潮霉素磷酸转移酶的致敏性评价研究

潮霉素磷酸转移酶基因广泛用于转基因生物的基因转化过程中,该基因(hpt)编码的蛋白属于无食用和食物过敏史的处源目的蛋白。根据IFBC-ILSI制定的转基因食品致过敏性评价方法,进行了与已知的过敏蛋白的氨基酸序列相似性比较、消化稳定性实验以及动物模型实验。结果表明,未发现连续8个氨基酸序列相同:该蛋白在80℃加热10min左右时已全部降解,不具有热稳定性:体外模拟消化实验表明,消化20min时,SDS-PAGE和Western Blotting已检测不出Hpt蛋白。实验采用BN大鼠作为过敏模型,ELISA检测特异IgG、IgE以及组胺水平,Hpt蛋白与阳性存在显著性差异(p<0.05),与阴性无显著性差异。综合结果表明,Hpt蛋白潜在致敏性很低。本研究可为进一步开展以hpt基因为标记性基因的作物上市前安全性的评价提供基础数据。

转基因作物标记蛋白潮霉素磷酸转移酶活性的测定方法

潮霉素磷酸转移酶 (HPT)是转基因作物中重要的标记蛋白 ,其活性的测定对含有该标记基因的转基因作物的植株构建、基因沉默、标记基因去除及安全性分析等具有重要的作用。本文综述了潮霉素磷酸转移酶活性测定的几种方法 ,包括放射化学法、抑菌生长法及酶耦联法 ,其中放射化学法用于检测组织粗提蛋白中的HPT活性 。

转基因及常规水稻幼苗对潮霉素敏感性的研究

研究了转基因及常规水稻幼苗叶面喷施潮霉素B溶液后的反应。结果发现,常规水稻吸收潮霉素B后,叶片会出现以褐斑为特征的中毒症状。在50～100mgL浓度范围内,褐斑的数目和面积随时间和浓度的增加而增加,溶液中滴加DMSO可提高潮霉素对稻苗的毒性。浓度在75mgL及以上时,喷后第7天,处理的所有幼苗都出现症状。而浓度在50mgL时,个别幼苗经处理后未出现中毒症状。在上述浓度范围内,带潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)的Bt转基因水稻(克螟稻)幼苗均未出现中毒症状。苗期鉴定与抽穗前后成株期鉴定的结果相一致。讨论了叶面喷施潮霉素B溶液在转基因水稻育种和筛选潮霉素敏感转基因水稻突变体中的可能应用。

水稻穗期活体植株对潮霉素的敏感性分析及突变体选育

携带潮霉素磷酸转移酶基因(HPT)的转基因作物细胞和组织对抗生素潮霉素具有一定耐性,是作物尤其是单子叶作物遗传转化中常用的选择基因。本研究旨在建立一种活体植株潮霉素抗性快速鉴别技术,用于转基因育种和相关研究。在始穗期前后,用不同浓度潮霉素B溶液(25～100mg/L)喷洒常规及转基因水稻植株,考察叶片和谷粒的中毒症状。发现常规水稻在高于50mg/L的潮霉素溶液处理后,叶片出现褐色斑点,稻穗部分谷粒颖壳呈黄褐色的中毒症状,叶片斑点和黄褐色谷粒的数量均随剂量增大而增加。经100mg/L潮霉素处理后,籼稻品种嘉优99和C10剑叶每平方厘米平均斑点数目为21.1和19.2个,穗上黄褐色谷粒比例分别达27.6%和23.5%;粳稻品种嘉优5号和R5叶片中毒斑点数为11.8和10.7个,黄褐色谷粒比例分别为11.2%和11.9%,表明2份籼稻材料较2份粳稻材料对潮霉素更为敏感。在上述浓度范围内,携带HPT的转Bt基因水稻克螟稻1号均未出现中毒症状。对γ射线诱变处理克暝稻的M2群体(共12万株)穗期喷施100mg/L的潮霉素B溶液,从中筛选到42株潮霉素敏感型突变体,组织化学法分析表明这些植株具有β-葡萄糖苷酸酶GUS活性。对能够取到较嫩叶片的14个单株采用离体叶片法进行抗虫性鉴定,证明这些植株对二化螟仍然表现高抗。上述结果表明,在始穗期喷施100mg/L潮霉素溶液,潮霉素敏感植株可出现明显、直观的中毒症状,可以在活体植株水平上有效鉴别植株是否携带HPT,可用于育种中转基因植株的筛选或转基因安全评估中植株的鉴别。

绿色荧光蛋白和潮霉素抗性双标记载体转化草酸青霉菌P8的研究

草酸青霉菌P8(Penicillium oxalicum)溶磷菌株具有较强的溶解多种无机难溶磷的能力和促进作物生长的作用。为研究P8在作物根际的定殖状况,用携带加强型绿色荧光蛋白和潮霉素抗性的双标记载体转化溶磷青霉菌P8的原生质体,筛选出稳定、高效表达GFP并对潮霉素产生抗性的转化菌株,Southern杂交分析结果显示,外源质粒DNA是以非同源重组方式整合到转化菌株基因组染色体上。试验证明转化菌株的形态学特征和溶磷能力与野生型菌株无明显差别。

潮霉素和PPT对水稻愈伤组织筛选效果的比较

分别以潮霉素磷酸转移酶基因(hpt基因)和除草剂抗性基因(bar基因)作为筛选标记基因的载体和农杆菌组合转化水稻光温敏核不育系粳稻品种农垦58S和籼稻品种培矮64S,以两个筛选标记基因的相应筛选剂潮霉素(Hyg)和PPT(Basta)对水稻愈伤组织进行筛选研究,初步确定了不同筛选剂对不同水稻愈伤组织的筛选浓度,并比较了两个筛选标记基因的筛选效果.结果表明,不同水稻品种对筛选剂的浓度要求不一样,粳稻品种以Hyg50mg/L,PPT30mg/L较为适合;籼稻品种以Hyg50mg/L,PPT10mg/L较为适合.PPT(Basta)对粳稻品种农垦58S筛选有效,而对籼稻品种培矮64S来说则易产生假阳性.Hyg作为水稻愈伤组织的筛选剂比PPT(Basta)好.

一种快速检测转基因水稻潮霉素抗性标记的方法

潮霉素磷酸转移酶基因(Hygromycin B phosphotransferase gene,HPT或HPH)是一个十分有效的用于植物的选择标记基因,水稻的转基因研究一般都以该基因为标记及检测基因。本研究以转基因水稻的T2代为材料,研究了苗期、分蘖期的完全伸展叶和乳熟期不同部位的离体叶片对潮霉素的抗性反应,同步提取相应叶片的DNA与RNA进行HPT基因的PCR、RTPCR与Northern blot鉴定,结果表明两者符合率达到97.46%,可见利用检测离体叶片对潮霉素敏感性的方法来筛选转基因水稻具有一定的快捷性与可靠性。

捕食线虫真菌的潮霉素抗性基因标记及其在土壤抑菌研究中的应用

用潮霉素磷酸转移酶基因(hygB)转化了捕食线虫真菌蠕虫节丛孢Arthrobotrysvermicola;转化率为1～3个转化子μg-1DNA;转化子的潮霉素抗性稳定性为87 5%。选取了一个潮霉素抗性稳定、生长和形态与原始菌株相似的转化子Tav36,研究了其在土壤中的生长及其对线虫的捕食,证明了此转化子能够在自然土壤中正常地生长和捕食线虫,但其生长速率和对线虫的致病能力受到了土壤抑菌作用的抑制。

潮霉素抗性基因筛选标记质粒的构建及LL37的表达

为了实现以潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)为选择标记的质粒在毕赤酵母中高效表达抗菌肽LL37,在pGAPZαA质粒的基础上,通过EcoRⅤ、BamHⅠ双酶切将Zeocin抗性基因替换成潮霉素磷酸转移酶基因,获得的表达质粒命名为pGAPHαA。根据LL37氨基酸序列,通过毕赤酵母密码子偏嗜性改造,合成的LL37基因片段克隆到pGAPHαA质粒中,获得重组分泌型表达质粒pGAPHαA-LL37,线性化后电击转化毕赤酵母SMD1168,经潮霉素B筛选阳性转化子。72h表达上清LL37蛋白含量约为167μg/mL,表达产物耐热性好,对大肠杆菌DH5α、猪链球菌最小抑菌浓度分别为2.94、7.06μg/mL。

转基因及常规水稻穗期对潮霉素的敏感性

研究带潮霉素磷酸转移酶基因的转基因水稻及常规水稻穗期施用潮霉素B溶液后的反应。结果发现,常规水稻在穗苞期注射50,75,100 mg·L-1潮霉素B溶液后,注射穗抽穗后分别出现26.3%,27.9%,32.7%的枯死穗粒,且分别有5%,15%,20%的穗苞枯死株,抽穗期喷施50,75,100 mg·L-1潮霉素B溶液后,穗部毒性症状表现为颖壳黄褐色,黄褐色颖壳穗粒分别为9.70%,14.6%,16.2%;而带潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)的Bt转基因稻均未出现上述毒性症状。

利用遗传分离手段剔除Bt水稻潮霉素标记的初步研究

采用遗传学手段将hpt基因与Bt基因分离,成功获得不带潮霉素抗性基因的克螟稻,作为新一轮Bt水稻育种中Bt基因的供体亲本。文章详细介绍了有关该材料的转育、筛选及验证方法。

具有潮霉素B抗性的NIH3T3细胞饲养层的制备

目的建立具有潮霉素B(hygromycin B)抗性的3T3细胞系,用于转染目的基因(pTRE2 -human-Ins)的ES阳性细胞克隆筛选的饲养层。方法通过脂质体转染的方法,将含有潮霉素B 磷酸转移酶基因(hyg)的质粒pHyg导入NIH3T3细胞中,利用潮霉素B的药物选择特性,对转染细胞进行压力筛选,并对其进行PCR和Southern blot鉴定。结果经300 μg／ml的潮霉素B压力筛选后,获得了抗性细胞克隆。抗性NIH3T3细胞的形态和生长速度与正常NIH3T3细胞没有差异,特异性核苷酸引物检测抗性细胞基因组DNA,可以扩增出相应的核苷酸片段,Southern blot 鉴定结果表明潮霉素基因片段已整合入潮霉素抗性NIH3T3细胞。结论本实验通过脂质体介导的方法成功地培育了潮霉素B抗性的NIH3T3细胞,为进行目的基因(pTRE2-human-Ins)转染ES 细胞的阳性细胞克隆筛选打下了基础。

具潮霉素B抗性的NIH3T3细胞饲养层的制备

[目的]建立具有潮霉素B(hygromycinB)抗性的3T3细胞系,用于转染目的基因(pTRE2-human-Ins)的ES阳性细胞克隆筛选的饲养层。[方法]通过脂质体转染的方法,将含有潮霉素B磷酸转移酶基因(hyg)的质粒pHyg导入NIH3T3细胞中,利用潮霉素B的药物选择特性,对转染细胞进行压力筛选,并对其进行PCR和southernblot鉴定。[结果]经300ug/ml的潮霉素B压力筛选后,获得了抗性细胞克隆。抗性NIH3T3细胞的形态和生长速度与正常NIH3T3细胞没有差异,特异性核苷酸引物检测抗性细胞基因组DNA,可以扩增出相应的核苷酸片段,Southernblot鉴定结果表明潮霉素基因片段已整合入潮霉素抗性NIH3T3细胞。[结论]本实验通过脂质体介导的方法成功地培育了潮霉素B抗性的NIH3T3细胞,为进行目的基因(pTRE2-human-Ins)转染ES细胞的阳性细胞克隆筛选打下了基础。

有效去除农杆菌和籼稻转化系统优化

为了提高根农杆菌籼稻转化效率 ,将修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂基因sck和潮霉素磷酸转移酶基因hpt分别置于紧密相连的 2个T -DNA上 ,构建载体 pCDMARUSCK -HPT ,电激法将表达载体转化农杆菌LBA4 40 4获得工程菌。比较了提门叮和国产噻孢霉素对工程菌LBA4 40 4的抑制效果 ,试验得出提门叮在 5 0 0mg/L以内比噻孢霉素能更有效地去除水稻细胞中的农杆菌 ,而且低浓度条件下 (2 5 0mg/L)就能有效地抑制工程菌LBA4 40 4 ,并且有利于水稻转化细胞成功地再生植株。确立了工程菌LBA4 40 4菌液浓度OD值 0 8,浸染时间 5min为明恢 86合适的转化参数。在此基础上 ,采用优化的农杆菌介导法转化杂交籼稻优良恢复系明恢 86 ,获得转基因植株 12 7个克隆 ,转化效率 4 5 %。

基因枪法转基因水稻中hpt基因稳定遗传

基因枪转化将潮霉素磷酸转移酶基因（ｈｐｔ）导入粳稻品种７７１７０，获得可育的转基因植 株，研究外源基因遗传的稳定性。自交后代（Ｔ１和Ｔ２）经潮霉素筛选获得抗性植株和敏感植 株，分子鉴定结果表明抗性植株带有ｈｐｔ基因，而敏感植株中没有ｈｐｔ基因存在。Ｔ１和Ｔ２代中 潮霉素抗性表现为显性单基因位点的遗传方式，符合孟德尔分离规律，并得到分子鉴定结果 的证实。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果显示，ｈｐｔ基因多拷贝整合在水稻基因组中，并成紧密连锁状态在 Ｔ１和Ｔ２代中稳定遗传。ＳＧ－１５的部分Ｔ２代株系中发现ｈｐｔ基因不完全失活现象，并且与甲基 化状态可能无关。

农杆菌介导的蝴蝶兰基因转化系统的建立

针刺后的蝴蝶兰‘White Hikaru’的类原球茎(PLB),与含绿色荧光蛋白基因(gfp)和潮霉素磷酸转移酶基因(hot)的pcAMBIA 1300-SmGF、P的根瘤农杆菌LBA4404共培养,培育出了转基因的蝴蝶兰。经绿色荧光蛋白检测和Southern印迹,证实了再生植株中含gfp基因和hot基因。

转基因作物标记蛋白HPT融合表达载体构建、纯化及复性研究

目的潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)是转基因作物中广泛应用的抗生素标记基因,本研究构建该基因的融合表达载体,以期得到足量纯化的HPT蛋白,为该外源蛋白的进一步安全性评价奠定基础。方法将hpt基因克隆到线性表达载体pET41 EK/LIC中,得到该基因的融合表达载体pET41EK/HPT,将pET41EK/HPT载体转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达,沉淀中的包涵体进行了稀释复性、柱上复性和N-十二烷基肌氨酸钠(SKL)溶解稀释复性等复性研究及活性测定、标签切除、N端测序等工作。结果融合蛋白主要以无活性的包涵体形式存在,各复性方法表明SKL溶解稀释复性得到的蛋白在活性及产率方面明显高于其他两种方法,利用该方法每升培养物可获得78mg活性HPT融合蛋白,纯度约为93%,经肠激酶切割后,得到的蛋白与天然HPT蛋白N端氨基酸序列完全相同。结论利用本研究方法可得到在活性、分子量及氨基酸序列等方面与天然HPT蛋白一致的目的蛋白。

三种捕食线虫真菌的REMI转化

采用REMI(restriction enzyme-mediated integration)技术,成功地用潮霉素磷酸转移酶基因(hygB)转化了捕食线虫真菌白色单顶孢(Monacrosporium candidum)、球状单顶孢(M. sphaeroides)和蠕虫节丛孢(Arthrobotrys vermicola)。这三种菌的转化率分别为10~18、25~35和0.2~3个转化子/μg DNA;它们的转化子的潮霉素抗性稳定性分别为12.5%、82.5%和87.5%。三种菌的野生型的生长在含有150μg/ml潮霉素的PDA培养基上完全被抑制,而它们的转化子一般都能在含有700μg/ml潮霉素的PDA培养基上正常生长。从每种菌中随机选择了40个转化子,在生长速率、菌丝形态、捕器形态及对线虫的捕食能力方面与野生型进行了比较,没有发现有明显差异。

大群体转基因大麦后代快速筛选研究

以携带有潮霉素标记基因的RNAi转基因大麦和常规大麦为材料,采用叶片涂抹法进行了潮霉素筛选浓度确定及转基因大麦T2代和回交后代的筛选和PCR检测。结果表明,3000mg/L潮霉素连续涂抹3次,5d后转基因大麦涂抹区域无受害症状,生长受害率显著低于无涂抹处理。潮霉素涂抹检测结果与其PCR检验结果的符合度为96.2%,目的基因筛选准确率可达61.8%。表明所建立的活体幼苗潮霉素叶片涂抹法筛选转基因大麦快速,直观、准确,具有一定可行性。

标记蛋白HPT的表达、纯化及免疫活性鉴定

构建含有HPT的原核表达质粒,经诱导表达纯化后获得HPT抗体。从含有hpt的质粒pCambia1301上扩增目的基因,经SalⅠ和NotⅠ双酶切后与原核表达载体pET-28b(+)进行粘性末端连接,成功构建了pET-28b-hpt质粒,并转化到宿主细菌大肠杆菌Rosset(DE3)中进行蛋白表达。在异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导下,pET-28b-hpt原核表达载体在E.coli Rosset菌株中以包涵体的形式高效表达了HPT蛋白,并以纯化的目的蛋白为抗原免疫兔制备了多克隆抗体。利用本方法可以获得特异性强、灵敏度高的多克隆抗体。