The Inheritance and Expression of cry1A Gene in Transgenic Maize

We investigated the inheritance and expression of cry1A gene in transgenic maize ( Zea mays L.) by Southern blotting analysis and enzyme_linked immunosorbent assays (ELISA). The results showed that cry1A had been transmitted to progeny of transgenic maize as a single gene. Contents of cry1A insecticidal protein were significantly different among transgenic maize lines and various tissues of the same transgenic lines. High expression of cry1A protein occurred in green tissues, such as leaf and husk leaf, and low expression occurred in pith, tassel, ear pith, pollen and silk. The results also showed that the contents of cry1A insecticidal protein in leaves of transgenic maize increased with the advance of development and there was no significant difference in cry1A expression level among various generations of transgenic maize.

应用简并PCR方法检测转cry1A基因作物

根据不同转基因作物中cry1A基因的保守区序列,建立简并聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对转cry1A基因作物检测方法。cry1A基因(包括cry1Ab、cry1Ac、cry1Ab/Ac、cry1A.105、mcry1Ac)是抗虫转基因作物中使用频次最高的目的基因,常用作转基因成分筛选检测的靶标。应用Vector NTI Advance 11.5软件将已报道的20余种cry1A基因PCR检测方法中的引物与11个cry1A基因序列进行比对,结果显示,这些方法的引物序列不能同时与所有cry1A基因序列完全配对,每对引物的错配碱基数均大于3个,且许多错配发生在引物的3’端,表明这些cry1A基因检测方法理论上仅适用于部分特定的靶标基因。在对MON810、Bt11、Bt176等11种转基因作物中cry1A基因核苷酸序列进行比对分析基础上,以其5’端的保守核苷酸序列为模板,筛选到1对简并引物,建立了cry1A基因的简并PCR方法。应用该方法能特异性地检测11种转基因作物中的cry1A基因,检测灵敏度可稳定达到0.1%。该方法为转基因作物中cry1A基因的高效筛选检测提供了一种新的技术手段。

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因cry1A的克隆及生物信息学分析

以分离的3株苏云金芽孢杆菌质粒为模板,通过设计一对特异引物,PCR扩增得到3条全长3.6 kb的基因序列,其各自都包含一个完整的开放阅读框,编码序列全长分别是3468、3450、2697 bp(Genebank登录号分别为GQ385073,GQ385074,GQ385075);它们与cry1A类基因同源性都高达95%以上;分别编码1159、1150和902个氨基酸。并在此基础上采用生物信息学方法对这3个基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、跨膜结构域以及功能域等方面进行了预测和分析。为转基因抗虫植物和微生物杀虫工程菌的构建提供了基因来源。

一种适合转基因棉CpTI和cry1A基因剂量测定的标准质粒的构建和应用

在转基因检测领域,标准质粒以容易获得、纯度高、成本低和稳定性好的优点逐渐被广泛应用,适合同时检测多个靶标基因的需求。本研究针对我国抗虫棉(Gossypium hirsutum L.)的主要外源基因类型,构建含有豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI)、苏云金杆菌晶体杀虫蛋白基因(cry1A)和棉花内标准基因硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶基因(Sad1)的多靶标质粒pMD-CCS作为标准物质,建立了CpTI和cry1A基因的实时荧光定量PCR方法。测定了我国9个抗虫棉品种中的CpTI和cry1A基因剂量,显示科棉3号等3个抗虫棉品种中CpTI基因的平均剂量为0.020～0.018拷贝/基因组,cry1A基因的平均剂量为1.377～2.136拷贝/基因组;鄂杂棉1号F1等6个抗虫棉品种中cry1A基因的平均剂量为0.887～2.564拷贝/基因组,定量结果的标准差(SD)范围在0.001～0.149之间。结果说明,pMD-CCS适合作为标准物质用于抗虫棉中CpTI和cry1A基因的定量测定。

转Cry1A基因海岛棉的获得和鉴定

进行农杆菌介导转抗虫基因试验,以期选育抗虫性优良的海岛棉新品系(品种)。本实验在海岛棉体细胞胚再生体系的基础上,将携带Cry1A基因的表达载体pBI121通过农杆菌介导法转化到‘新海33号’的胚性愈伤组织中。经培养基筛选、PCR检测、RT-PCR检测、抗虫性鉴定等筛选抗虫后代。共获得12棵抗性植株。PCR检测结果显示,这12棵抗性植株均能扩增出了大小相符的片段,检测结果呈阳性;RT-PCR结果显示,12棵转基因植株目的基因已经整合入基因组,且能反转录出mRNA;Bt-Cry1Ab/Ac转基因试纸条检测结果表明这12棵转基因植株含有目的蛋白;抗虫性鉴定结果证实了这些转基因植株对棉铃虫幼虫具有一定的抗性。本研究成功将抗虫基因导入至海岛棉的体内,获得了具有抗虫性的植株,其结果对转基因抗虫海岛棉新品种的培育具有一定的参考价值。

干扰隐花色素Cry1a与Cry1b基因的表达对水稻若干农艺性状的影响

利用已公布的水稻Cry1a与Cry1b基因序列设计引物,PCR扩增基因部分片段,构建了一个包含2个隐花色素基因片段的ihpRNA表达载体pSC1301-347-Cry1aCry1b,并通过农杆菌介导转化水稻,以期同时导致这2个基因功能缺失.根据转基因植株主要农艺性状的表现,初步分析了Cry1a与Cry1b对水稻重要农艺性状的影响.结果表明,转基因水稻开花期推迟16 d,株高增加明显,粒型显著变长,而其他所观察的性状无明显改变.

cry1A基因通用检测方法的建立

cry1A基因编码苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白,是转基因植物使用最为广泛的抗虫基因,包括cry1Ab、cry1Ac、cry1A.105、cry1Ab/Ac等类型,cry1A基因为靶标的检测方法在转基因植物安全监管与检测中尤为重要。虽已建立数种cry1A基因检测方法,但均因该基因间序列差别较大而无法覆盖大部分转化体。由此,采用简并引物的策略,开发了一种cry1A基因通用检测方法,检测能力覆盖了常见的16种含cry1A的转化体,开发过程包括实验室内部方法建立和实验室间循环验证。结果表明,该方法在引物终浓度0.4μmol·L^-1,退火温度64℃的条件下,能够特异性检测样品中含有的cry1A基因,检出限为0.1%。开发的cry1A基因检测方法参数全面,重复性和重现性良好,为国内外转基因成分监管与检测提供方法参考。

抗玉米螟基因Cry1A.301原核表达和玉米遗传转化

增强玉米品种的抗虫性是减少玉米螟为害、提高玉米产量的有效途径。通过密码子优化改造获得抗虫基因Cry1A.301,构建原核表达载体pET30a-Cry1A.301,进行蛋白免疫学、ELISA检测以及玉米螟抗性生测。结果表明,原核表达载体中Cry1A.301蛋白高效表达,且7d后杀虫效率达100%。通过Cry1A.301基因与植物表达载体CPB连接,构建CPB-35S∶∶Cry1A.301-35S∶∶bar载体进行农杆菌介导的玉米萌动胚遗传转化,得到12株T0代转基因植株。T0代植株叶片中目的基因、筛选标记bar基因的PCR检测与蛋白免疫学检测结果表明,Cry1A.301基因已经整合到玉米基因组并表达。