mass spectrometry.Quantitative PCR and western blotting were employed to detect expression of adipogenic genes in 3T3-L1 adipocytes cultured with FA-DM for 12 d.Results：The triacylglyceride（TAG） content was significantly higher in 3T3-L1 adipocytes overexpressing DGAT2 than in control cells.When cultured in DM or FA-DM for 12 d,cells overexpressing DGAT2 showed a higher proportion of unsaturated FAs（C16：1 and C18：1）.However,when cells overexpressing DGAT2 were cultured with FA-DM for30 min,the FA composition was almost identical to that of controls.Further,the proportion of stable isotope-labeled FAs were similar in 3T3-L1 adipocytes overexpressing DGAT2 and control cells cultured in IFA-DM for 12 d.These results collectively indicate that the higher proportion of mono-unsaturated FAs,C16：1 and C18：1,may originate from de novo FA synthesis but not from the uptake of specific FAs from the medium.This hypothesis is further supported by evidence that both mRNA and protein expression of genes involved in FA synthesis（ACACA,FASN,SCD1,and A-FABP?     

甘蓝型油菜GPAT6基因启动子的克隆与表达载体构建

通过同源PCR克隆的方法,首次从甘蓝型油菜中克隆了甘油-3-磷酸酰基转移酶6（sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase6,GPAT6）基因长1110bp的启动子,并将其成功构建到植物表达载体pBI121上.重组载体可用于转化拟南芥,探究甘蓝型油菜GPAT6基因的组织表达特征.