植物金属硫蛋白研究进展(一)——植物MT的分类、特征及其基因结构

综述近年来有关植物金属硫蛋白及其基因的研究 ,介绍植物金属硫蛋白的结构特征、分类、各类型的特征及其基因结构。

棉铃虫幼虫中肠类胰蛋白酶基因的克隆及在大肠杆菌中的表达

根据昆虫类胰蛋白酶序列的保守性设计了一对引物 ,以棉铃虫 (Helicoverpaarmigera)幼虫中肠总RNA反转录出cDNA第一链作为模板 ,利用RT PCR ,分离出了一种棉铃虫类胰蛋白酶 (HaT)基因的cDNA序列。分析表明该cDNA序列的开放阅读框为 6 96bp ,编码一个由 2 31个氨基酸残基组成的多肽 ,推测的氨基酸序列具有His57、Asp10 2 、Ser192 组成的电荷中继网 ,决定胰蛋白酶底物专一性的Asp189,底物结合部位的Gly2 16和Gly2 2 6残基 ,及其它胰蛋白酶结构上的保守区域。氨基酸序列同源性比较表明 :HaT同其它鳞翅目昆虫类胰蛋白酶有较高的同源性 ,同源性在 4 4 %～ 79%之间。为研究棉铃虫类胰蛋白酶基因 (hat)编码产物的活性 ,将其插入原核表达载体 pGEX4T 3和 pET2 3b中 ,并在大肠杆菌中进行了诱导表达 ,结果表明 ,GST HaT融合蛋白在大肠杆菌中进行了特异表达 ,非融合形式的表达产物HaT具有胰蛋白酶催化活性。

植物凝集素及其在抗虫植物基因工程中的应用

植物凝集素是一类具有特异糖结合活性的蛋白,具有一个或多个可以与糖或寡聚糖特异可逆结合的非催化结构域。其糖结合活性是针对外源寡糖,参与植物的防御反应。本文综述了有关植物凝集素分子生物学的研究进展,介绍了植物凝集素的分类、糖结合特性、近年来有关植物凝集素蛋白晶体结构的研究,及其与糖结合能力相关的生物学功能。并对植物凝集素在抗虫植物基因工程中的应用现状及发展前景做了阐述。

植物金属硫蛋白研究进展(二) 植物MT基因的表达特征及其功能

阐述了植物金属硫蛋白基因表达的组织特异性、金属离子、激素、化学试剂等对植物金属硫蛋白基因表达的影响及植物金属硫蛋白的功能。

转菊芋凝集素基因烟草对桃蚜的抗虫性研究

研究了菊芋凝集素基因(hta)对同翅目害虫的抗性.4个同源的hta基因置于CaMV35S启动子和nos终止子的控制下,通过根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导法被转入烟草.Southern杂交显示,外源hta被整合到转化烟草的基因组中.Northern杂交表明htamRNA在转基因烟草中进行了表达.利用桃蚜进行的抗虫试验表明,转基因烟草对桃蚜具有抗性.同对照植株相比,T0代转基因烟草使桃蚜的平均虫头数下降70%.在T1代转基因烟草中,转hta b和hta c基因烟草对桃蚜繁殖的抑制率分别为53.0%、64.6%,同时,对桃蚜若虫的发育具有明显的抑制作用.

菊芋类金属硫蛋白基因htMT2的克隆及其表达特征分析(英文)

从菊芋 (HelianthustuberosusL .)块茎cDNA文库中得到了一个新的植物类金属硫蛋白基因htMT2的cDNA序列 ,全长 5 0 9bp ,包括 2 4 0bp的开放阅读框、6 2bp的 5′端非翻译区、2 0 7bp的 3′端非翻译区。通过PCR获得了 2个htMT2编码区的部分基因组片段htMTG_1及htMTG_2 ,长度分别为 986bp和 982bp。分析表明两个基因组片段均包含 3个外显子及 2个内含子 ,编码一个由 79个氨基酸残基组成的多肽 ,与从htMT2推测的多肽完全一致 ,该多肽具有植物类金属硫蛋白的典型结构特征 ,N端及C端结构域富含Cys ,分别具有 8个和 7个Cys残基 ,上述两个结构域被一个无Cys的中间区分开。Southern杂交结果表明 ,htMT2在菊芋基因组中以小基因家族的形式存在。Northern杂交结果表明htMT2在叶片、叶柄、茎及块茎中均有表达 ,在茎中有较高水平的表达 ,但在根中未检测到杂交信号。经Cu2 + 处理后 ,htMT2在茎中的表达量显著降低。与其他 2型金属硫蛋白的序列同源性比较及htMT2对金属离子处理的反应均表明 ,htMT2是一种新的植物类金属硫蛋白基因。

金属离子和热激处理对菊芋(HelianthustuberosusL.)类金属硫蛋白基因htMT_2表达的影响

使用不同金属离子及热激对菊芋进行了处理 ,并对菊芋不同组织器官中类金属硫蛋白基因 (htMT2 )mRNA水平的变化进行了研究 结果表明 ,htMT2在根中不表达 ,而且其表达不受金属离子的影响 Cu2 + 降低叶中htMT2的表达 ,Cu2 + 浓度与茎中htMT2mRNA水平呈负相关性 在低浓度范围内 ,Zn2 + 浓度与茎、叶中的htMT2mRNA水平呈正相关性 ,而在高浓度范围内 ,Zn2 + 浓度与htMT2mRNA水平呈负相关性 Ca2 + 对叶中htMT2表达的影响与Zn2 + 的作用相似 ,但Ca2 + 诱导茎中htMT2mRNA水平升高 热激处理对不同组织中htMT2的表达无显著影响 研究的结果表明 ,htMT2表达受金属离子影响的特征与植物MT基因一致 ,进一步证实了我们前期工作中分离到的htMT2是一个新的植物MT基因 .

植物碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白的研究进展(一)——结构、分类、分布和同源性分析

植物碱性亮氨酸拉链 (bZIP)蛋白在高等植物中广泛存在 ,对基因表达与调控起重要作用。本文简要介绍了植物bZIP蛋白的结构之后 ,概述了植物bZIP蛋白的分类和分布。最后 ,以模式植物、主要农作物及蔬菜等为例 ,对它们的同源性进行了详细的描述和分析。

CpTI蛋白在大肠杆菌中的高效融合表达及其纯化与活性测定

豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CowpeaTrypsinInhibitor)基因 (CpTI)因其抗虫谱广及不易耐受等优点在植物基因工程中得到广泛应用。为进行遗传修饰食品 (Geneticallymodifiedfoods,GMF)中所含CpTI基因表达产物的安全性评价 ,我们需要在体外微生物体系中获得大量的CpTI蛋白。采用pGEX融合蛋白表达系统 ,将CpTI与GST的编码序列在大肠杆菌BL2 1中进行融合表达 ,表达产物达到菌体总蛋白的 4 0 %。经一步GlutathioneSephrose 4B亲和纯化 ,融合蛋白GST CpTI纯度达到 90 %以上。将Thrombin蛋白酶与融合蛋白过夜作用 ,可获得切掉了GST标签的CpTI蛋白。活性测定显示GST CpTI及CpTI蛋白均具有明显的胰蛋白酶抑制剂活性。用纯化的融合蛋白免疫家兔还可诱导产生高效价的抗体 ,经ELISA检测抗体滴度 >1∶2 0 0 0 0。WesternBlotting实验显示 ,无论是菌体超声裂解后总蛋白中的CpTI蛋白或是经纯化后的CpTI蛋白均可与自制的抗体发生特异性结合。这为进一步进行CpTI蛋白的安全性评价工作奠定了良好基础。

植物选择标记基因hpt在大肠杆菌中的融合表达、纯化及活性测定

为对hpt基因编码蛋白进行的安全性评价,建立一种简便、高效的体外微生物表达体系,以获得大量的HPT蛋白,将用于植物转化的hpt基因的全编码序列克隆到原核表达载体pGEX4T-3上,在E.coli BL21中进行诱导表达,所得融合蛋白主要以包涵体的形式存在,且与Glutathione Sephrose 4B纯化介质的结合率不高。后经优化诱导表达的各种条件,成功地获得了可溶性的融合蛋白,该蛋白具有明显的生物活性。经Glutathione Sephrose 4B亲和层析,所得蛋白纯度>95％。动物实验显示,融合蛋白还具有良好的免疫原性,免疫家兔后可诱导产生高滴度的抗体(>1:10000)。ELISA及Western blotting检测进一步证实了所获纯化蛋白及其抗体的特性。这为深入进行HPT蛋白的安全性评价打下了良好的基础。

植物碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白的研究进展(二)——DNA结合特性、基因表达、功能及应用

植物碱性亮氨酸拉链 (bZIP)蛋白在高等植物基因表达与调控中起重要作用。本文介绍了植物bZIP蛋白与DNA结合特性 ,探讨了它们的基因表达和功能 。

植物凝集素的研究进展

综述了有关植物凝集素的研究进展,介绍了植物凝集素的分类、糖结合特性、近年来有关植物凝集素蛋白晶体结构的研究,以及其与糖结合能力相关的生物学功能,

GUS基因拷贝数对转基因在受体植物烟草中表达的影响(英文)

对农杆菌介导法获得的转 β_葡糖醛酸酶 (β_glucuronidase ,GUS)基因 (uidA)烟草 (NicotianatabacumL .)进行GUS表达分析 ,发现部分转基因植株无GUS活性。进一步Southern杂交结果发现 ,GUS基因失活植株的基因组中整合了多个uidA拷贝 ,而GUS活性高的转基因植株多为uidA单拷贝整合 ,表明uidA基因失活与基因多拷贝整合有关。Northern杂交结果显示 ,失活植株无特异uidARNA杂交带 ,而GUS活性高的植株可检测到明显的杂交信号 ,说明多拷贝引起的基因失活发生在RNA水平。

转菊芋凝集素基因烟草的抗蚜性研究

研究了转菊芋凝集素基因对桃蚜的抗性。结果表明 ,转基因烟草对桃蚜具有抗性。同对照植株相比 ,T0 转基因烟草使桃蚜的平均虫头数下降 70 %。在T1 转基因烟草中 ,转hta -b和hta -c基因烟草对桃蚜繁殖的抑制率分别为 5 0 .1 %,64.6%,同时 ,对桃蚜若虫的发育具有明显的抑制作用。初步认为 ,菊芋凝集素基因是一种对同翅目害虫具有抗性的新基因 。

转苏云金杆菌毒蛋白基因玉米植株的获得及其抗虫性分析(英文)

玉米 (ZeamaysL .)转化成功与否与基因型密切相关。在转化过程中 ,除少数模式品种能够形成再生频率较高且易转化的Ⅱ型愈伤组织外 ,大多数栽培品种往往只能够形成再生频率较低且不易转化的Ⅰ型愈伤组织。因此探索Ⅰ型愈伤组织的诱导及其转化条件 ,提高转化效率 ,对直接改良玉米优良自交系具有重要意义。应用基因枪转化技术将苏云金杆菌 (Bacillusthuringiensis)cry1Ac3基因导入玉米优良自交系E2 8及 34 0的Ⅰ型胚性愈伤组织中 ,经过膦丝菌素 (PPT)或潮霉素 (HygB)筛选 ,获得了再生植株。经PCR检测、Southernblot分析及Bt毒蛋白ELISA检测证实 ,外源基因已整合到玉米基因组中 ,并已获得表达。抗虫性分析结果表明 ,部分转基因玉米植株对玉米螟虫有较强的抗性。还比较了PPT和HygB两种筛选剂的筛选效果 ,表明PPT筛选的抗性愈伤组织的再生频率要高于HygB筛选的再生频率。

一种简单有效的T7 RNA聚合酶调控的植物基因表达系统

T7 RNA聚合酶在原核系统的基因表达与调控中起重要作用。将T7 RNA聚合酶基因的5’端与来自SV40大T抗原基因的核定位信号编码序列融合在一起,利用rolC启动子控制修饰的T7 RNA聚合酶基因,与Φ10启动子控制的β-葡萄糖醛酸酶基因串联在一起,构建了植物表达载体,通过基因枪介导法转化了烟草叶片。结果表明,这一表达系统能够增加β-葡萄糖醛酸酶基因的瞬时表达,这为提高外源基因在转基因植物中的高效表达提供了新的工具。

修饰的cpti基因在转基因棉花后代中的表达及其抗虫性分析

对转修饰cpti基因 (即sck基因 )的抗虫棉T3 代进行了分子检测和抗虫性检测。PCR ,Southern杂交证明外源基因已稳定遗传给后代植株。抑制剂活性检测表明转sck基因后代比转未修饰cpti基因后代具有更强的胰蛋白酶抑制剂活性。抗虫性分析表明 ,转基因后代对棉铃虫的生长发育具有明显的抑制作用。结果进步说明 ,将外源蛋白细胞内靶向定位的策略应用于棉花抗虫基因工程 ,可以提高外源蛋白在细胞内的积累量 。

植物外源凝集素及其在植物基因工程中的应用

植物外源凝集素及其基因研究近年来发展迅速 ,尤其是在植物基因工程中 ,植物外源凝集素越来越受到重视。本文介绍了植物外源凝集素的分类、分布、多样性、基本组成与结构、凝集素基因同源性、表达及生物学功能等。

转菊芋凝集素基因棉花研究初报

利用农杆菌介导法,将菊芋凝集素基因(Helanthus tuberosusagglutinin,HTA)转入常规棉花,获得转抗蚜虫基因棉花再生株。分子检测表明,外源基因已整合在转化棉花受体材料中,转菊芋凝集素基因棉花对棉蚜具有一定的抗性。

菊芋凝集素基因转入烟草的研究

菊芋凝集素是一种对同翅目、鞘翅目、鳞翅目害虫有抗、杀作用的蛋白质 ,通过遗传工程的手段 ,将菊芋凝集素基因置于CaMV35S组成型启动子和T nos终止子的控制下 ,构建了用于转化烟草的植物表达载体 ;在根癌农杆菌介导下转化烟草 ;