棉花FAD 2-1基因的克隆及其ihpRNA和amiRNA干扰载体的构建

 采用RT-PCR方法克隆了棉花△-12脂肪酸去饱和酶基因(GhFAD2-1)的cDNA全长序列,该基因含有1158 bp的完整开放阅读框。棉花FAD2-1是种子中编码催化油酸形成不饱和脂肪酸的关键酶的基因,选取GhFAD2-1基因中的一段特异的515 bp片段,构建了种子特异性启动子NAPIN调控的ihpRNA干扰表达载体pFGC1008-NAPIN-FAD2-1,同时构建了针对GhFAD2-1基因的人工miRNA表达载体pCAMBIA1302- amiRNA-FAD2-1。     

棉花胞质不育育性恢复候选基因载体构建及其功能初步分析

棉花细胞质雄性不育是研究杂种优势利用和质核互作机理的理想材料。本实验对棉花细胞质雄性不育育性恢复基因ZH46-3437利用pBI121载体构建了过表达载体。同时构建了amiRNA干扰载体即amiR3437,利用病毒诱导基因沉默体系pCLCrV浸染F1植株的子叶。转基因植株的相对荧光定量数据表明,amiR3437的相对表达量上调,而ZH46-3437的相对表达量下调,利用碘-碘化钾染色法鉴定转基因出现半不育性状,表明ZH46-3437基因可能与棉花花粉育性有关。     

甘蓝型油菜Bn19070的表达与同源基因At2G19070的amiRNAi研究

基于原芯片杂交结果,油菜杂合双显性雄性核不育系差异表达基因Bn19070与拟南芥At2G19070基因高度同源,在油菜可育株雄蕊中高量表达,不育株雄蕊中表达量极低。从雄性不育基因At2G19070入手,利用amiRNAi (人工微RNA干扰)技术对其两个RNA区段分别设计靶标,转化拟南芥。在多个转基因拟南芥植株和后代中普遍观察到小孢子数量减少、成熟花粉萎缩失去活力、不结实或者少结实的不育表型。两个靶标的干扰使转基因拟南芥出现了类似的表型,基因表达抑制率都在90%以上,干扰效果好,暗示amiRNAi技术在靶标选择上具有一定的灵活性。At2G19070基因的干扰对Bn19070的功能研究有借鉴作用。     

抗柑橘衰退病毒基因工程研究进展

本文从选育和利用抗（耐）柑橘衰退病毒（Citrus tristeza virus,CTV）的柑橘品种和砧木、弱毒株交叉保护、转基因诱导的CTV抗性等方面综述抗柑橘衰退病毒基因工程研究进展,并就人工miRNA（artifical microRNA,amiRNA）介导抗性加以展望,旨在为更好地控制CTV危害提供借鉴。     

甘蓝型油菜雄性不育基因BnaX.MS1.a的克隆及其amiRNA载体的构建

根据拟南芥MS1基因已知保守序列设计特异性引物,分离克隆甘蓝型油菜中与拟南芥MS1基因同源的基因片段。应用PCR-Walking技术获得甘蓝型油菜核雄性不育基因BnaX.MS1.a,其全长3 424 bp。BnaX.MS1.a基因与拟南芥MS1基因全长序列同源性为60.3%,编码序列同源性为89.5%。根据基因序列比对结果推测开放阅读框长2 004 bp,编码667个氨基酸,分子量为765 kD,等电点为8.01。BnaX.MS1.a基因编码的氨基酸序列与已知拟南芥MS1基因编码的氨基酸序列同源性达93%。构建BnaX.MS1.a基因的amiRNA载体转化甘蓝型油菜,旨在研发核不育基因工程油菜。     

大豆gma-miR1514b生物信息学分析及人工microRNA植物表达载体构建

MicroRNAs在植物发育与逆境响应等多个方面具有重要的调节作用。本研究采用生物信息学方法分析gmamiR1514b的靶基因和启动子中的顺式作用元件。PLACE和Plant CARE启动子在线预测工具分析表明gma-miR1514b启动子序列具有TATA-box、CAAT-box基本的顺式作用元件和一些参与光、逆境和植物激素应答相关的顺式作用元件。PMRD软件预测获得5个gma-miR1514b靶基因,分别与拟南芥CA2、NTL9和ANAC014基因同源。通过重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有amiR1514b前体的植物表达载体amiR1514b-p CAMBIA3301。     

拟南芥植物型PEPC基因人工小RNA表达载体的构建与遗传转化

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）是植物中具有多种生理功能的酶。为探索拟南芥中植物型PEPC基因对模式植物拟南芥脂肪酸含量以及抗逆性等方面的影响,本文构建了同时敲除拟南芥Atppc1、Atppc2和Atppc3基因的人工小RNA（amiRNA）植物表达载体pFGC-amiAtppc123,经根癌农杆菌EHA105介导,用花序浸染法转化拟南芥,成功获得转基因植株。RT-PCR半定量分析表明人工小RNA在转化植株中成功进行了超量表达。该试验为分析拟南芥脂肪酸含量以及抗逆性方面提供了基础材料。     

条锈菌诱导的小麦EF手钙离子绑定蛋白基因TaCab1的功能初步分析

 根据小麦EF手钙离子绑定蛋白(TaCab1)基因序列,利用WMD3软件设计特异的人工miRNA (amiRNA),构建VIGS沉默载体。利用amiRNA-VIGS体系,对小麦的TaCab1基因的功能进行了初步分析。利用Northern blot和实时定量PCR技术分别检测了amiRNA的积累及TaCab1的沉默效率,并利用显微观察技术统计条锈菌侵染小麦后的组织学差异。结果表明,amiRNA可以得到有效的积累,其靶标基因TaCab1可以得到有效的沉默。从表型上看,小麦叶片上条锈菌夏孢子的产孢量也在一定程度上有所降低。组织学观察发现当TaCab1被沉默后,寄主细胞的坏死面积在侵染后期明显增大,条锈菌的菌丝分枝数也明显增多,但菌丝长度明显变短。     

利用amiRNA 技术沉默矮牵牛查尔酮合成酶基因

 转基因介导的基因沉默技术是进行基因功能分析和利用基因工程改良作物的重要手段。在植物中,amiRNA（artificial microRNA）是具有高度特异性的基因沉默技术。根据amiRNA设计的原则设计了用于沉默矮牵牛查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）基因的amiRNA：amiRchs1,用拟南芥miR319a的前体作为表达amiRchs1的骨架,重叠PCR扩增,将天然miR319a序列替换成amiRchs1,合成的DNA片段置于35S启动子之后,转化导入矮牵牛。转基因植株花色变淡,花冠出现弥散的白色斑点或不规则的白色斑块,严重的几乎呈纯白色,花色素苷含量明显下降,CHS的mRNA含量明显降低,表明拟南芥miR319a的前体作为表达amiRNA的骨架在矮牵牛中可行,且能有效沉默结构基因。