AtTPS03基因RNA干扰载体的构建及拟南芥转化

本研究以拟南芥DNA为模板,将罗勒烯合成酶AtTPS03基因的一个目的片段克隆到T-载体上。对克隆片段测序后,进行Blast比对,结果目的片段的序列与GenBank上报道的序列同源性达到100%。根据RNA干扰的基本原理,将目的片段正反向连到干扰载体pFGC5941查尔酮内含子的两侧,经限制性酶切和PCR扩增检测,证明已成功构建了干扰载体P-2AT03。利用农杆菌介导的浸花法转化拟南芥。收获的种子在含草丁膦的培养基上筛选抗性苗,通过对抗性苗的PCR检测,已成功获得了12株转基因苗。这些转基因苗为进一步研究罗勒烯和罗勒烯合成酶的功能奠定了良好基础。

基于CRISPR/Cas9技术的月季TCP9基因转化拟南芥

为了探究月季TCP9基因对花器官发育调控的影响,应用CRISPR/Cas9技术构建植物双元表达载体,经检测结果显示,含月季TCP9基因的植物表达载体构建成功。以拟南芥为受体,采用农杆菌介导的花序侵染法对拟南芥进行转化,并获得转化植株,转化植株表型变异明显,花瓣增多,雄蕊数目减少,雌蕊柱头弯曲。表明月季TCP9基因对花器官发育形成有一定的调控能力。

联合双基因表达载体的构建及其拟南芥转化

[目的]为了研究CBF3冷诱导转录因子和细胞渗透调节物质AtGloS3在抗寒中的相互作用,寻找理想的抗寒转基因方式。[方法]根据GenBank中拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组序列设计引物,通过PCR反应克隆包括CBF3(C-repeat Binding Factor 3)基因以及基因上游启动子的DNA序列:CP-CBF3,共2 075 bp。CP是CBF3基因的启动子,受低温诱导。用EcoRI和BamHI双酶切CP-CBF3并置于植物表达载体pCAMBIA1300中,构建CBF3基因冷诱导表达载体pCA-CP-CBF3。然后将带有组成型启动子的肌醇半乳糖苷酶基因AtG-loS3合并于pCA-CP-CBF3中,构建双基因植物表达载体pCA-CP-CBF3-35S-AtGloS3。用真空抽滤虑法将这两个表达载体转化到拟南芥中,并用潮霉素筛选出转基因植物苗。[结果]CBF3和AtGloS3基因均来自拟南芥,而CBF3不存在内含子,AtGloS3基因存在内含子,故以CB-1、CB-2为引物的非转基因植物中也能得到带,而以AT-1、AT-2为引物的非转基因植物不能得到带。[结论]该研究中pCA-CP-CBF3是1个对照,实验的后续工作需进一步进行。

桃蚜MpAChE基因RNAi表达载体构建及转化

通过害虫取食植物表达害虫发育关键基因dsRNA的转基因植株,分析能否通过抑制害虫特定基因的表达来防控害虫。本研究利用RT-PCR技术从桃蚜中克隆乙酰胆碱酯酶基因383 bp cDNA片段,命名为MpAChE。进一步利用该MpAChE基因片段构建植物RNAi表达载体RNAi-MpAChE,并通过浸花法转化野生型拟南芥,通过卡那霉素抗性筛选转化植株,PCR及Southern杂交进一步鉴定转基因植株。结果表明:克隆的cDNA片段与桃蚜中已克隆的乙酰胆碱酯酶(GenBank登录号AY147797)cDNA序列核苷酸一致性为99%。卡那霉素抗性初步筛选和PCR进一步鉴定,获得25株阳性转基因植株。从25株中随机选择的5株阳性植株,Southern杂交均为阳性。经接种桃蚜初步鉴定,转基因植株对蚜虫的抗性效果不显著。

转酿酒酵母HOG1基因拟南芥植株的获得与检测

HOG1(high osmolarity glycerol,HOG1)是酵母中参与耐高渗透压调控的重要基因。根据已发表的酿酒酵母序列,设计特异引物,扩增到完整的HOG1基因;构建植物表达载体pBI121-HOG1,通过农杆菌介导转化拟南芥,获得转化植株种子。对收获的T0代种子进行卡那霉素抗性筛选,并通过PCR和RT-PCR对抗性苗进行检测。结果表明,构建的载体成功转化拟南芥,并获得了13份转HOG1基因苗。

拟南芥两个MYB基因标签融合蛋白转基因植株的获得和鉴定

[目的]进行染色体免疫共沉淀(ChIP)试验,挖掘MYB类基因At3g11280和At5g05790所调控的下游基因。[方法]在构建了标签融合蛋白植物表达载体的基础上,利用农杆菌介导的转化将这些载体转入拟南芥植物中,获得转基因植株,并用Western blotting检测标签融合蛋白在转基因植株中的表达。[结果]拟南芥植株转基因的效率很高,4种标签蛋白融合载体的转化均获得了20株以上的转基因植株。随机对4种转基因植株的8株T1代植株进行Western blotting分析,结果表明4,种转基因植株中均鉴定出阳性植株。融合蛋白的条带大小在30 kD左右,将显色信号条带与Marker比对,显示条带大小与预测蛋白大小相符。[结论]这些有融合蛋白表达的转基因植株为ChIP试验的进行提供了重要材料。

转梭梭HaPrxQ基因拟南芥植株的获得与检测

为了研究胁Q的生理功能，根据已发表的过氧还蛋白基因序列，设计特异引物，扩增到完整的胁Q基因；构建植物表达载体pCAMBIA2300．naPrxQ，通过农杆菌介导转化拟南芥，获得转化植株种子，用50mg／L卡纳霉素对收获的T0代种子进行卡那霉素抗性筛选，并通过PCR对抗性苗进行检测。将拟南芥花序于浓度OD=0．8～1．0的茵液中浸染10-20S，转化效率可以达到2．5％～3％。构建的载体成功转化拟南芥并获得了9份转肫Q基因苗。

TmFAD2和BnFAD3双基因载体的构建及转化株脂肪酸分析

必需脂肪酸亚油酸(18∶2)和亚麻酸(18∶3)在植物中的合成过程一直备受研究者的关注。本研究利用旱金莲中合成亚油酸的油酸脱饱和酶基因TmFAD2及甘蓝型油菜中合成亚麻酸的亚油酸脱饱和酶基因BnFAD3,在pRD400骨架载体的基础上,构建同时表达TmFAD2和BnFAD3的串联双价载体pSFF。通过农杆菌介导的花序浸蘸法完成pSFF对拟南芥哥伦比亚野生型的转化,观察发现转基因植株的第1对真叶有不同程度的畸形。按照畸形程度将其划分为4个等级,气相色谱分析4个等级叶片及其后代种子中脂肪酸的组成及含量,发现随着畸形程度的增高,叶片和种子中亚麻酸C18∶3含量都呈现降低的趋势。

虎杖基因PcMYB1真核表达载体构建及遗传转化

在虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.)叶片中获得了1个R2R3-MYB转录因子基因,命名为PcMYB1。推测其在苯丙烷代谢中起负调控作用。为了探索PcMYB1的的功能,构建了PcMYB1基因的真核过量表达载体,通过农杆菌介导,利用花絮浸染法转化拟南芥,转化效率为0.11%。经潮霉素筛选和PCR鉴定,结果表明PcMYB1成功转入拟南芥中。

芥菜型油菜BjuA09DFR基因及其启动子的克隆与转化和表达

该研究利用实时荧光定量(qRT-PCR)检测了BjuA09 DFR基因的时空表达特异性,并通过克隆BjuA09 DFR基因启动子片段,构建该基因的启动子GUS融合表达载体,利用农杆菌介导法将重组质粒转入野生型拟南芥,最后对拟南芥转基因材料不同发育时期的不同组织部位进行GUS组织化学染色,分析BjuA09 DFR基因启动子的表达模式,为BjuA09 DFR基因启动子功能的进一步研究提供理论依据。结果表明:(1)BjuA09 DFR基因在芥菜型油菜的多个组织部位都有表达,尤其是在叶、花、角果和授粉后15d种子中表达量较高。(2)成功构建了BjuA09 DFR基因启动子和GUS基因融合表达载体(pBjuA09 DFR∷GUS),采用农杆菌介导法将重组质粒转入野生型拟南芥,经卡那霉素筛选和PCR检测抗性苗,获得转基因拟南芥阳性苗。(3)GUS组织化学分析结果显示,转基因拟南芥材料的GUS活性具有明显的时空特异性,在叶、花、角果和种子中的染色较深,具有很强的GUS活性。

大肠杆菌6-磷酸甘露糖异构酶基因的克隆与表达

通过PCR克隆了大肠杆菌6-磷酸甘露糖异构酶基因manA,分别构建了含manA基因的原核和真核生物表达载体。在大肠杆菌中经IPTG诱导表达的GST-PMI融合蛋白,经亲和层析纯化和PreScission蛋白酶酶切,SDS-PAGE分析证实PMI蛋白为42 ku。对转manA基因的拟南芥进行PCR分析表明,manA基因已稳定整合到拟南芥基因组中。氯酚红显色反应证实,整合到拟南芥基因组中的manA基因能表达具有6-磷酸甘露糖异构酶活性的PMI蛋白。这些结果说明,克隆的manA基因可在细菌和高等植物中高效表达。

陆地棉GhVP1基因干扰载体的构建及拟南芥的遗传转化

为进一步探索陆地棉GhVP1基因的功能,本研究以本实验室克隆得到的陆地棉GhVP1基因为模板,经Blast比对,选择长度为347 bp片段作为干涉载体正义、反义序列。利用In-fusion方法构建干涉载体,挑选阳性克隆测序验证,成功构建pBI121-PH::VP1干涉载体。利用农杆菌介导法转化拟南芥,并进行PCR检测,成功获得9株转基因苗,并对获得的T3代转基因拟南芥进行耐盐性分析。结果显示,盐胁迫下,转干涉载体拟南芥的发芽率降低,根长变短,整个生育期的生长受到抑制。研究表明VP基因与植物的耐盐性相关,为进一步研究GhVP1基因及其作用机理提供了参考依据。

百合花特异启动子PchsA表达载体的构建及功能分析

【目的】分析从百合中克隆获得的查耳酮合成酶基因(chsA)启动子的组织表达特性。【方法】将chsA启动子片段插入到双元表达载体pCAMBIA 1381中,成功构建了植物表达载体pCAMBIA-CHS,通过根癌农杆菌EHA 105转化拟南芥,用50 mg/L潮霉素对转化植株进行筛选,对阳性植株进行PCR检测和GUS组织化学分析。【结果】PCR检测表明,chsA启动子片段已经整合到拟南芥基因组中,GUS组织化学分析显示,在拟南芥花序中有很强的GUS活性,叶腋处有微量表达,其他组织中不表达。【结论】初步证明百合chsA启动子为花特异表达启动子。

pFGC5941的改造及拟南芥NAC1和SIP1双基因反义表达载体的构建和遗传转化

拟南芥中的SIP1基因编码的蛋白与拟南芥盐胁迫应答中的关键蛋白SOS2存在互作关系,而NAC1为拟南芥中介导生长素信号促进其侧根发生的蛋白。本研究中我们将SIP1基因和NAC1正义基因以及SIP1基因和NAC1反义基因分别整合到一个经改造的具有2个35S启动子的可用于双基因表达的载体pF-GC5941S中,构建了两个双基因表达载体pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense和pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti。并将这两个载体通过农杆菌介导的方法转化到野生型拟南芥中,共获得15株转基因植株。对这些转基因植株进行盐胁迫实验发现,在含75mmol·L-1NaCl的MS培养基上,相比于野生型,pFGC5941S-SIP1-NAC1-sense转基因植株主根增长,侧根数量明显增多,而pFGC5941S-SIP1-NAC1-anti转基因植株长势与野生型苗相似。由此我们推测可能只有当SIP1和NAC1同时过表达时,才会促进盐胁迫下拟南芥侧根的发育。

水稻苯达松和磺酰脲类除草剂抗性基因Bel的表达载体构建与拟南芥转化

用RT-PCR从水稻品种日本晴的cDNA中扩增出苯达松和磺酰脲类除草剂抗性基因Bel,得到基因ORF全长1542 bp。将Bel片段克隆到pGEM-T Easy载体。将此基因插入pCAMBIA3301的Ca MV35 S启动子后取代原载体中的GUS基因构成表达载体pCAMB IA3301-Bel,通过电击转化法导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)GV3101,并转化拟南芥(Columbia生态型)获得转基因植株。对转化植株进行的基因组PCR和RT-PCR分析,结果表明Bel基因已成功地整合到拟南芥的基因组中并可以表达。研究结果为利用水稻苯达松和磺酰脲类除草剂抗性基因Bel开展油菜、棉花等双子叶作物的抗除草剂育种提供了实验依据。

唐菖蒲蛋白磷酸酶GhPP2C1基因功能及其对ABA的响应

为探究唐菖蒲GhPP2C1(Protein phosphatase 2C1)的功能及对脱落酸(Abscisic acid,ABA)的响应,以唐菖蒲‘Rose Supreme’为试材,利用同源克隆的方法获得ABA信号转导过程中的关键蛋白磷酸酶基因GhPP2C1,利用实时荧光定量分析、亚细胞定位和启动子β-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色等方法检测其对ABA的响应情况;对其启动子序列进行响应元件分析;在拟南芥中异源过表达GhPP2C1基因,对转基因株系进行ABA敏感性测定、株型分析及下游基因表达情况分析。结果表明:1)GhPP2C1的表达在ABA处理的诱导下显著上调。2)GhPP2C1定位于细胞质中,可被ABA处理诱导入核。3)GhPP2C1基因启动子包含ABA、赤霉素(Gibberellins,GAs)、干旱和低温相关响应元件。在烟草叶片和拟南芥根尖中,GhPP2C1启动子活性可被ABA激活。4)在拟南芥中异源过表达GhPP2C1基因导致ABA信号通路中下游基因的表达量显著下降并出现分枝数、株高和种荚数量明显增加的表型。综上,推测唐菖蒲GhPP2C1可能通过减弱ABA信号传导,促进种子休眠解除,且在植株营养生长过程中也发挥作用。

蜻蜓凤梨AfPIN的克隆、载体构建及遗传转化

本研究以蜻蜓凤梨(Aechmea fasciata)为材料,利用RACE技术克隆到跟生长素输出载体同源的基因,命名为Af PIN。序列比对分析表明:Af PIN推测的氨基酸序列含有PINs的IM(internalization motif)保守结构和一个高度保守的生长素输出载体(auxin efflux carrier,AEC)蛋白结构域,与番茄(Solanum lycopersicum)、豌豆(Pisum sativum)、芥菜(Brassica juncea)、小麦(Triticum aestivum)的PIN同源性分别为67%、67%、60%和67%。本研究构建了Ca MV-35S-GUS-Af PIN表达载体,利用农杆菌介导法侵染拟南芥花序,通过GUS染色和PCR检测,结果表明表达载体构建成功并成功转入拟南芥中。本研究已从蜻蜓凤梨中成功的克隆出Af PIN、构建了Ca MV-35S-GUS-Af PIN表达载体并转化到拟南芥中,为研究Af PIN的基因功能和乙烯诱导凤梨科植物开花机理奠定基础。

黄瓜YABBYs家族及CsYAB1a基因功能初探

为鉴定黄瓜YABBYs家族及对CsYAB1a基因的生物学功能进行初步探究,通过BLASTp比对鉴定黄瓜YABBYs基因,并对其进行基因、蛋白质水平分析和染色体定位,同时利用实时荧光定量和原位杂交技术检测其在黄瓜中的时空表达模式;在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因,对转基因株系进行表达量分析和表型观察统计;通过外源喷施脱落酸和生长素处理检测CsYAB1a基因的响应情况。结果表明:1)黄瓜YABBYs家族包含8个家族成员,所有成员均包含C2C2锌指结构域和YABBY结构域;大部分YABBYs基因在生殖器官有表达,CsYAB1a基因主要在花瓣原基和子房外果皮中富集,并呈现出远轴端表达的极性模式。2)在拟南芥中异源过表达CsYAB1a基因导致雌雄蕊发育畸形且果荚变短、叶片细长并向远轴端卷曲等表型;CsYAB1a基因调控拟南芥果实和叶片的发育,并对果实发育基因AtSPL、AtIND、AtHEC以及叶片极性基因AtAS1和AtKANs的表达量有影响。3)黄瓜YABBYs基因启动子包含5种激素响应元件,CsYAB1a和CsCRC基因对外源脱落酸和生长素喷施处理均有响应。综上,推测黄瓜YABBYs家族可能在黄瓜营养生长和生殖生长过程中发挥重要作用,且CsYAB1a基因调控黄瓜果实和叶片的发育。