转cry1 Ab/cry1 Ac基因籼稻对稻田节肢动物群落影响

将稻田节肢动物群落按营养关系划分为 5个功能团 ,即植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其它类 ,从功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数及群落相异性等方面 ,经两年四点的调查就 2个转cry1Ab cry1Ac基因籼稻(Bt水稻 )品系TT9 3和TT9 4对稻田节肢动物群落的影响作了较系统评价。植食类、寄生类和腐食类功能团内某些优势科的优势度在Bt水稻田与对照 (IR72 )田之间有时呈显著或极显著差异 ,如Bt水稻田中茧蜂或姬蜂科的优势度有时明显低于对照。但是 ,在大多情况下Bt水稻田与对照田之间功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数 (物种丰富度、Shannon Wiener多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数 )及其时间动态基本无明显差异 ;Bt水稻田与对照田间植食类、寄生类、捕食类亚群落和整个节肢动物群落的相异性大多较低。可见 。

转cry1 Ac/sck基因抗虫水稻对稻田寄生蜂群落影响的评价

以转cry1Ac/sck双基因抗虫水稻MSA、MSB、MSA4(对照:MH86)及其杂交稻KF6-304(对照:Ⅱ-YM86)为材料,系统地研究了转基因抗虫水稻对稻田寄生蜂群落的影响及生态安全性。结果表明:在群落水平上,转基因抗虫水稻MSA、MSB、MSA4及杂交稻KF6-304对稻田寄生蜂的物种丰富度、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数的总体情况与时间动态以及个体总数无明显负面影响,但在生长中期转基因稻可降低稻田寄生蜂的个体数量。按寄生蜂功能团分析,MSA与MSA4在水稻生长发育的后期初始,提高卵寄生蜂的数量,MSA、MSB、MSA4及杂交稻KF6-304显著降低以靶标害虫稻纵卷叶螟为寄主的寄生蜂功能团的个体数量,对其他寄生蜂无明显负面影响。

转修饰cry1 Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢 81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养 ,共接种花药 2 6 0 0枚 ,获得 83份花培植株 ,其中双倍体植株 43份 ,单倍体植株 40份。PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株 5 5份 ,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为 2∶1(5 5 2 8)。进一步结合Southernblot和ELISA分析 ,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系 36份。外源蛋白表达量上 ,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致 ,最高的Cry1Ac含量达 0 2 5 %。田间抗虫性试验表明 ,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟 (Chilosuppressalis)表现出高抗 ,而且主要农艺性状保持不变。以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与育种利用。

转cry1 Ab基因水稻中毒蛋白的表达、分泌及其在土壤中的残留

研究了转cry1Ab基因水稻 (克螟稻 )中Cry1Ab毒蛋白的表达、根系分泌及其在土壤中的残留规律 .结果表明 ,分蘖始期至成熟期 ,克螟稻地上部和根部中的Cry1Ab毒蛋白的表达量 (FW)分别为 3 2 3～ 8 2 2 μg/ g和 0 6 8～ 0 89μg/g .生育期间克螟稻根系分泌的Cry1Ab毒蛋白含量仅为 1 6 6～ 4 8 0 2ng/ (株·d) .试验证实 ,克螟稻根际土中的Cry1Ab毒蛋白残留含量低于检测限 (<0 5ng/ g干燥土 ) .生物测定还表明 ,克螟稻根际土及其提取液对棉铃虫初孵幼虫和 3龄幼虫不产生致死性效应 .相对于Cry1Ab毒蛋白的根系分泌转移 。

克螟稻秸秆cry1 Ab基因表达产物对土壤生物学活性的影响

通过实验室条件下的秸秆还土试验 ,比较了转基因克螟稻及其亲本稻秸秆对土壤各微生物生理群的数量、土壤酶活性以及土壤呼吸强度的影响差异。与亲本对照相比 ,转基因克螟稻秸秆的添加对土壤好氧性细菌、放线菌和真菌的数量没有显著性影响 ;土壤氨化细菌、自生固氮菌和纤维素降解菌的数量在培养中期有些差异 ,但差异并不持续 ;对土壤蛋白酶、中性磷酸酶、脲酶和土壤呼吸强度没有显著性影响 ;土壤脱氢酶对转基因克螟稻秸秆的添加极其敏感。转基因克螟稻秸秆处理土壤中脱氢酶的活性在培养的前 9周明显地高于非转基因秸秆处理土壤 (p <0 0 5 )。尽管如此 ,培养 63d后 ,两种秸秆处理土壤脱氢酶活性差异逐渐消失。试验结果表明 。

利用苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430构建含cry1 Ac10基因的解离载体

将cry1Ac1 0基因和苏云金芽胞杆菌的复制起始区连接在一起 ,并在其两侧按相同方向各连接一个来自苏云金芽胞杆菌转座子Tn4430的解离位点 ,构成转移单位。再将革兰氏阳性细菌的抗性标记基因和大肠杆菌克隆载体 pUC1 9与之连接 ,获得含cry1Ac1 0基因的解离载体pBMB80 1。将其转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变体 ,再导入含解离酶基因的辅助质粒 pBMB1 2 0 0。在解离酶作用下 ,两个解离位点间发生重组 ,消除基在操作中的抗性标记基因等非必需基因片段 ,获得仅保留有完整cry1Ac1 0基因和来自苏云金芽胞杆菌质粒复制起始区 ,在无抗生素选择压力下能稳定遗传的重组质粒pBMB80 1B。

农杆菌介导Cry1 Ab/Ac抗虫转基因玉米植株的获得

转基因技术的迅速发展有效地打破了物种间的遗传壁垒,从而加快了优良基因定向聚合的进程,然而遗传转化率低及转基因安全问题成为制约其进一步发展的限制因素。基于此,本研究以玉米自交系H99为材料,将Ac/Ds双元表达载体(包含抗虫Cry1 Ab/Ac基因和gfp报告基因等)通过农杆菌介导法转入由110粒玉米幼胚诱导出的愈伤组织中,获得28株抗性转基因植株。经PCR及RT-PCR的验证结果显示,其中8株为含有Cry1 Ab/Ac目的基因且该基因有效表达的阳性植株,转化效率达7%。通过农杆菌介导法所获得的玉米转基因植株为今后剔除抗生素筛选标记,从而获得安全的玉米抗虫新种质提供了遗传材料。

对鳞翅目害虫高毒力的Bt cry1 Aa基因的分离克隆及表达

Bt菌Ly30株是我国自行分离的对多种害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌 ,经CAPS (cleavedamplifiedpolymorphicse quences)系统鉴定 ,它含有cry1Aa基因。以全长基因PCR产物的粘端定向克隆的方法 ,设计一对特异引物 ,分别引入NcoⅠ和BamHⅠ NcoⅠ酶切位点。以Ly30质粒DNA为模板扩增cry1Aa全长基因 ,与表达载体pKK2 33 2相应酶切产物连接 ,转化大肠杆菌 ,获得含有cry1Aa基因重组质粒pKKLy1Aa。完成了该基因的亚克隆和序列测定 ,结果表明 ,该基因的编码区为 3 5 31bp ,编码蛋白分子量为 133 2kD ,含 1176个氨基酸 ,等电点pI为 4 99。该基因序列已在GenBank中登记注册 ,登录号为AF3842 11,并被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会正式命名为cry1Aa12。对重组菌KKLy1Aa进行诱导表达研究。在 0 6mmol LIPTG、 37℃、 8h培养条件下 ,该基因获得高效表达 ,SDS PAGE电泳检测到明显的 133 2kD蛋白带。室内生测结果表明 ,Cry1Aa蛋白对不同的小菜蛾品系均有较高的杀虫活性 ,其LC50 值分别为 0 2 0 3μg mL和 0 5 5 4μg mL。

转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻(Bt粳稻)品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明:在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度(S)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、均匀性指数(J)、优势集中性指数(C)]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。

转cry1 Ac/cpti基因水稻对土壤氨氧化细菌群落组成和丰度的影响

【背景】氨氧化细菌是驱动硝化作用的关键微生物,其群落多样性变化对土壤氮素转化具有重要意义。转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变对土壤微生物群落产生影响。【方法】本研究通过田间定位试验,利用特异引物进行PCR-DGGE(聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR,分析了种植转cry1 Ac/cpti双价抗虫基因水稻第3、4年土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化。【结果】水稻各生育期(分蘖期、齐穗期和成熟期)内,转cry1 Ac/cpti基因杂交稻Ⅱ优科丰8号(GM)的土壤氨氧化细菌16S rRNA基因群落组成、多样性指数与其对应的非转基因杂交稻Ⅱ优明恢86(CK)间均没有显著差异;以DGGE条带为基础的氨氧化细菌群落组成的冗余分析(RDA)显示,GM和CK的土壤氨氧化细菌群落组成只与水稻生育期存在显著相关性(P=0.002和0.018);同时,水稻各生育期内土壤氨氧化细菌16S rRNA基因丰度在GM和CK间也没有显著差异,但均随水稻生长而变化且在齐穗期达到最高(P<0.05)。【结论与意义】稻田土壤氨氧化细菌的群落组成与丰度在水稻不同生育期存在差异,但在转cry1 Ac/cpti基因水稻和非转基因水稻间没有显著差异,即一定时期内种植转cry1 Ac/cpti抗虫基因水稻不会影响土壤氨氧化细菌的群落组成和丰度。

Cry1 Ac基因载体构建及其在枯草芽孢杆菌中的杀虫活性表达

根据苏云金芽孢杆菌BacillusthuringiensisHD_73基因Cry1Ac和枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis木糖诱导型启动子PxylR序列,分别设计2对特异引物Cry1AcFR和PxyFR,扩增获得了完整的启动子PxylR和Cry1Ac基因序列,进一步以上述产物混合物为模板,以PxyFCry1AcR作引物进行重迭PCR,获得了载体PxylR_Cry1Ac,经SphⅠ和BamHⅠ完全酶切后,将PxylR_Cry1Ac插入大肠杆菌_苏云金芽孢杆菌穿梭载体pHT315,重组表达质粒pCry1Ac315转化枯草芽孢杆菌感受态细胞。工程菌株质粒酶切电泳分析、SDS_PAGE电泳分析和杀虫生物活性测定结果证实了Cry1Ac基因的导入及其在枯草芽孢杆菌JAAS01D中的有效表达。

苏云金芽孢杆菌猝倒亚种Cry1 Aa13基因的克隆及序列分析

根据GenBank中Cry1A类基因序列设计一对特异性引物,以苏云金芽孢杆菌猝倒亚种质粒DNA为模板,应用PCR扩增技术得到一大小约为3.6kb的DNA片段(Cry1Aa13).通过引物步行法测定该片段长3598bp,其中开放阅读框(ORF)长3540bp,编码1180个氨基酸,分子量为133.49kD,等电点pI=5.0.序列比较表明该基因与Cry1Aa类基因高度同源(达95%以上),该基因已在GenBank中登录,登录号为AF510713,并被Btδ 内毒素基因国际命名委员会正式命名为Cry1Aa13.

转cry1 Ab基因水稻对二化螟幼虫血细胞的影响

研究了转cry1 Ab基因水稻“克螟稻1号”对二化螟Chilosuppressalis幼虫细胞免疫系统的影响。结果表明,转cry1 Ab基因水稻对二化螟幼虫的血细胞影响明显,取食转cry1 Ab基因水稻后,二化螟幼虫各类血细胞都明显低于取食非转基因水稻“秀水11”的对照组(原血细胞和囊血细胞在取食初期例外),随取食时间延长,各类血细胞数量及血细胞总数均呈递减的趋势。从各类血细胞所占血细胞总数的百分比来看,原血细胞在取食36h后锐减,而浆血细胞和粒血细胞则比例增加,其余珠血细胞、囊血细胞的变化不明显。另外,血细胞还出现空泡化、肿胀等病态变化,致使血细胞快速破裂。由此推测转cry1 Ab基因水稻自身表达的毒蛋白能严重干扰靶标昆虫二化螟幼虫的细胞免疫系统。

苏云金芽孢杆菌Rpp02菌株cry1 Ac20基因的克隆及表达(英文)

Rpp02菌株是本实验室分离的一株对鳞翅目等多种害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌莫里逊亚种(Bacillus thuringiensis subsp.morrisoni),经PCR检测,它含有cry1Ac基因。对其基因组DNA进行PCR扩增,得到大约4kb的产物。测序结果表明,该片段含有一个较大的ORF框,基因编码区为3534bp,编码1177个氨基酸,分子量为133.144kD,pI4.952,为弱酸性蛋白质,亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)3种氨基酸含量最高,分别为8.0%、7.8%、7.7%。该基因序列与cry1Ac序列同源性达到99%,并被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ac20。生物测定表明,该基因在大肠杆菌中得到了表达,表达产物具有较强的杀虫效果,试喂菜青虫48h后,校正死亡率为88.78%。

对Cry1 Ac毒素敏感性不同的三种BT1-Tn-5B1细胞品系基因组DNA的RAPD及SSR分析

用Operon公司W系列和F系的 40个随机引物列对BT1 Tn 5B1Cry1Ac敏感细胞、抗性细胞和抗性衰退细胞的基因组DNA进行PCR扩增。经琼脂糖凝胶电泳和EB显色总共扩增出了 2 5 9条清晰带 ,其中有 2 5 0条带为三种细胞所共有 ,有 9条为特异性扩增带。其中 3条特异性带为敏感细胞和抗性衰退细胞样品共有 ,3条特异性带为抗性细胞和抗性衰退细胞样品所特有 ,1条特异性带为抗性衰退细胞样品特有 ,2条特异性带为抗性细胞和敏感细胞样品共有 ,另外某些带在三种细胞之间还存在明显的强弱和宽窄差异。用三个微卫星引物序列分别对三种细胞的总DNA进行扩增 ,得到了 14条清晰的扩增带 ,发现它们在带形上并无太大差异 ,但有 1条带存在明显的强弱差异。这表明BT1 Tn 5B1细胞对Cry1Ac抗性的产生和衰退与基因组DNA的多态性有关。

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1 Ab22的克隆与表达

【目的】克隆并表达苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiens,Bt)杀虫晶体蛋白cry1Ab22基因,为解决昆虫抗性问题提供有效途径,并为构建新型转基因工程菌和转基因植物提供基因材料。【方法】根据GenBank中cry1Ab型基因序列设计1对引物,并加入BamHⅠ和PstⅠ酶切位点。用全长基因PCR产物粘端定向克隆的方法,从苏云金芽孢杆菌S249菌株中扩增到1个苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白cry1Ab型基因cry1Ab22,将其克隆到表达载体pMAL-c2X中,转化大肠杆菌TB1,进行诱导表达,并对表达产物的杀虫活性进行检测。【结果】cry1Ab22基因长度约为3.5 kb;其与已知的cry1Ab3型基因同源性最高,所编码的蛋白质存在5个氨基酸差异。cry1Ab22基因已在GenBank中登录,登录号为EU220269,并被Bt毒素基因国际命名委员会正式命名为cry1Ab22。SDS-PAGE电泳结果表明,cry1Ab22基因表达了170 ku左右的融合蛋白。cry1Ab22蛋白对小菜蛾(Plutella xylostella)的LC50为225.1μg/mL。【结论】S249菌株含有新型的cry1Ab基因,且该基因表达的蛋白具有较强的杀虫活性。

基于胚胎干细胞模型的Cry1Ab蛋白发育毒性

目的:通过胚胎干细胞发育毒性评价模型研究Cry1Ab蛋白对于细胞增殖和分化能力的影响,以评估其发育毒性。方法:设置Cry1Ab蛋白7个剂量组(31.25、62.50、125.00、250.00、320.00、1 000.00、2 000.00μg/L),以5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil, 5-FU)为阳性对照,以磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline, PBS)为溶剂对照,分别处理小鼠胚胎干细胞D3(embryonic stem cell line D3,ES-D3)和小鼠成纤维细胞3T3。通过CCK-8法检测细胞活性,计算受试物对于不同细胞的增殖半抑制浓度(50%inhibition concentration of growth and viability, IC_(50))。设置Cry1Ab蛋白5个剂量组(125.00、250.00、320.00、1 000.00、2 000.00μg/L),设置溶剂对照(PBS),同时以5-FU为受试物进行模型验证,分别处理细胞后,通过拟胚胎体(embryonic bodies, EBs)培养法诱导ES-D3分化出心肌细胞;镜下观察EBs生长情况并测量其第3天和第5天的直径,观察并记录同批次EBs分化出搏动心肌细胞的比例,计算受试物的心肌分化半抑制浓度(50%inhibition concentration of differentiation, ID50),根据发育毒性判别函数对受试物的胚胎发育毒性进行分类;收集培养终点的EBs样本,进行实时定量聚合酶链式反应(real-time quantitative po-lymerase chain reaction, qPCR),检测心肌分化相关标志物(Oct3/4、GATA-4、Nkx2.5和β-MHC)的mRNA表达情况。结果:5-FU的IC_(50,3T3)为46.37μg/L,IC_(50,ES)为32.67μg/L,ID_(50,ES)为21.28μg/L,根据判别函数结果将5-FU分类为强胚胎毒性物质。不同浓度的Cry1Ab蛋白处理组的3T3细胞和ES-D3细胞活性与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,Cry1Ab蛋白处理组分化第3天和第5天的EBs直径差异无统计学意义(P>0.05),EBs形态也未见明显差异;不同浓度Cry1Ab蛋白处理组的心肌分化率与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。5-FU使β-MHC、Nkx2.5和GATA-4的mRNA表达水平降低(P<0.05),且具有剂量依赖趋势(P<0.05),而与细胞多能性相关的标志物Oct3/4 mRNA表达水平则呈升高趋势(P<0.05);Cry1Ab蛋白处理组的成熟心肌标志物β-MHC、心肌早期分化标志物Nkx2.5和GATA-4、多能性相关标志物Oct3/4的mRNA表达水平与对照组相比差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:本实验模型中未观察到31.25~2 000.00μg/L的Cry1Ab蛋白具有发育毒性。

利用胚胎干细胞骨分化实验评价Cry1Ab蛋白的发育毒性

目的通过小鼠胚胎干细胞骨分化实验研究Cry1Ab蛋白对胚胎干细胞成骨分化过程的影响,以评估Cry1Ab蛋白的发育毒性。方法以Cry1Ab蛋白为受试物,设置5个剂量(125,250,320,1000,2000 ng/ml)染毒小鼠胚胎干细胞形成的拟胚胎体(embryonic body,EB),设置溶剂对照和阳性对照,同时向培养基中添加β-甘油磷酸盐(10 mmol/L)、抗坏血酸(50μg/ml)和维生素D3(500μmol/L)诱导EB向骨细胞分化,通过茜素红S染色和吸光度检测确定骨细胞钙化结节生成情况;收集EB制备细胞裂解液,通过BCA法测量细胞总蛋白浓度,采用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)检测试剂盒检测细胞裂解液中ALP活性;收集EB样本提取总RNA,通过qPCR检测骨细胞分化相关标志物Runx2、SPARC和I型胶原的基因表达情况。结果与对照组相比,不同浓度Cry1Ab蛋白处理组的EB细胞团大小、钙化结节数量无统计学差异(P>0.05);Cry1Ab蛋白各浓度组的细胞总蛋白浓度和ALP活性与对照组相比无统计学差异(P>0.05);Cry1Ab蛋白各浓度组的Runx2、SPARC和I型胶原基因表达水平与对照组相比均无统计学差异(P>0.05)。结论本次试验中,未观察到Cry1Ab蛋白对小鼠胚胎干细胞成骨分化过程产生影响,125~2000 ng/ml的Cry1Ab蛋白不具有发育毒性。

大负荷运动后骨骼肌核心时钟基因Bmal1/Clock、Cry1/Per1的节律性振荡变化趋势

目的:探讨大负荷运动对骨骼肌核心时钟基因节律性表达的影响。方法:将208只8周龄SD大鼠随机分为对照(control,C)组与运动(Exercise,E)组,E组予以一次大负荷运动训练。每6 h取各组比目鱼肌,采用透射电镜观察骨骼肌纤维超微结构,通过实时荧光定量PCR实验测定骨骼肌核心时钟基因Bmal1、Clock、Cry1、Per1表达量,并使用余弦分析软件circacompare(R package)获取拟合余弦曲线参数,分析其节律性振荡的变化趋势。结果:1)C组Bmal1、Clock、Cry1、Per1 mRNA在72 h内呈现3个完整近日节律周期;E组Bmal1 mRNA、Cry1和Per1mRNA在0~24 h、Clock mRNA在0~72 h近日节律消失。2)与C组相比,E组Bmal1 mRNA在0、6、12和18 h显著升高,Clock mRNA在0 h时显著升高;Cry1、Per1 mRNA在0、12 h显著降低。3)C组各时相肌纤维超微结构正常,E组0、24和48 h均出现不同程度肌小节结构破坏、线粒体肿胀及聚集等改变,72 h有所缓解。结论:一次大负荷运动可诱发骨骼肌核心时钟基因Bmal1/Clock、Cry1/Per1节律振荡紊乱,其变化趋势与肌纤维超微结构损伤时相基本一致。

转基因抗虫耐除草剂玉米瑞丰125 Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白的时空表达分析

玉米是我国最重要的粮食作物之一,虫害会造成严重的品质和产量损失,转Bacillus thuringiensis(Bt)基因抗虫玉米为玉米害虫的防治提供了新途径。转Bt基因抗虫玉米的抗虫性与外源杀虫蛋白表达量具有密切的关系,明确Bt杀虫蛋白在不同生育期和不同器官中的表达量,对害虫的综合防治和农业转基因生物安全管理具有重要意义。连续两年采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了9个地点种植的瑞丰125不同器官中Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白表达量,对比分析了玉米拔节期(V6-V8)叶片、抽雄期(VT)雄穗、吐丝期(R1)叶片和花丝、成熟期(R4)叶片和籽粒的Bt杀虫蛋白含量,结果表明Bt杀虫蛋白表达量在不同玉米器官中差异较大。2年9个地点的数据整体上呈现出叶片中Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白表达量较高,而籽粒中Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白表达量较低的规律。9个地点种植的瑞丰125的Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白表达量有所差异,但差异整体较小。