热激启动子控制的FT基因诱导杨树早期开花体系的优化

为实现杨树早期开花,缩短育种周期,利用农杆菌介导的转化方法,探讨影响热激启动子控制的FT1基因转化白杨派杂种无性系的因素,优化其转化条件,并实现FT1基因的转化,采用热激诱导方法诱导2～3个月大的转基因植株早期开花。结果表明:叶盘转化前的预培养、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对卡那霉素抗性植株再生率的影响均达到极显著水平;叶盘在愈伤组织诱导培养基上暗培养6天,然后用活化至OD600=0.5的菌液侵染60min,再在愈伤组织诱导培养基上共培养2天,该条件下FT1基因转化白杨派杂种的卡那霉素抗性植株再生率可达29.84%;37℃每天1h持续热激3周可使FT1基因顺利表达,促进转基因植株开花;热激植株大小是影响转基因植株热激诱导开花的限制因素,低于20cm的植株不能诱导开花;热激诱导可产生相对较多的正常花器,但花器变异仍然十分广泛。

拟南芥热激启动子AtHSP70b的克隆与功能分析

从拟南芥Columbia生态型(Arabidopsis thaliana)的基因组DNA中扩增出热激启动子AtH-SP70b基因,并检测其热激表达的严谨性。将热激启动子AtHSP70b插入到pSAU2008的gus基因及NOS终止子上游,构成热激启动子控制GUS报告基因的表达盒“AtHSP70b-GUS-Tnos”,并将其插入到pVCT2020中得到表达载体pV-HSP70bGUS。通过冻融法将其导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404,并转化烟草(W38)获得再生植株,通过PCR检测鉴定,表明“AtH-SP70b-GUS-Tnos”表达盒已整合到烟草基因组中。并转化烟草检测启动子的表达活性。序列分析表明,克隆的启动子长度204bp与目前已经发表的启动子序列完全一致。GUS组织化学法检测证明启动子AtHSP70b在烟草中具有高温诱导表达的能力。但在常温下也有不同程度的表达,因此需要对该启动子进行序列改造以增强其热激表达的严谨性。

热激启动子驱动的真核表达质粒pHSP-shPLK1-GFP的构建与鉴定

目的构建热激启动子(p HSP)驱动的靶向敲低Polo样蛋白激酶1(PLK1)的真核表达质粒,并观察其对骨肉瘤U2OS细胞增殖的影响。方法首先合成热休克蛋白HSP70的启动子,克隆至带有绿色荧光蛋白(GFP)标签的真核表达质粒p EGFP-C1中,利用p HSP替换原有的CMV启动子,构建真核表达载体p HSP-GFP;其次,利用RNA干扰技术合成以plk1基因为靶向目标的sh RNA,将其定向克隆至真核表达载体p HSP-GFP中形成重组质粒p HSP-sh PLK1-GFP;另外设计一组阴性对照质粒p HSP-NC-GFP,最后,利用脂质体Lipo2000转染的方法将质粒转染至U2OS细胞,非热激组细胞正常培养,热激组及阴性对照组细胞42℃加热2 h,通过细胞免疫荧光染色实验检测GFP的表达,从而确定p HSP的驱动能力,采用Real-time PCR法检测细胞内plk1的m RNA表达水平,Western blot法检测PLK1蛋白表达水平,MTT法检测重组质粒对U2OS细胞增殖的影响。结果成功构建了p HSP驱动的真核表达质粒p HSP-sh PLK1-GFP;细胞免疫荧光染色实验结果显示p HSP可正常驱动gfp基因的表达,且GFP蛋白定位在胞质中;Real-time PCR结果显示热激组细胞plk1基因表达量明显降低,与非热激组及阴性对照组相比差异有统计学意义(P<0.05);Western blot结果显示热激组细胞PLK1蛋白表达量比非热激组及阴性对照组低(P<0.05);MTT结果显示热激组细胞的增殖活性被明显抑制,与非热激组及阴性对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论 p HSP驱动的真核表达质粒p HSP-sh PLK1-GFP能在U2OS细胞中表达,在42℃加热条件下,该重组质粒呈现更强的下调plk1基因表达和抑制增殖作用。

抗冻肽基因在热激表达盒式载体中的构建

克隆于细菌表达载体ｐＧＥＭ－３ｚｆ（－）中的ＡＦＰ基因经ＳａｌＩ和ＫｐｎＩ消化后，插入到热激盒式表达载体ｐＭＡ４１２的ＳａｌＩ和ＫｐｎＩ位点中，连接于一可融合的报道基因（β－葡萄糖醛酸苷酶基因）之后，共同受玉米热激蛋白启动子控制，构成一表达单元．并将此带有ＡＦＰ基因的热激盒式表达单元亚克隆于植物双元表达载体ｐＢＩｎ１９中，成功地构建成ｐＸＭ０５，进而构建了ｐＸＭ１５表达载体．

热诱导FLP重组酶删除转基因烟草外源基因

利用热激启动子Hsp18．2、nP重组酶基因及其专一识别位点构建了重组酶删除系统的植物表达载体转化烟草。热激处理后转基因植株中FLP重组酶表达并识别两个同向lox P-frt重组酶识别位点，使两位点间的DNA插入片段（包含kn1、gus、nptⅡ基因）从转基因烟草基因组中删除，由kn1基因引起的转基因烟草特殊表型及gus基因产生的蓝色表型消失。

植物无标记转化的诱导表达Cre/loxP重组系统的构建

应用Cre/loxP系统位点专一性重组的特点构建诱导表达的定位重组系统,用以特异性的敲除转基因植物的标记基因。为了获得诱导表达启动子,从大豆基因组DNA中用pfu酶克隆热激蛋白启动子gmhsp17.5c,将其克隆到pUC118-HincⅡ载体并测序。结果表明,508nt的gmhsp17.5c与已报道序列(GenBank,AF544399)比较,核苷酸的同源性为99.8%。利用该诱导启动子分别构建了含gmhsp17.5c-cre基因组件和gmhsp17.5c-gus基因组的诱导型植物表达载体pC23HC和pC23HG。此外1个含有loxP-gus-loxP组件的组成型植物表达载体pC23LG被构建。通过对3个植物表达载体做多重酶切及亚克隆后测序分析表明载体pC23HC全长10947bp,载体pC23HG全长11396bp,载体pC23LG全长11900bp,符合预期设计。一套由pC23HC和pC23LG组成的植物无标记转化的诱导表达Cre/loxP重组系统被构建,为进一步将诱导表达的标记基因删除系统用于植物的无标记转化奠定基础。

应用双荧光报告系统检测斑马鱼microRNA的动态表达

microRNA(miRNA)是一类细胞内源表达的小分子非编码RNA,主要通过降解靶基因的mRNA或者抑制靶基因的翻译,在动植物的发育以及其他重要的生理过程中起调控作用。miRNA的功能跟它的表达位置与时间密切相关,但是目前尚缺乏一个能够在活体与个体水平稳定、持续地实时观察miRNA动态表达的方法。文章以斑马鱼为模式,建立了一个双荧光报告系统(我们称之为miRNA Tracer),用于在斑马鱼整体胚胎中追踪特定miRNA的表达谱及动态变化过程。该系统以Tol2转座子为基础,采用来自斑马鱼hsp70基因的热激启动子分别驱动eGFP和mRFP1荧光报告基因,同时在其中一个报告基因的3′-UTR区连接待测miRNA的互补序列,构成Tracer质粒。该互补序列与斑马鱼胚胎中相应的内源miRNA结合后能够使对应报告基因的荧光信号强度减弱,通过比较两个报告基因在表达谱上的差异辨别miRNA的表达区域,检测斑马鱼胚胎中miRNA起作用的位置和时间。文章选择在肌肉系统特异表达的miR-206以及在神经系统特异表达的miR-219,分别在显微注射瞬时表达和转基因稳定整合等两个层次上验证了上述Tracer系统。结果表明,所用的方法能够如实地在单细胞水平和整体水平检测到目标miRNA的时空表达动态变化。miRNA Tracer系统为在斑马鱼发育过程中对miRNA进行活体、实时的时空定位提供了一个独特而有效的方法,也为对miRNA进行功能与作用机制等更深入的研究奠定了基础。

文昌鱼中一个2A肽介导的多基因表达载体构建

2A肽(P2A)介导的多基因表达载体具有高裂解活性且上、下游基因等摩尔表达等优点,已广泛应用于动物转基因研究.文昌鱼(amphioxus)作为一种新兴的模式动物,尚无应用这种表达载体的报道,为此在pXT7转录系统基础上构建一个P2A介导的多基因表达载体.将体外转录的P2A介导的mRNA注入文昌鱼卵细胞并受精后,经激光共聚焦显微镜和蛋白质免疫印迹(Western blot)检测表明,该mRNA在文昌鱼胚胎中能够高效地翻译和剪切,并且在信号肽的作用下eGFP蛋白定位于细胞核中,而mCherry蛋白定位于细胞膜上,上、下游蛋白间的剪切效率达到91%;进而构建了由文昌鱼热激蛋白基因启动子(BbHsp70)启动,并由P2A介导的多基因表达载体,实验证明其在热诱导和上、下游蛋白剪切方面均达到了预期效果.

Identification and expression analysis of OsHsfs in rice

Heat stress transcription factors (Hsfs) are the central regulators of defense response to heat stress. We identified a total of 25 rice Hsf genes by genome-wide analysis of rice (Oryza sativa L.) genome, including the subspecies of O. japonica and O. indica. Proteins encoded by OsHsfs were divided into three classes according to their structures. Digital Northern analysis showed that OsHsfs were expressed constitutively. The expressions of these OsHsfs in response to heat stress and oxidative stress differed among the members of the gene family. Promoter analysis identified a number of stress-related cis-elements in the promoter regions of these OsHsfs. No significant correlation, however, was found between the heat-shock responses of genes and their cis-elements. Overall, our results provide a foundation for future research of OsHsfs function.