韧皮部特异启动子驱动密码子优化的抗菌肽D基因的植物表达载体构建

根据177个GenBank中登录的柑橘编码蛋白密码子用法的分析结果,优化并重新设计和合成了含柑橘偏爱密码子、对柑橘黄龙病有杀灭作用的柞蚕抗菌肽D基因(命名为CAPD),克隆入pUC19克隆载体并经测序验证后,获得了含新抗病基因的重组质粒pUC19-CAPD。用限制性内切酶BamHI和SacI双酶切pUC19-CAPD克隆载体和pBI121植物表达载体的质粒DNA,回收pUC19-CAPD克隆载体中的CAPD基因小片段和pBI121植物表达载体中去掉GUS报告基因的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由CaMV35S组成型启动子(35SP)驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ05);用限制性内切酶BamHI和HindIII双酶切含笋瓜韧皮部特异启动子(PSP)的pUCm-PSP克隆载体和pHZ05植物表达载体的质粒DNA,分别回收pUCm-PSP克隆载体中的PSP小片段和pHZ05植物表达载体中去掉CAPD目的基因上游35SP的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ06)。利用细胞感受态法直接将2个由不同启动子驱动的含CAPD目的基因的新重组植物表达载体分别导入根癌农杆菌LBA4404、GV3101、EHA105和发根农杆菌Ri15834等4个农杆菌菌株中,为利用农杆菌介导的遗传转化技术培育抵抗由韧皮部传导的毁灭性和检疫性病害柑橘黄龙病的新种质奠定了基础。

韧皮部特异性启动子的克隆及含绿色荧光蛋白报告基因新植物表达载体的构建

用PCR方法扩增得到了长度为966 bp的笋瓜韧皮部蛋白2基因启动子片段,克隆入pUCm-T载体后,获得了新的重组质粒pUCm-PSP.分别用限制性内切酶酶切重组质粒和pCAMB IA1302植物表达载体,经回收、连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的新型植物表达载体pHZ03.利用细胞感受态法将新植物表达载体分别导入根癌农杆菌EHA105、GV3101、LBA4404和发根农杆菌R i15834中.

笋瓜韧皮部特异性启动子的克隆分析及新型植物表达载体构建

根据已报道具韧皮部组织特异性的笋瓜韧皮部蛋白2(PP2)基因序列设计引物,以山西本地种笋瓜叶片基因组DNA为模板,用PCR法扩增得到了长度为966bp的PP2基因启动子片段,克隆入pUCm-T载体后,经鉴定获得了新的重组质粒pUCm-PSP,测序和序列分析表明与两个已报道的片段分别有95%和99%的同源性,推测具有相似的启动子功能。分别用限制性内切酶PstI和BglII双酶切重组质粒pUCm-PSP和由CaMV35S组成型启动子驱动GFP报告基因的双元植物表达载体pCAMBIA1302,分别回收pUCm-PSP重组质粒中的PSP小片段和pCAMBIA1302植物表达载体中去掉GFP报告基因上游CaMV35S组成型启动子的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动报告基因GFP的新型植物表达载体pHZ03。利用细胞感受态法将新植物表达载体分别导入根癌农杆菌EHA105、GV3101、LBA4404和发根农杆菌Ri15834中,为进一步研究其表达功能奠定了基础。

韧皮部特异性启动子研究概述

韧皮部特异性启动子可驱动其下游基因在植物的韧皮部特异性表达 ,通过将几种韧皮部特异性启动子的序列进行比较 ,发现这类启动子在结构上存在可能与组织特异性有关的保守基序。对这类启动子的结构与功能的研究将有助于提高人们对植物维管组织分化及有机物质运输机制的了解 ,而且也会为植物抗病虫基因工程的研究提供有应用价值的启动子元件。就韧皮部特异性启动子的结构特点、分类及应用进行了概述。

转双抗虫基因烟草的研究

用改造的雪花莲凝集素基因GNAmm与合成的苏云金芽孢杆菌 (Bt)毒蛋白cry1Ac基因构建了带有双价基因的植物表达载体 ,在该表达载体中这两个基因的转录分别受笋瓜PP2启动子 (SPP2P)和CaMV 35S启动子的调控。通过根癌土壤杆菌介导转化法 ,获得了一批抗卡那霉素的转化再生烟草植株。PCR检测及基因组DNASouthernblot、Slotblot杂交分析的结果表明Gna基因和Bt基因已整合到烟草总DNA中。用Bt毒蛋白抗血清进行Westernblot分析 ,转基因植株均有Bt杀虫蛋白的不同程度的表达。对转化再生烟草的虫试结果表明 ,在所受试的 19株烟草中 6 0 %的植株上的棉铃虫在 5天内死亡率达到 10 0 % ,而且存活幼虫的生长发育受到明显抑制 ;蚜虫抑制生长试验表明 ,多数转化再生植株具有较强的抗蚜活性 ,平均能够抑制桃蚜 5 0 %～ 6 0 %的蚜口密度 ,有的高达 80 %以上。

柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白(PhloemProtein,PP)在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种(CandidatusLiberibacterasiaticus,CLas)侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirustrifoliata(L.)Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。