转基因植物中报告基因gus的表达及其安全性评价

近十年来，植物转基因技术取得显著进展；许多转基因植物不断问世，其中报告基因ｇｕｓ在植 物基因工程和遗传转化中发挥着重要的作用。本文就ｇｕｓ基因的来源、在转基因植物中的表达及其生态 风险性与食品安全性作了简要综述。

报告基因gus在快速筛选转抗虫基因水稻中的应用

利用GUS组织化学染色法和PCR技术，对转抗虫基因水稻与常规品种的杂种后代进行了鉴定和分析。研究结果表明，报告基因gus在杂种后代中的分离行为符合3：1的比率，表现为单因素显性遗传；凡GUS组织化学染色为阳性的植株都携带cry1Ab基因，二者吻合率为100％，表现完全连锁遗传，证明可以采用GUS组织化学染色法来快速筛选含有抗虫基因 cry1Ab的个体。

GUS报告基因在植物功能基因研究中的应用

近十年来,植物转基因技术取得了显著的进展,许多转基因植物不断问世,其中报告基因GUS在基因工程和遗传转化中发挥着重要的作用。就GUS基因的来源,GUS基因在转基因植物中的表达,GUS活性的测定方法,GUS基因转基因安全评价,GUS基因应用的最新进展作了简要综述。

用无启动子的GUS报告基因捕获水稻基因启动子

构建了嵌合质粒 p13DGUTs ,它是在Ds转座子中插入了无启动子的 β 葡萄糖醛酸酶报告基因(GUS) ,用于分离水稻基因启动子。将 p13DGUTs转化粳稻品种中花 11的胚性愈伤组织 ,获得了 4 96个转基因植株。抗性愈伤组织与转基因植株的GUS染色与PCR分析表明整合在水稻染色体上的Ds因子都发生了随机跳跃。转基因植株T0 代与部分T1代的GUS染色结果表明 ,M92转基因植株中Ds转座子整合位置上游的水稻基因启动子指导GUS基因的表达及表达的特性是可遗传的。文章对此方法在分离水稻基因启动子与基因上的应用进行了讨论。

水稻Os05g0442400基因启动子分析以及由Os05g0442400基因启动子引导GUS报告基因在转基因水稻中的表达

采用Plant CARE和PLACE软件分析预测水稻Os05g0442400基因启动子序列中可能存在的顺式作用元件.结果显示,在起始密码子ATG上游1500bp区域内,除了启动子基本的核心作用元件外,还存在一些与植物抵御非生物胁迫过程有关的作用元件、脱落酸应答元件、光诱导启动子作用元件、病原菌诱发因子作用元件,以及根特异性结合位点.采用根癌农杆菌介导法成功将Os05g0442400 promoter::gus构建导入"中花11"水稻.由不同组织部位GUS染液检测表明:在水稻苗期,内源Os05g0442400基因可能主要在根部表达;随着水稻生殖期的延续,水稻内源Os05g0442400基因在颖壳中的表达区域由上向下面积增大,并在抽穗后达到最大表达区域.这些结果可能与Os05g0442400基因启动子上分别存在根特异性结合位点和光诱导启动子作用元件具有一定的联系.

GUS报告系统在植物基因功能研究中的应用和优化

β-葡糖醛酸酶(GUS)报告系统是现代分子生物学研究领域中被广泛使用的一种重要工具,在解析基因时空表达调控的研究中发挥着重要作用.本文概述了报告基因GUS的生化特性及检测手段,从启动子元件鉴定、基因诱捕、无标记转基因技术等方面论述GUS的应用现状和优势,并针对内源GUS、GUS抑制因子等问题和改进优化手段进行了分析,为该技术在植物功能基因研究中进一步拓展提供新线索和思路.

eGfp/Gus融合基因植物表达载体的构建和转化验证

绿色荧光蛋白(Gfp)基因和葡萄糖醛酸糖苷酶(Gus)基因是广泛应用的2个报告基因,在定性和定量研究基因表达和启动子功能等方面各有优劣。为联合使用这2个报告基因,根据报告基因序列设计2对带有特异限制性内切酶位点的引物,PCR法分别扩增增强型Gfp(eGfp)和Gus基因,连接到植物表达载体pF-GC5941中,构建含CaMV35S启动子驱动的eGfp/Gus基因融合表达载体,命名为pFGC-DR。注射农杆菌法转化烟草叶片,以及花器官农杆菌浸泡法转化拟南芥,发现融合基因成功地在烟草叶片中瞬时表达和在拟南芥中稳定表达,表明融合报告基因在烟草和拟南芥中都能高效表达。

Ac/Ds(GUS)结构介导的水稻启动子捕获系统的建立

构建了基于Activator/Dissociation(β-glucuronidase)[简称Ac/Ds(GUS)]结构的捕获质粒p13B,用于分离水稻基因启动子。以此质粒用农杆菌介导的方法转化粳稻品种中花11的胚性愈伤组织,对获得的18个独立转化株的T2代植株进行了抗除草剂筛选,从141个抗除草剂转基因植株中用PCR方法检测到其中37株是Ds因子发生了转座的植株,而且这种转座到新位置上的Ds因子是遗传的。初步观察到其中5株的GUS染色呈阳性。

口蹄疫抗原决定簇融合基因转化水稻的研究

将口蹄疫O型抗原决定簇和A型抗原决定簇构成的融合基因O21O14A21经农杆菌介导转入粳稻品种日本晴中,经潮霉素筛选,获得再生植株207株.提取它们的总DNA进行PCR检测,其中193株扩增出和阳性对照相同的900bp和450bp两条带,转基因阳性率达93.2%,抽取部分阳性植株进行PCRSouthern杂交检测及报告基因GUS检测,同样证明融合基因已经整合到日本晴基因组中.

基因枪转化小麦愈伤组织的影响因素研究

以小麦愈伤组织为受体材料,用基因枪法将报告基因GUS和目的基因Psag12-IPT导入小麦中。GUS基因表达检测表明,金粉用量越高,转化频率越高;质粒DNA用量以2.0μg/枪最佳;随着愈伤组织培养时间的延长,GUS基因瞬时表达呈明显下降趋势,至第28天以后趋于稳定。另外,GUS基因瞬时表达检测应在24h内进行。

小麦基因枪高效转化体系的建立

以小麦幼胚为基因枪转化受体 ,用含GUS和bar基因的质粒pDM80 3对小麦幼胚进行转化 ,并对幼胚大小、轰击距离、质粒和金粉用量等参数对GUS瞬时表达率及表达量的影响进行了研究。幼胚以 1 0～ 1 5mm最为适宜 ,6cm和 9cm各轰击一次、质粒 0 .5μg/枪及金粉 30 0 μg/枪 ,GUS瞬时表达率及表达量最高。通过对以上参数的优化 ,建立了一个高效的小麦基因枪转化体系。

花生Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶基因启动子的克隆及功能分析

Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶（SAD）是决定植物体内饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比值的关键酶。以花生品种豫花9326基因组DNA为模板,通过基因组步移技术,克隆到花生Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶基因（Ah SAD）起始密码子ATG上游720 bp片段,利用5＇RACE方法获得了该基因的5＇UTR序列,通过序列比对确定720 bp片段为Ah SAD启动子区域。PLACE在线启动子预测分析表明,该序列具有真核生物启动子必需的核心元件TATA-box和CAAT-box,含有多个与光诱导和激素响应相关顺式序列元件。将Ah SAD启动子片段替换pBI121质粒中的CaMV35S启动子驱动下游GUS基因表达,构建植物表达载体pBI-PAh SAD。通过农杆菌介导法转化拟南芥和在花生不同组织中瞬时表达,利用GUS组织化学染色研究其表达特性。表明在拟南芥和花生受体中,AhSAD启动子主要调控下游基因在根、茎、叶片和子叶中表达,在花生的果针中也检测到GUS活性;拟南芥的茎生叶只有叶脉中具有GUS活性,而花生整个叶片中都具有GUS活性。

一个花生早期胚特异性表达基因AhDGAT3启动子的克隆及功能分析

为获得在早期胚中特异性表达启动子,本研究通过基因组步移技术对AhDGAT3(GenBank:AY875644.1)的启动子进行克隆。研究结果表明,获得了AhDGAT3起始密码子ATG上游5'侧翼序列2 181bp,应用PLACE和plantCARE在线分析显示,AhDGAT3启动子除了含有核心调控元件TATA-box和CAAT-box之外,还有多个非生物胁迫作用元件,如茉莉酸响应元件、防御和干旱胁迫响应元件TC-rich repeats、光响应元件、干旱诱导的MYB结合位点、光响应MYB结合位点等,以及种子表达相关顺式作用元件及分裂组织表达相关元件。构建重组载体p BI121-PAhDGAT3,转化拟南芥,GUS染色结果显示,该启动子能驱动下游GUS基因,仅在发育早期的心型胚期至鱼雷型胚期较短时间内的胚中特异性表达。

拟南芥钙调素结合蛋白基因启动子的克隆及表达

采用PCR技术从拟南芥中克隆了SCBP60g基因的启动子,并与GUS报告基因融合构建重组表达载体,转化野生型拟南芥,对获得的转基因株系进行GUS组织染色,从基因调控水平上探讨其在功能方面的差异。结果显示:SCBP60g基因的启动子能指导GUS报告基因在拟南芥的根、茎、叶和花中表达,并且在这些部位的维管束表达较强。这种表达方式与LCBP60g基因的启动子指导的GUS基因组织化学染色有差异,表明这个启动子的表达调控具有一定的特异性。

银杏木质部特异定位表达基因启动子在转基因烟草中的功能研究

为了研究银杏GRP 1 8启动子在木本植物中的调控制特性 ,用从银杏细胞壁形成及纤维素生物合成密切相关的 ,并定位于形成层木质部维管组织细胞表达的富甘氨酸蛋白质基因 (GRP 1.8)的启动子与GUS报告基因构建的表达载体转化烟草 ,经过Southernblotting鉴定 ,得到一批转化再生植株 .经GUS组织化学检测 ,发现转基因烟草的茎木质部呈现GUS染色阳性 ,初步证明银杏GRP 1 8基因启动子确有韧皮部表达特性 。

花生AhFAD2-1基因启动子及5'-UTR内含子功能验证及其低温胁迫应答

Δ^(12)-脂肪酸脱氢酶基因(FAD2)催化油酸生成亚油酸,是决定油酸亚油酸比值的关键基因。高油酸花生对低温更加敏感,暗示FAD2在低温响应中发挥作用。为探索花生FAD2的低温胁迫应答,本研究分析了花生FAD2-1A/B的基因结构,从普通油酸花生品种豫花9326中克隆了FAD2-1A/B启动子和内含子,并通过转化拟南芥验证了功能及其对冷胁迫的应答。结果表明,AhFAD2-1A/B包含2个外显子和1个位于5'-UTR的内含子;AhFAD2-1A/B基因启动子功能较弱,仅AhFAD2-1B启动子在子叶期幼苗的子叶叶尖中观察到蓝色;AhFAD2-1假基因5'侧翼序列具有启动子活性,可调控基因在子叶、下胚轴、种子中表达。AhFAD2-1内含子序列具有启动子的功能,驱动基因在幼苗下胚轴及子叶中表达,同时还有提高基因表达效率和扩大表达范围的功能,是AhFAD2-1基因表达调控必需元件;包含5'-UTR内含子的AhFAD2-1A/B启动子的调控序列功能受低温胁迫抑制。

叶片衰老诱导FLP重组酶删除转基因烟草外源基因的研究

【目的】"Gene-deletor"系统可实现转基因植物中外源基因的清除。为了研究该系统在转基因烟草中对清除外源基因的作用并最终创制不含外源基因的烟草新种质。【方法】以含有"Gene-deletor"系统的转基因烟株为材料,分析外源筛合报告选融基因Bar::GUS、重组酶基因FLP在不同叶龄叶片中的表达水平,同时通过观察转基因烟草花粉中GUS蛋白的表达活性,分析外源基因GUS在花粉中的删除情况。【结果】(1)相同叶龄不同转基因烟株叶片均表现出GUS活性和对除草剂草铵膦抗性,且3个转基因烟草株系中GUS活性和对除草剂抗性都表现出随着叶龄增大而降低的特点。(2)Real-time PCR和RT-PCR结果进一步证明外源Bar::GUS基因表达水平随叶片发育成熟持续下降,而外源FLP基因的表达水平则出现先增后降的变化趋势,在测定后期两者的表达量均达到最低,(3)花粉GUS组织染色结果表明,"明,色结果降的变化趋势,特系统诱导各转基因植株中花粉外源基因清除效率不同,平均清除率分别78.3%,54.7%和75.2%。【结论】在转基因烟草中,叶片衰老特异表达基因SAG12基因启动子驱动"动启动子驱动达基因,平均清系统(LoxP/FRT)的表达不仅可引起转基因植株叶片中外源基因的特异性清除,还能诱导花粉中外源基因的删除,该技术可为进一步创制培育不含外源基因的烟草新种质提供参考。

一个新的重组酶系统在转基因植物外源基因删除中的应用

为了解决转基因植物可能带来的生物安全性问题,设计了一个新的位点特异性重组酶系统pLFHFGN,该系统中重组酶FLP基因由热激蛋白Hsp18.2基因的启动子控制,所有外源基因(包括重组酶基因FLP、GUS报告基因和NPTII筛选标记基因)都置于两个融合识别位点loxFRT之间.将上述重组酶系统通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化烟草,获得的再生植株分别通过GUS组织染色和PCR分析等方法进行鉴定.然后在37℃下热激处理转基因植株,利用GUS组织染色检测重组酶系统在转基因植株T1代幼苗中删除外源基因的效率,结果显示,该系统删除效率达到了48.2%～84.9%,说明通过重组酶系统pLFHFGN能够有效地删除转基因植物中的外源基因,这为解决转基因植物潜在的安全性问题提供了一条新的途径.

口蹄疫抗原决定簇融合基因转化胡萝卜的研究

利用转基因植物生产疫苗是目前植物基因工程的一个研究热点,具有生产简单、成本较低、使用安全方便、易贮存等优点.本实验通过农杆菌介导的遗传转化,以O型和A型口蹄疫抗原决定簇基因O21O14A21转化胡萝卜.通过筛选,获得潮霉素抗性愈伤组织,经胚状体再生得到156棵抗性苗.通过GUS染色检测,GUS报告基因在部分转化的愈伤组织中瞬时表达,并在部分抗性苗中稳定表达.对部分抗性植株进行PCR和PCRSouthern杂交检测,证实目的基因已经成功整合到胡萝卜基因组中.

豌豆终止子rbc-T在转基因小麦研究中的应用

目前常用的转基因载体元件大多为真菌或细菌来源,引发对转基因食品安全性的担忧。本研究克隆了豌豆终止子rbc-T,并用其替换农杆菌终止子nos-T构建转化载体,利用基因枪法将携带Ubi启动子、GUS基因和终止子rbc-T组成的最小表达框片段转化普通小麦,同时以带有nos-T终止子的载体为对照,经过PCR检测筛选获得T2代稳定遗传的转基因小麦株系。GUS组织化学染色及酶活定量分析结果表明,带有nos-T及rbc-T的转基因小麦中均能检测到GUS基因不同程度的表达。因此认为,豌豆终止子rbc-T可以代替农杆菌终止子nos-T用于小麦的转基因研究。