通过PEG法转化甘蓝获得转基因植株

通过PEG法将外源基因导入甘蓝(Brassica oleracea L.)下胚轴原生质体。以潮霉素和卡那霉素进行筛选,均成功地得到了抗性愈伤组织。对于潮霉素抗性愈伤组织,其绝对和相对转化频率分别为4.1×10^(-4)和1％～3％,在分化培养基上,抗性愈伤组织能够分化出芽。诱导生根后进行移栽,生长状况良好。Southem blotting分析表明外源基因已插入到植物细胞基因组中。对影响转化的一些因素进行了探讨。

PEG介导gus基因转化西瓜枯萎病菌

为进一步研究西瓜枯萎病菌尖孢镰孢菌西瓜专化型的致病机理,以西瓜枯萎病菌GY16为受体菌株,优化了其原生质体的制备条件,通过PEG介导进行hph和gus基因的共转化,并对转化子生物学特性以及转化子中gus基因表达活性进行研究。结果表明:以0.8 mol/L的NaCl为渗透压稳定剂,10 mg/ml溶壁酶酶解3 h可以释放出1 ml 2.48×108个原生质体,两个基因共转入受体菌株的效率为40%以上。对转化子进行gus基因PCR检测和活性表达检测,检测结果显示该基因已转进西瓜枯萎病菌基因组中,并能在转化菌株中表达。在PSA培养基上继代培养7代后,所有转化子仍能稳定表达gus。接种西瓜植株后,通过染色观察可以清晰地观察到转化子对不同抗性西瓜品种的侵染差异。

用PEG法把外源基因导入甘蓝型油菜原生质体再生转基因植株

通过PEG处理把外源基因导入甘蓝型油菜原生质体。转化介质中二价阳离子的种类和浓度、携带DNA及PEG溶液的pH值都会影响基因导入效率。以潮霉素抗性和卡那霉素抗性作标记,均成功地筛选到了抗性愈伤组织。相对转化频率分别为1.3%和0.2%。前者明显高于后者。把抗性愈伤组织转到分化培养基上,分化出芽。诱导生根后移栽到土壤中,生长状况良好。酶活性测定和Southern blotting分析表明外源基因已插入到植物细胞基因组中。该遗传转化系统存在的主要问题是抗性愈伤组织分化频率较低。本文对其原因作了初步分析。

钝顶螺旋藻表达载体p215 t-spp的构建及转化

用合适的限制性内切酶消化载体p215 t,胶回收获得含有gfp基因及amp基因大片段。设计引物,采用PCR扩增无菌钝顶螺旋藻A9藻株的强启动子片段;在T4连接酶的作用下进行体外连接重组,构建了带有螺旋藻启动子和gfp报告基因的新型表达载体p215 t-spp。将该载体转入钝顶螺旋藻,利用报告基因的表达,在荧光显微镜下观察并记录转化藻细胞,p215 t-spp质粒显著提高转化率。研究了不同PEG浓度、转化时间及冰浴处理对转化率的影响。采用1%PEG能有效促进细胞吸收DNA,获得10.5‰的转化率。实验初步证明,带有螺旋藻启动子的报告基因gfp能够在钝顶螺旋藻中顺利表达。

高效银耳芽孢遗传转化体系的建立

【目的】建立PEG介导的高效银耳(Tremella fuciformis)芽孢遗传转化体系。【方法】采用PEG介导的原生质体法把表达质粒pAN7-1(含有构巢曲霉gpd-An启动子和潮霉素抗性基因hph)和pLg-hph(含香菇gpd-Le启动子和hph基因)转化进银耳芽孢的细胞中;采用夹层法在含50μg·ml-1潮霉素的筛选培养基中初筛银耳芽孢假定转化子,之后转接于潮霉素含量为100μg·ml-1的PDA平板上进行第2次筛选。【结果】PEG4000浓度为25%时介导的银耳芽孢原生质体初转化率最高;pLg-hph假定转化子经过PCR鉴定及Southern杂交验证,结果表明hph基因能有效整合进银耳芽孢的基因组中,其转化率为110个/μgDNA。而pAN7-1转化子经过PCR鉴定及Southern杂交验证,结果表明只有部分转化子基因组中整合了hph基因,其转化率只有9个/μgDNA。银耳芽孢转化子在PDSA培养基中继代5次后仍检测到hph基因的存在,表明外源基因hph能在银耳芽孢继代中稳定遗传。【结论】25%的PEG4000能高效介导银耳原生质体的转化;香菇gpd-Le启动子是银耳芽孢表达外源hph基因的强启动子;外源hph基因能够在银耳芽孢继代培养中稳定遗传。

聚乙二醇介导咖啡炭疽菌遗传转化体系的建立

【目的】建立高效制备咖啡炭疽菌原生质体及聚乙二醇(PEG)介导的遗传转化体系的方法,为开展咖啡炭疽菌的致病分子机理研究打下基础。【方法】以咖啡炭疽菌野生型菌株BSC2-2为试验材料,通过PEG介导原生质体转化法将含有氯嘧磺隆标记和绿色荧光蛋白报告基因(GFP)的质粒pCB1532-G转入BSC2-2原生质体中,对获得的转化子进行遗传稳定检测、PCR分子检测和激光共聚焦显微观察。【结果】BSC2-2对氯嘧磺隆的耐受浓度为200.0 mg/L。最佳遗传转化体系为:28℃下用2.5%裂解酶酶解BSC2-2菌丝2 h,收集原生质体,再经MTC缓冲液冲洗重悬后将质粒pCB1532-G转入原生质体,在RM培养基中混匀再生,获得转化子。GFP基因的PCR扩增和分生孢子荧光观察结果表明,GFP基因已成功插入并整合到咖啡炭疽菌BSC2-2基因组中。转化子与野生型菌株在菌落形态、生长速率及致病力上无明显差别,表明GFP基因在咖啡炭疽菌BSC2-2基因组中稳定遗传。【结论】成功建立了PEG介导的咖啡炭疽菌遗传转化体系,获得与野生型菌株在菌落形态、生长速率及致病性上无明显差别的转化子,为后续研究咖啡炭疽菌的基因功能和致病机理提供技术支持。

植物体细胞原生质体遗传转化研究

重点介绍了植物体细胞原生质体遗传转化的方法和当前已经取得的成果,同时提出了目前原生质体遗传转化中存在的问题,展望了今后的工作重点。植物原生质体遗传转化的方法主要有:PEG介导转化法、电击穿孔转化法、脂质体介导转化法、农杆菌共培养转化法等。

基于CRISPR/Cas9技术研究金针菇冷诱导结实基因HK1和HK2的编辑转化系统

对金针菇(Flammulina velutipes)冷诱导相关的组氨酸激酶基因HK1和HK2构建了基因组编辑(CRISPR/Cas9)pgfvs-Cas9-HK1-gRNA和pgfvs-Cas9-HK2-gRNA表达载体,探索了金针菇菌丝体及原生质体对潮霉素的最低敏感浓度,利用PEG介导的方法将表达载体pgfvs-Cas9-HK1/HK2-gRNA转化金针菇原生质体,经潮霉素筛选后的拟转化子再进行PCR鉴定。结果显示:金针菇菌丝体及原生质体对潮霉素的最低敏感浓度均为50μg/mL;经潮霉素筛选后的部分拟转化子成功扩增出Cas9的部分片段,携带有HK1、HK2基因载体的Cas9蛋白基因成功整合到了金针菇的基因组中,两个表达载体转化率分别为24.1%和12.5%。

黑曲霉转化系统的优化及重组菌株高效筛选

黑曲霉(Aspergillus niger)是食品工业中重要的生产菌株,广泛应用于酶和有机酸生产。为提高黑曲霉遗传操作效率,对黑曲霉转化及重组菌株筛选策略进行优化。基于已报道的最佳转化条件对黑曲霉AG11进行电转化、农杆菌介导和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导转化(Agrobacterium-mediated and PEG-mediated transformation,PMT),单个潮霉素转化板分别得到0、30和6个转化子。其中,PMT的转化子阳性率最高。基于优化后的原生质体制备条件:0.8~1 g松散的菌丝球于10 mL Yatalase溶液(0.8 mg/mL,pH 5.5)反应2.5 h,获得原生质体并进行PMT,转化效率较优化前提高14倍。为提高转化子筛选效率,将融合绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的天冬酰胺酶(asparaginase,ASN)基因整合至黑曲霉AG11糖化酶位点,并通过流式细胞仪分选表达ASN的孢子。分选结果显示,0.3%的孢子能表达GFP(共筛选30万个孢子)。酶活力分析表明,65%表达GFP的孢子能表达ASN。研究结果将为黑曲霉基因编辑提供重要方法学基础。

基于CRISPR／Cas9系统的金针菇基因组编辑载体构建

采用高效基因编辑系统CRISPR/Cas9,构建金针菇基因Mads-8敲除载体及转化体系。以转录组数据为依据,通过分析基因Mads-8序列信息,选择高效的靶位点序列,同时加入筛选标记基因hph构建过渡载体sgRNA-T,通过菌落PCR鉴定和测序来验证靶位点序列是否正确插入。以表达载体pg Fvs-cas9为框架,酶切连接后构建重组敲除载体pg Fvs-Cas9-gRNA,PCR和酶切鉴定敲除载体。再以PEG介导的金针菇原生质体转化表达载体,在潮霉素抗性平板上筛选拟转化子,以拟转化子基因组DNA为模板扩增Cas9基因。结果显示,靶位点序列成功插入敲除载体且序列正确,重组质粒成功转化进金针菇的基因组。对金针菇基因组敲除载体的构建,为后续金针菇相关基因的功能验证及育种研究提供载体材料及理论依据。

绿色荧光蛋白(ZsGreen)基因在长石莼细胞中的表达

主要研究绿色荧光蛋白(ZsGreen)基因在长石莼(缘管浒苔)细胞中的表达。应用绿色荧光蛋白基因、抗除草剂bar基因、CMV 35S启动子和SV40双启动子构建了质粒载体PSV-bar-ZsGeen,采用改进的PEG法将质粒载体PSV-bar-Zs-Geen导入到缘管浒苔原生质体中,经过细胞培养发育再生藻株,通过除草剂筛选出阳性藻株,且转化率达38.58%,进一步PCR分子检测和显微荧光检测表明,绿色荧光蛋白基因在转基因植株中得到表达,为今后转基因浒苔研究奠定基础。

PEG介导的猴头菌遗传转化体系的建立

对猴头菌Hericium erinaceus原生质体制备的各种因素进行比较研究,结果表明,猴头菌原生质体制备的最佳体系为:液体培养5d的猴头菌丝,以0.6mol/L KCl作为稳渗剂,加入含1.0%纤维素酶+1.0%蜗牛酶+1.0%溶壁酶的复合酶,在30℃酶解猴头菌丝3h时,原生质体得率达到3.0×106个/mL。潮霉素敏感性测试表明,猴头菌在PDSA固体培养基上的潮霉素最低筛选浓度为60μg/mL。采用PEG介导的原生质体法,将质粒pBgGI‐hph(含有灵芝gpd1‐Gl启动子和潮霉素抗性基因hph)转化猴头菌原生质体,经潮霉素初步筛选以及PCR鉴定,表明有4株猴头菌拟转化子的基因组扩增出hph基因;转化子经过多次转接后进行Southern杂交验证,结果表明4个转化子的基因组中均稳定整合了hph抗性基因。

PEG介导的柱状田头菇遗传转化体系建立

柱状田头菇(茶树菇)Agrocybeaegerita是一种美味的食用菌,具有极高的经济价值。随着其全基因组测序的完成,功能基因组学研究也逐渐展开,其中,高效的遗传转化体系作为技术基础成为研究重点。本研究以柱状田头菇原生质体为受体、潮霉素抗性基因(hph)作为筛选标记,以增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)为报告基因,应用PEG介导法进行柱状田头菇遗传转化体系研究。结果表明,150μg/m L潮霉素可以完全抑制柱状田头菇的生长。30℃下用2%裂解酶液酶解菌丝3h,能够获得最大得率的原生质体。通过PEG介导将构建好的DNA片段转化入柱状田头菇原生质体,通过潮霉素抗性筛选获得转化子,转化得率达到7个/μg DNA。PCR验证和荧光显微镜观察,外源片段成功转入柱状田头菇中并稳定表达。本研究建立的PEG介导转化体系,为柱状田头菇基因功能研究提供了技术基础。

Establishment of a New Method for Genetic Transformation of Dunaliella salina

The exogenous gene was integrated into Dunaliella salina successfully by using LiAc/PEG mediating method for the first time. According to the results of histochemical staining, transgenic D. salina was blue, showing that the exogenous GUS gene was successfully expressed in the cells of D. salina. Meanwhile, the effects of growth state of D. salina, plasmid concentration and temperature on its transformation efficiency were studied, and the transformation conditions were optimized. The results show that the optimum conditions for the genetic transformation of D. salina are shown as follows： D. salina was in the early logarithmic phase; plasmid DNA concentration was 600 μg/ml; temperature was 29 ℃, and transformation efficiency was up to 74.8‰ under the best conditions. According to the results of PCR amplification and PCR-Southern hybridization, the target gene had been integrated into genome and was hereditary.

Fibrillin操纵子在甘蓝型油菜和拟南芥中的瞬时表达

将Fibrillin操纵子驱动的荧光素酶报告基因表达载体导入拟南芥原生质体中,研究基因表达调控,证明脱落酸(ABA)诱导报告基因的表达.同时将相同的质粒转化到甘蓝型油菜蜀杂9号原生质体中,获得与拟南芥中类似的表达结果.实验结果说明Fibrillin操纵子在拟南芥和油菜原生质体中均对ABA的诱导敏感.

紫外诱变筛选柄篮状菌尿嘧啶缺陷型菌株

柄篮状菌EMM是一株从原始菌OPC4诱变获得的高产纤维素酶菌株。为了获得转化用的宿主菌,通过紫外诱变的方法,在1.5g·mL-1 5-FOA的筛选压力下,从EMM诱变得到一株尿嘧啶营养缺陷型菌株EMU6。从原始菌OPC4的基因组里克隆出2 553bp的pyrF基因,NCBI比对发现,pyrF为编码乳清酸磷酸核糖基转移酶的基因,影响尿嘧啶的合成。测序比对发现,尿嘧啶营养缺陷型菌株EMU6的pyrF基因在1 160bp处有一个核苷酸缺失。柄篮状菌尿嘧啶营养缺陷型菌株的获得使基于pyrF基因转化体系的建立成为可能。

一种优化的辣椒尖孢炭疽菌遗传转化体系

由辣椒尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)侵染引起的炭疽病是辣椒生产中最具有破坏性的真菌病害,严重影响辣椒的品质和产量。本研究以辣椒尖孢炭疽病菌HHDL02为对象,采用1 mol·L^(-1)NH_(4)Cl 2%的酶裂解液裂解分生孢子萌发2 h的芽管,裂解2~3 h可以高效制备原生质体,结合PEG介导转化法成功将GFP基因导入,其转化菌株菌落形态、菌丝生长速率、分生孢子形态、孢子萌发、附着胞形成、产孢量和致病性与野生型菌株无明显差异,且后代荧光信号遗传稳定。PEG介导的原生质体转化适合辣椒尖孢炭疽菌遗传操作,有助于其致病机理的研究。

枸杞内生真菌NQ8GⅡ4菌株GFP标签蛋白表达载体的筛选

[目的]筛选适合枸杞内生真菌(Fusarium nematophilum)NQ8GⅡ4菌株GFP标签蛋白的表达载体,为后期研究该菌株在宿主植物中的侵染行为和定殖规律奠定基础。[方法]采用PEG介导原生质体转化法,分别将GFP标签蛋白表达载体pFL2、pDL2、r-KNT和KNTG转入NQ8GⅡ4菌株,对比4种NQ8GⅡ4转化子的荧光强度、遗传稳定性、拮抗活性和致病性,筛选GFP标签蛋白的最佳表达载体。[结果]枸杞内生真菌NQ8GⅡ4菌株对潮霉素B(HmB)的耐受质量浓度为20 mg/L,对遗传霉素(G418)的耐受质量浓度为80 mg/L。通过PEG介导原生质体转化,获得pFL2转化子272株、pDL2转化子57株、r-KNT转化子73株和KNTG转化子226株,其转化效率分别为13.60,2.85,3.65和11.30株/μg。荧光显微观察发现,表达载体pDL2和KNTG的转化子所产生的荧光强度明显强于表达载体r-KNT和pFL2的转化子。连续培养5代后,pDL2转化子的遗传稳定率高达89.47%,pFL2、r-KNT和KNTG转化子的遗传稳定率分别仅为67.28%,68.49%和58.85%。4种转化子对枸杞胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)的拮抗活性以及对枸杞离体叶片的致病性均与野生型菌株无明显差异。[结论]pDL2更适合用作NQ8GⅡ4菌株GFP标签蛋白的表达载体。

柄蓝状菌原生质体的制备与再生条件优化

为了建立以聚乙二醇/氯化钙(PEG/CaCl2)原生质体介导的柄蓝状菌(Talaromyces Stipitatus)高效的遗传转化系统,分别从材料选择,真菌菌龄,不同的渗透压稳定剂,酶的不同种类配比,酶的浓度,酶解时间及不同再生方式对柄蓝状菌EMM原生质的制备与再生条件进行优化。结果表明:以柄蓝状菌EMM接种生长48 h的菌丝为制备材料,1 mol/L MgSO4作为渗透压稳定剂,菌丝在温度为30℃,浓度为50 mg/mL的裂解酶溶液中酶解3 h,得到的原生质体先用再生培养基孵化培养12 h,然后再与PDA培养基混合铺板,以上组合条件下原生质体的释放量可达8.73×108/mL,再生率可达17.7%。

真菌免疫调节蛋白基因LZ-8过表达载体的构建及转化灵芝原生质体的研究

灵芝Ganoderma lingzhi是我国著名的药用真菌。但是,作为一种营养和保健价值都非常高的大型担子菌,灵芝还缺乏完善的转基因方法和安全转基因体系。本研究建立了免疫调节蛋白基因的过表达系统,并利用真菌特异性启动子GPD、终止子NOS和目的基因LZ-8构建真菌特异性双T-DNA表达载体p SB130NG-LZ8;利用溶壁酶提取灵芝原生质体,并用FDA染色法检测灵芝原生质体活性,原生质体成活率约为80%。通过PEG转化法对灵芝原生质体成功进行了转化,转化得到的原生质体在带有潮霉素抗性平板上长出,转化率为3–4/μgpSB130NG-LZ8+107个原生质体。转化子通过PCR检测和荧光定量PCR检测,获得LZ-8在灵芝中的过表达。