利用DNA shuffling技术鉴定草甘膦N-乙酰转移酶抗性相关位点

为研究高抗草甘膦N-乙酰转移酶(glyphosate N-acetyltransferase,GAT)的草甘膦抗性相关位点,以高抗草甘膦的gat1基因和不具草甘膦抗性的gat2基因为出发基因,通过一轮双基因DNA shuffling,获得了抗性较野生型gat1下降的突变体14个:10个单位点突变,3个双位点突变,1个3位点突变。其中,MTGAT3(H41Q)、MTGAT5(S52P)、MTGAT6(I53M)、MTGAT7(F56L)、MTGAT8(R82G)、MTGAT11(I19T/P22L)和MTGAT14(Y70H/L98P/K119E)7个突变体的草甘膦抗性几乎丧失。本工作为深入研究GAT1蛋白分子结构与功能之间的关系奠定了基础。

草甘膦N-乙酰转移酶反应动力学研究

草甘膦N-乙酰转移酶(glyphosate N-acetytransferase,GAT)是一种能够通过转乙酰基的反应将草甘膦代谢为低毒物质乙酰草甘膦的酶,在抗除草剂转基因作物中具有潜在的应用价值。通过将地衣芽孢杆菌Ba-cillus licheniformis(Weigmann)Chester AB 94036中的草甘膦N-乙酰转移酶(glyphosate N-acetyltransferase,GAT)基因克隆到大肠杆菌中,获得含有重组质粒pGEX 6p-1-gat的重组菌株。对重组菌株进行诱导表达,经过GST亲和层析纯化,获得约17 ku的目的蛋白。通过酶标仪和连续分光光度分析法,对GAT蛋白进行了酶反应动力学测定。研究表明GAT的催化常数kcat为6.420 min-1,米氏常数KM为1.162 mmol/L,由此得出其催化效率kcat/KM为5.52 L/(mmol.min)。

膦丝菌素乙酰转移酶的表达及单克隆抗体制备

目的表达有生物活性的膦丝菌素乙酰转移酶(PAT),制备PAT蛋白单克隆抗体(mAb)。方法通过PCR克隆bar基因编码区全长,将bar基因与原核表达载体pET28a(+)连接,构建重组质粒pET28-bar并转化大肠杆菌菌株BL21(DE3),经IPTG诱导目的蛋白表达,利用镍离子亲和层析纯化PAT蛋白,分析PAT蛋白活性。免疫BALB/c小鼠,取免疫后的小鼠脾脏与Sp2/0细胞融合,经间接ELISA筛选分泌抗PAT蛋白抗体杂交瘤细胞。结果在大肠杆菌中以可溶形式表达出重组PAT蛋白,纯化的重组PAT蛋白具有乙酰转移酶活性,制备了9株抗PAT蛋白mAb。结论表达的PAT蛋白可以用于除草剂解除剂研究,制备的mAb可能用于转基因产品的检测研究。

源于Halomonas sp.抗草甘膦EPSPS的克隆、鉴定及应用

为培育高抗草甘膦作物以应对草甘膦杂草进化,从海洋细菌中筛选到1株高抗草甘膦的盐单胞菌属菌株(Halomonassp.),通过基因组测序及生物信息学分析,确定该菌株的EPSPS基因,在Escherichiacoli(DE3)中对fHoEPSPS、mfHoEPSPS(G384A位点突变)和mHoEPSPS(mfHoEPSPS N端缺失PDT)进行重组表达和纯化,并运用自切割肽LP4/2A介导的基因聚合策略,将抗草铵膦的酶(Repat)置于mHoEPSPS的N端,构建了双抗草甘/铵膦酶(RLH),将其编码基因导入烟草后赋予草甘/铵膦复合抗性。结果显示,该菌株的EPSPS基因(fHoEPSPS)可编码一个N段融合了预苯酸脱水酶(PDT)的双功能酶。草甘膦抗性分析显示mfHoEPSPS的抗性比fHoEPSPS提高了19倍,将mHoEPSPS基因导入烟草后可赋予烟草3倍推荐剂量的草甘膦耐受性,转RLH基因的烟草能够耐受3~5倍推荐剂量的草甘/铵膦复合除草剂。结果表明,源于Halomonas sp.的抗草甘膦EPSPS是一种新型草甘膦耐受酶,通过G384A的位点突变可提高酶活;利用自切割肽介导的基因堆叠策略获得的转RLH基因烟草表现出较高草甘/铵膦复合抗性。

进口转基因抗Basta^(TM)除草剂油菜籽检测方法研究

建立了从油菜籽中提取总ＤＮＡ和用ＰＣＲ技术检测外源基因的方法，用该方法从进口油 菜籽中检出外源的草丁膦乙酰转移酶基因（ＰＡＴ）、新霉素磷酸转移酶基因（ＮｐｔＩＩ）、花椰 菜花叶病毒３５Ｓ启动子（ＣａＭＶ ３５Ｓ）。

抗除草剂Bar基因的优化及PAT蛋白的表达

利用生物信息学方法优化了适用于原核表达的Bar基因序列密码子,克隆了Bar基因序列并构建了p ET28a-Bar融合表达载体,并转入大肠杆菌宿主菌BL21(DE3)。结果表明,融合表达载体在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以包涵体形式表达膦丝菌素乙酰转移酶(PAT蛋白质),并通过镍离子亲和层析纯化后获得了PAT蛋白质,该纯化蛋白质的获得为利用酶联免疫法定量检测和筛选转基因植物提供了必要前提。

以还原氧化石墨烯和纳米二氧化锆为DNA探针固定平台电化学测定转基因玉米中特定基因序列（英文）

草胺膦乙酰转移酶基因(PAT)是一种转基因植物的外源DNA片段。本文以还原氧化石墨烯和纳米二氧化锆(nanoZrO2)的复合物作为固定DNA探针的平台,建立了一种灵敏地检测PAT基因的方法。首先,氧化石墨烯直接在电极表面进行电化学还原,然后将一层nanoZrO2涂覆于其表面,利用DNA中的磷酸基团与nanoZrO2中氧的亲和作用固定DNA探针。通过微分脉冲伏安法检测DNA探针与PAT基因片段的杂交,构建了用于检测PAT基因片段的电化学生物传感器。该传感器具有稳定性好,重复性好的特点,可灵敏地检测转基因玉米中的PAT基因,检测限达2.0×10^-15mol/L。

多壁碳纳米管/纳米Ag-TiO_2膜DNA电化学生物传感器

基于多壁碳纳米管/纳米Ag-TiO2复合膜制备了高灵敏度的DNA电化学生物传感器。将Ag-TiO2复合物与适量分散于N,N-二甲基甲酰胺中的多壁碳纳米管(MWNT)相混合,形成均匀稳定的混合溶液,将其滴涂于裸碳糊电极表面,制得MWNT/Ag-TiO2修饰碳糊电极。碳纳米管大的比表面积和良好的电子传递性能与Ag-TiO2纳米复合物良好的生物相容性和对DNA极好的吸附能力的协同作用,显著提高了DNA探针的固载和DNA杂交的检测灵敏度。应用循环伏安法和电化学交流阻抗谱分别对传感膜的制备和DNA的固定与杂交进行了表征。以电化学交流阻抗谱法对转基因植物外源草丁膦乙酰转移酶基因片段进行了检测,线性范围为1.0×10-11～1.0×10-6mol/L,检出限为3.12×10-12mol/L。