半夏凝集素基因(pta)导入水稻及其表达的初步研究

半夏凝集素基因是一种有重要价值的抗虫基因。利用RACE PCR技术克隆出半夏凝集素 (pta)基因 ,并将它构建到载体pCAMBIA1 30 5中形成双元载体 (含pta基因和hpt基因 )。利用农杆菌介导法将pta基因转入粳稻品种鄂宜 1 0 5、中花 1 2和籼稻品种E优 5 32成熟胚诱导的愈伤组织中。通过PCR检测 ,从 1 1 7株T0 代再生植株中筛选出 36株 (其中鄂宜 1 0 5、中花 1 2、E优 5 32分别为 1 9株、7株、1 0株 )转基因植株。对这些转基因后代植株进行Southernblot分析和RT PCR分析表明 :pta基因已经整合到受体细胞基因组中 ,并在转录水平上得到了有效表达。通过对转基因后代的遗传分析 ,成功地从T1 代表现为 1∶2∶1孟德尔分离的分离群体中筛选出 7个独立转基因水稻纯系 (其中包括 4个鄂宜 1 0 5、1个中花 1 2和 2个E优 5 32转基因纯系 )。对这 7个独立转基因水稻T2 代纯系进行褐飞虱生物抗性鉴定和田间隔离喂养实验 ,结果显示 ,这些转基因纯系对褐飞虱的存活率和发育进度均有显著的抑制作用。同时 ,实验结果还表明 2～ 5mg L的 2 ,4 D是愈伤组织诱导和生长的必需条件 ,而且受体的基因型对愈伤组织诱导率和转化频率均有显著影响 ,在同等条件下 。

农杆菌介导pta和sb 401基因共转化水稻的研究(英文)

利用农杆菌介导法,将半夏凝集素（pta）基因和高赖氨酸蛋白（sb401）基因导入水稻中,经潮霉素抗性筛选,得到70株独立再生植株。通过PCR检测,从中筛选出18株转基因植株。对这些转基因植株当代进行Southern blotting分析表明：pta基因和sb401基因已经共转化并整和到受体基因组中。对转基因植株后代的叶片进行RT-PCR分析表明：pta基因在转录水平上得到了有效的表达。测定10株T0转基因植株成熟种子的赖氨酸和总蛋白质量分数表明,与对照相比,赖氨酸和总蛋白的提高率分别为8.48%～35.34%和4.55%～32.74%,表明sb401基因在大部分转基因植株成熟种子中的蛋白质水平上得到了比较有效的表达。

半夏凝集素基因克隆及其对桃蚜的抗性研究

研究了半夏凝集素(Pinellia ternataagglutinin,PTA)基因对桃蚜(Myzus persicae)的抗性。从半夏幼叶中提取总RNA,采用RT-PCR法分离克隆出PTA1基因cDNA片段,该基因在GenBank中登录号为DQ092435。序列分析表明:该cDNA片段全长为810bp,编码269个氨基酸组成的蛋白,具有单子叶植物甘露糖凝集素基因家族的特征,含有3个由4个氨基酸(QDNY)组成的甘露糖专一结合位点,与报道的天南星科凝集素基因氨基酸序列的同源性在72.7%~92.9%。构建了35S启动子控制下的PTA1基因的植物表达载体pBI121PTA1,该载体含有抗卡那霉素的选择标记基因(nptⅡ),利用根癌农杆菌介导法转化烟草获得抗卡那霉素的植株。PCR和半定量RT-PCR分析表明:PTA1基因已经整合到植物基因组中并在转录水平上得到了有效表达。抗蚜虫鉴定表明:转基因植株有效地抑制了蚜虫的群体增长率,平均抑制率达77.02%,表明该基因对同翅目害虫的抗虫基因工程有重要的应用价值。

半夏凝集素基因的克隆及转基因烟草对蚜虫的抑制作用

采用同源序列克隆方法，通过设计特异性引物从甘肃西和半夏叶片基因组DNA中克隆到1条1069bp的半夏凝集素基因pta，与以同科内植物的mRNA为模板扩增得到的凝集素基因序列的同源性很高，达到98％以上，功能区完整，具有1条信号肽和3个甘露糖结合区，GenBank登录号AY725425。用该基因替换pBI121载体的GUS基因，正向插入35S启动子之下，构建了植物表达载体pBI—pta。通过农杆菌介导法转化烟草，从20株Kan抗性植株中得到PCR检测阳性植株14株，证明pta已整合到烟草基因组中。对随机挑取的7株PCR阳性植株进行了抗蚜虫（Myzus persicae）筛选试验，结果表明：不同株系蚜口密度抑制率在22．5％～89．4％，平均蚜口密度抑制率56．2％。

利用农杆菌介导法将抗虫基因和高赖氨酸蛋白基因导入超级杂交水稻亲本材料1826中

超级杂交水稻的培育、推广和应用可显著提高水稻的单位面积产量,但许多超级杂交水稻存在抗虫能力较低、品质较差的问题。1826是一个优良的超级杂交水稻亲本材料,但抗褐飞虱能力低,必需氨基酸赖氨酸的含量低。本研究利用基因工程技术将CaMV 35S启动子引导的半夏凝集素基因(PTA)和水稻胚乳特异表达启动子(Glutelin-B1 promoter)引导的马铃薯高赖氨酸蛋白基因(SB401)同时转入1826成熟胚诱导的愈伤组织中,获得了同时含PTA和SB401的转基因植株。本研究为提高1826的抗褐飞虱能力和赖氨酸含量打下了基础。

四倍体菘蓝转抗虫基因研究Ⅰ.根癌农杆菌介导的转基因菘蓝

目的 将外源半夏凝集素基因 ( PTA )转入四倍体菘蓝以获得鳞翅目昆虫抗性。方法 构建了以 Ca MV 35 S为启动子 ,新霉素磷酸转移酶 ( Npt- )为选择标记 ,带有半夏凝集素基因 PTA的 p CAMB A2 2 0 0植物双元表达载体 ,应用根癌农杆菌 EHA 10 5遗传转化四倍体菘蓝。结果 菘蓝外植体植株再生率达到 95 %以上 ,转化率有10 %。结论 建立了以 6 - BA和

半夏凝集素基因在水稻中的转化及筛选

为了获得转基因抗虫水稻,将半夏凝集素基因pta导入水稻,并进行鉴定和筛选。在抗虫基因pta的5'端加2×35S启动子,两端分别添加HindⅢ和Spe I酶切位点,并进行人工合成。将pta与植物表达载体p1301连接,经双酶切和测序鉴定。结果表明:重组表达载体p1301-pta构建成功;载体p1301-pta转化农杆菌LBA4404后用浸染法将pta基因导入水稻恢复系辐恢838中,对转化再生植株进行GUS染色以及GUS和pta基因的PCR鉴定后,共得到16株转基因阳性植株。

含双边界序列植物双价表达载体的构建

转基因植物的安全性是基因工程改良作物的一个重要问题。构建含双边界序列(双T-DNA区)载体,将选择标记基因和目标外源基因分开在不同的T-DNA区,通过转基因植株有性杂交及后代分离,可在转基因后代中获得无选择标记的转基因安全植株。将2个外源基因置于同一载体上,可以提高其共转化的效率。本研究构建了1个中间载体pAHC17-PTA和1个含双边界序列的植物双价表达载体pDB13PS。pAHC17-PTA含有由Ubiquitin启动子引导的具有抗虫效果的半夏凝集素基因(PTA)。pDB13PS含2个独立的T-DNA区,在其中一个T-DNA区,含两个目的基因的完整的表达盒,一个是由Ubiquitin启动子引导的半夏凝集素基因(PTA),另一个是由水稻胚乳特异表达启动子(Glutelin-B1promoter)驱动的马铃薯高赖氨酸蛋白基因的cDNA(SB401)。pDB13PS的成功构建,为提高PTA和SB401的共转化效率和获得无选择标记的转基因后代植株奠定了基础。

半夏、掌叶半夏及禹白附凝集素蛋白的刺激性研究

目的:研究半夏凝集素(Pinellia ternata agglutinin,PTA),掌叶半夏凝集素(Pinellia pedtaisecta agglutinin,PPA),禹白附凝集素(Typhonium giganteum agglutinin,TGA)的刺激性作用。方法:SD雄性大鼠随机分为空白组,PTA,PPA及TGA高中低剂量组(300,200,100 mg.L-1),ip给药,4 h后处死大鼠,ip生理盐水,取腹腔液测中性粒细胞迁移数目,测定腹腔液中总蛋白,一氧化氮(NO),前列腺素E2(PGE2)的含量;家兔随机分为空白组,半夏,掌叶半夏及禹白附的凝集素组及毒针晶组,半夏,掌叶半夏及禹白附的针晶加其凝集素组,观察家兔眼结膜充血,水肿及分泌物,考察PTA,PPA,TGA的刺激性作用。结果:大鼠ip PTA,PPA,TGA后,与空白组腹腔液中性粒细胞迁移数目(633.33±233.81)×106/L比较,100 mg.L-1组PTA(1 083.33±116.9)×106/L,PPA(1 033.3±150.55)×106/L及TGA(1 133.33±103.28)×106/L均具极显著性差异(P<0.01),均可引起严重的中性粒细胞向腹腔迁移,且浓度升高,作用增强;大鼠腹腔液的总蛋白,NO及PGE2的含量显著升高,均可加重针晶刺激家兔眼结膜强烈水肿。结论:天南星科中具有刺激性毒性作用的半夏,掌叶半夏及禹白附所含凝集素蛋白具有刺激性作用,是其毒性刺激性成分。

半夏凝集素蛋白与半夏毒针晶毒性的相关性研究

目的:研究半夏凝集素蛋白与半夏毒针晶毒性的相关性,揭示半夏产生毒性的机制。方法:采用大鼠腹腔炎症模型,以腹腔渗出液中PGE2含量为指标,研究半夏凝集素致炎作用的量-毒、时-毒曲线;采用家兔眼结膜刺激模型,以眼结膜的病理切片观察半夏凝集素与半夏毒针晶刺激性的相关性。结果:半夏凝集素可引起大鼠腹腔渗出液中PGE2、蛋白含量显著提高,呈剂量依赖性;半夏凝集素可显著加重半夏毒针晶对家兔眼结膜的刺激性,且随着半夏凝集浓度的升高,刺激性显著增强,但单给药半夏凝集素对家兔眼结膜无刺激性。结论:半夏凝集素蛋白具强烈的致炎作用。半夏产生强烈炎症刺激的机制是半夏刺入机体,凝集素蛋白随针晶进入机体组织,诱导炎症反应发生而产生刺激性。

半夏凝集素基因的克隆、生物信息学分析及其蛋白的亚细胞定位

目的克隆半夏凝集素基因,并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位。方法以半夏Pinellia ternata新鲜叶片的DNA为模板,根据Genbank上的半夏凝集素的基因序列(GU593718.1)设计引物,克隆了半夏凝集素(PTA)基因,并构建植物表达载体pI1300-CaMV35S-PTA-GFP,在农杆菌GV3101中进行表达且观察了其在烟草中瞬时表达。结果所克隆的PTA的开放阅读框为810 bp,其编码269个氨基酸;具有1条信号肽、2个B-lectin保守区域和3个甘露糖结合基序;PTA氨基酸序列与NCBI中所报道的半夏、掌叶半夏P.pedatisecta、滴水珠P.cordata凝集素的氨基酸序列的同源性分别达到97%、85%和83%;初步推测其定位于膜上,现已在NCBI中登记(登录号KF154979)。结论本实验通过对半夏凝集素的生物信息学分析和亚细胞定位分析,为进一步研究半夏凝集素的抗病虫害机制奠定了基础。

半夏及掌叶半夏毒针晶中共性毒蛋白的研究

目的:寻找天南星科半夏属有毒中药半夏及掌叶半夏毒性物质基础毒针晶中的共有蛋白,研究刺激性相关蛋白的致炎效应。方法:采用溶液内双酶解方法将半夏与掌叶半夏毒针晶中的蛋白降解为混合肽段,采用液相色谱与串联质谱偶联分析降解后的肽段,将质谱分析数据与BIOWORKS软件搜索的NCBI绿色植物Viridiplantae蛋白库比对进行蛋白质检索分析。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对半夏、掌叶半夏毒针晶蛋白进行分析,同时采用胶内酶解后液相色谱与串联质谱偶联的方法,分析并鉴定约13kDa蛋白。提取分离半夏中的凝集素蛋白,并采用中性粒细胞迁移试验和测定腹腔渗出液中PGE2的含量,考察毒针晶及凝集素的炎症刺激性效应。结果:半夏及掌叶半夏毒针晶中均含约13kDa的蛋白条带,此条带经鉴定为凝集素类蛋白,且此13kDa蛋白条带为毒针晶中的主要蛋白之一,凝集素类蛋白可诱导中性粒细胞向大鼠腹腔迁移,可显著增加小鼠腹腔渗出液中PGE2的含量。结论:天南星科有毒中药半夏及掌叶半夏毒针晶蛋白中均含有凝集素类蛋白,且此类凝集素蛋白具有显著的致炎作用,是半夏与掌叶半夏毒针晶中的共性毒蛋白。

半夏凝集素基因的克隆与氨基酸序列初步分析

目的克隆半夏凝集素基因并对其氨基酸序列生物信息与已报道相关基因进行对比分析,为抗虫基因利用和转基因育种研究奠定基础。方法根据已报道的植物凝集素基因序列设计特异引物,以半夏叶片DNA为模板进行PCR扩增,获得特异性片段,将其连接到测序载体上,进行序列测定,用分析软件分析序列信息。结果克隆1 069 bp的半夏凝集素基因(pta),开放阅读框全长804 bp,编码268个氨基酸残基;预测相对分子质量和等电点分别为2.91×104和7.77,功能区完整,具有1条信号肽和3个甘露糖结合区;已在GenBank中登记(登录号AY725425)。结论克隆的半夏凝集素基因序列信息完整,具有典型的甘露糖结合位点,可以作为抗虫基因用于抗虫育种。