利用Ⅱ型启动子转录的U6 RNA提高植物病毒表达载体在植物中表达外源基因的水平

Ⅱ型启动子转录的外源短链RNA可以竞争性抑制细胞内源mRNA的核质转运,因而可能会提高植物RNA 病毒载体表达的外源基因在植物中的积累. 为了验证这一假说,利用OE-PCR技术合成拟南芥U6-1核内小RNA序列,并构建其Ⅱ型启动子转录的植物表达载体. 以农杆菌渗滤技术,与烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）表达载体共接种寄主植物本氏烟,通过对报告基因绿色荧光蛋白（green fluorescence protein, GFP）的荧光观察,并以Western印迹和ELISA测定GFP在烟草中的表达情况,分析共表达Ⅱ型启动子转录的U6 RNA对外源基因在植物中表达的作用效果. 结果表明,共接种Ⅱ型启动子转录的U6 RNA对TMV病毒表达载体表达外源基因的水平有明显的增效作用,推测RNA核质转运干扰是提高外源基因表达的可能机制.     

绿色荧光蛋白标记检测鸦胆子素D抗TMV活性

以绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）为报告基因,将含TMV表达载体的质粒p35S-30B：GFP转化农杆菌EHA 105,通过渗透法把经MMA诱导后的农杆菌悬浮液注射到本氏烟叶片内,测定了鸦胆子素D （Bruceine D） 对烟草植株内TMV的增殖和运动的抑制作用;通过PEG介导法把p35S-30B：GFP转化到本氏烟叶肉细胞原生质体内,测定了Bruceine D对烟草原生质体中TMV增殖的抑制效果.结果表明,在10 μg/mL浓度下,Bruceine D不仅可抑制烟草叶肉细胞原生质体中TMV的增殖,还可以抑制烟草接种叶中TMV向茎部及植株上部叶片移动,且对寄主植物不造成明显的毒害.     

黄瓜花叶病毒互补型载体可与CP转基因发生重组

为了探讨利用黄瓜花叶病毒(CMV)作为表达载体的可行性,克隆了山东株(SD)CMV RNA3的全长cDNA,并测定了全序列.采用定点突变的方法在衣壳蛋白(CP)基因起始密码子处改造出一个NsiⅠ位点.以绿色荧光蛋白(GFP)基因置换SD-CMV RNA3 cDNA的CP基因.将Fny株CMV RNA1,RNA2和嵌合SD-CMV RNA3的cDNA分别克隆在35 S启动子和终止子之间构建成表达载体.在烟草原生质体中验证了该表达载体可以表达GFP.然后将其接种到表达SD CP的转基因烟草上,试图构建成一个互补型载体.接种10d后,18棵植株中,有5棵的接种叶和其中1棵的系统叶上可检测到表达的GFP.然而1个月后,所有接种植株中都检测不到GFP.通过RT-PCR及序列分析,证实在互补系统中CMV载体与CP转基因发生了重组.上述结果对这种CMV互补型载体的可行性提出了质疑,同时也揭示了转CMV CP基因抗病毒植物的生物安全性中存在的新的问题.     

农杆菌介导的病毒侵染(Agroinfection)方法在植物和病毒分子生物学基础研究中的应用

农杆菌-病毒侵染即为农杆菌Ti质粒介导的病毒基因组向植物细胞中的转移,并使其发生系统感染。它具有高敏、高效和易于检测等特点,已被用来研究农杆菌T-DNA转移机制、农杆菌宿主范围、基因重组、外源基因瞬间表达及病毒分子生物学等方面的基础理论问题。本文综述了该方法用于植物和病毒分子生物学基础研究的进展情况,并讨论了其应用前景。     

利用病毒载体在烟草中瞬时表达融合HBsAg基因

利用马铃薯PVX病毒载体构建了外源人工融合乙肝表面抗原HBsAg基因的表达载体,在烟草中利用农杆菌介导进行瞬时表达,以快速鉴定外源基因瞬时表达的状况以及重组蛋白的免疫活性。利用PCR技术从含有人工融合HBsAg基因的表达载体中分别扩增出LP PreS1 PreS2 S、PreS1 PreS2 S、PreS2 S序列,将其分别与PVX病毒载体pgR106连接,构建成PVX-LP、PVX-S1和PVX-S2等3个转化载体,并将此载体导入农杆菌菌株GV3101中用于侵染烟草植株叶片。感染植株经RT-PCR、RNA Dot blotting和HBsAg蛋白的ELISA检测显示,3个人工融合的HBsAg基因均可在植物体内得到转录,翻译成具有活性的蛋白。结果表明,外源融合HB-sAg基因经过植物病毒载体瞬时表达系统可以在植物系统中正常转录和翻译。     

GFP基因在新疆小拟南芥和拟南芥中的表达分析

以质粒pMCB30为模板,扩增GFP基因,连接到载体pCMBIA2300-35S-OCS上,构建过量表达载体p35S:GFP,将其转入农杆菌GV3101.通过农杆菌介导法将p35S:GFP载体分别转入新疆特色植物小拟南芥和拟南芥中.T0代经含有卡那霉素的1/2MS培养基筛选,获得了T1代转基因小拟南芥2株,T1代转基因拟南芥9株.通过激光共聚焦显微镜观察,在转基因小拟南芥和拟南芥的根尖细胞中均可检测到GFP绿色荧光蛋白;对转基因植株进行PCR扩增,均可检测到GFP基因,表明GFP基因已成功转入小拟南芥和拟南芥中.该研究建立了小拟南芥的遗传转化体系,为进一步利用GFP基因和进一步研究小拟南芥的功能基因奠定基础.     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基团的重组

普通烟草花叶病毒外壳蛋白基因已和花椰菜花叶病毒35S启动子及3′未端重组成嵌合基因。在连接了用于筛选在土壤杆菌中导入外源基因的新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因和用于筛选在植物细胞中导入外源基因的嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPT Ⅱ)基因后,已导入一个去致瘤基因的Ti载体T-DNA区中。这种在Ti载体T-DNA区带嵌合的烟草花叶病毒外壳蛋白基因的土壤杆菌菌株,可以用来转化植物。观察在转化植物中表达的这种外壳蛋白能否延缓或减轻烟草花叶病毒对它们的危害。     

甜菜黑色焦枯病毒外壳蛋白与病毒致病性的关系

利用RT-PCR方法,构建获得了由T7RNA聚合酶启动子驱动的甜菜黑色焦枯病毒(BBSV)全长cDNA克隆pUBF52.摩擦接种苋色藜(Chenopodiumamaranticolor)后,体外转录产物可导致与野生病毒相同的枯斑症状,蛋白质印迹和RNA印迹检测也都证明了转录产物的侵染活性.构建了BBSVp24基因的原核表达载体pECP1,转化大肠杆菌BL21后的诱导表达产物能够与BBSV的抗血清呈现特异性反应,表明该基因编码产生BBSV的外壳蛋白(CP).以pUBF52为模板,分别构建了BBSVCP基因的移码突变体和不同程度的缺失突变体.侵染性检测表明,CP基因的移码突变对BBSV在苋色藜上所导致的枯斑症状及病毒RNA在寄主体内的积累基本没有影响,但CP基因的大部或完全缺失会使体内病毒RNA的积累水平大大降低,其中CP基因完全缺失的突变体转录物接种苋色藜后仅能够产生很轻的枯斑症状.将绿色荧光蛋白(GFP)基因和葡糖苷酸酶(GUS)基因分别与BBSVCP基因的5′端融合,构建了表达载体pBGFP和pBGUS.摩擦接种苋色藜叶片后可观察到GFP或GUS基因的表达,为探索利用BBSV作为外源蛋白的表达载体奠定了基础.     

烟草花叶病毒装配起始位点反义RNA表达型中间载体的构建

利用基因工程方法培育抗病毒植物新品种的途径之一,是在植株中建立一个产生病毒基因组功能片段的反义RNA的系统。本工作设计并合成了一段烟草花叶病毒(TMV)装配起始位点反义RNA的基因,再以pBR 325为基本质粒,构建了包含带有花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子和PolyA信号的反义RNA表达单元,以及为筛选转基因植株所必须的NPT-Ⅱ表达单元的中间载体,为以后经土壤农杆菌而获得转基因烟草植株打下了基础。     

农杆菌菌株及其侵染浓度和时间对基于菜豆黄矮病毒表达载体瞬时表达外源基因的影响

以3种常见的农杆菌菌株(GV3101、EHA105、LBA4404)和基于菜豆黄矮病毒的复制型植物表达载体为材料,利用农杆菌介导的瞬时转化技术,将外源绿色荧光蛋白(GFP)基因导入本氏烟(Nicotiana benthamiana L.)叶片中实现瞬时表达,并对不同农杆菌菌株、侵染浓度及侵染时间对于瞬时表达水平的影响进行比较。结果显示,3种不同的农杆菌菌株在介导转化本氏烟叶片瞬时表达GFP积累水平之间存在显著差异,其中EHA105菌株转化效率最高,LBA4404次之,GV3101最低。此外,GV3101、EHA105和LBA4404最适侵染浓度的OD600值分别为0. 5、0. 3和0. 3;最佳侵染时间均为第4 d。研究结果表明农杆菌菌株染色体结构和Ti质粒的差异是影响瞬时转化过程中农杆菌侵染浓度及其外源基因瞬时表达效率的重要因素。     

T-DNA转移研究进展

植物遗传转化技术近年在农作物性状改良、植物生物反应器利用以及基因功能鉴定等方面得到了广泛的应用.T-DNA转移是植物细胞农杆菌介导遗传转化整合和表达外源基因的基础.农杆菌Ti质粒vir基因编码蛋白、农杆菌一些染色体基因编码蛋白及植物细胞一些基因编码蛋白或因子均参与T-DNA转移.转移过程包括农杆菌对植物细胞的识别、附着,细菌对植物信号物质的感受,细菌vir基因的诱导表达,T复合体的形成,跨膜运输,进核运输和整合等一序列过程.植物细胞因子与农杆菌T-DNA转移相关蛋白的相互作用最近被认为在T-DNA转移过程中起重要作用.     

人工合成的植物化猪α乳清蛋白基因在转基因拟兰芥的表达

将一个398bp的植物化的猪α乳清蛋白基因(Lactalbumin,LA)编码区克隆到带有花椰菜花叶病毒的35S启动子的质粒中。对它们进行PCR检测和序列分析,证实这些阳性克隆是实验预期的重组质粒。随即将35S启动子-α-乳清蛋白基因-终止子这一表达单元克隆到双元载体pCG-CB中,用该重组质粒双元载体pCG-CB-Lact转化农杆菌V3101后,以农杆菌法进行拟兰芥植物转化,用除草剂Finale对转化植物进行抗除草剂基因筛选,得到一些抗除草剂的转化植株。对这些抗除草剂植株进行猪α乳清蛋白基因PCR分析,成功筛选到带有猪α乳清蛋白基因并且可以在后代稳定遗传的转基因植物。Western blot蛋白质表达分析,表明猪α乳清蛋白在拟兰芥中成功表达,并且猪仅乳清蛋白被正确加工成天然蛋白。     

根癌农杆菌介导的乙肝表面抗原基因对烟草的转化

构建了植物表达载体pBRSAg,该载体具有完整的植物表达元件,CaMV35S启动子、农杆菌T-DNA左右边界、植物报告基因gus和植物选择标记基因hpt,适用于农杆菌的转化;通过冻融法将重组质粒pBRSAg转入根癌农杆菌LBA4404中,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,经筛选培养获得烟草植株。抗性植株经GUS染色和PCR检测为阳性,初步表明乙肝表面抗原基因在烟草中得到表达。     

绿色荧光蛋白基因TuMv病毒表达载体的构建

本研究通过设计引物进行PCR扩增得到绿色荧光蛋白GFP基因,将PCR产物酶切以后与芜菁花叶病毒表达载体相连,得到的阳性克隆通过多对引物组合进行PCR验证及序列测定,说明GFP基因已经连接到该病毒表达载体中,而且没有发生碱基误配及错配。该GFP表达载体的构建为进一步利用TuMv的全长cDNA侵染性克隆进行外源基因的转化奠定了基础。     

AtNHX1基因对草木樨状黄芪的转化和耐盐性表达研究

应用RT-PCR技术从100mmol/LNaCl胁迫处理的拟南芥幼中克隆得到编码液泡膜Na /H 逆向转运蛋白的AtNHX1基因cDNA 编码ORF.并在该ORF上游分别插入CaMV 35启动子和TMV RNA5'UTR的Ω片段,而在下游插入NOS polyA构建真核表达盒,进而将该表达盒插入双元植物表达栽体pNT质粒的T-DNA区构建了携带AtNHX1 基因的植物表达载体质粒pNT-AtNHX1.将pNT-AtNHX1 导入农杆菌LBA4404,用农杆菌介导法将AtNHX1 基因导入豆科牧草草木樨状黄芪中,共获得103株Kan抗性再生植株.通过对农杆菌茵液浓度、侵染时间和乙酰丁香酮浓度等影响转化效率的因素进行优化,初步建立了稳定的草木樨状黄芪农杆菌转化体系.经过PCR检测、Southern杂交和RT-PCR检测表明,AtNHX1 基因已被成功整合到草木樨状黄芪基因组中,并且能够正常转录.野生型和转基因株系诱发的愈伤组织进行耐盐生长实验,结果显示相同盐胁迫条件下,转基因愈伤组织的相对生长率显著高于野生型愈伤组织.施加梯度NaCl胁迫后,植株叶片K ,Na 含量和叶片相对电导率测定结果显示,转基因植物叶片比野生型积累更多的Na 和K ,维持较高的K /Na ;转基因株系叶片相对电导率显著低于野生型.上述结果表明,AtNHX1 基因的导入和表达在提高草木樨状黄芪耐盐性的同时减轻了盐胁迫对植物细胞膜的伤害.关键词: AtNHX1 草木樨状黄芪农杆菌遗传转化耐盐性.     

植物microRNA功能瞬时验证体系的建立

目的:建立植物microRNA(miRNA)功能的瞬时活体验证体系,并检验该体系的有效性。方法:选用双元表达载体pCAMBIA1200,并插入烟草花叶病毒双35S启动子,以驱动目标miRNA超表达;选用双元表达载体pFGC5941的绿色荧光蛋白(GFP)改造载体用于潜在的靶基因与GFP融合蛋白的超表达,以转入这2种载体的农杆菌侵染烟草叶片,观察GFP融合蛋白的荧光,作为验证miRNA对其潜在靶基因调控作用的瞬时验证体系。选取拟南芥已知功能的miR393及其靶基因AFB3,分别构建pCAMBIA1200-35S-miR393和pFGC5941-GFP-AFB3载体,利用农杆菌注射烟草叶片进行2个载体共转化,并以pFGC5941-GFP-AFB3单转化作为对照,激光共聚焦显微镜下观察融合蛋白的表达。结果:只将AFB3导入烟草表皮细胞,可观察到绿色荧光;而将miR393与AFB3同时导入烟草表皮细胞后,未能观察到绿色荧光。表明miR393抑制了AFB3的表达。结论:本瞬时表达体系可作为植物miRNA功能的活体瞬时验证体系,为miRNA调控靶基因表达功能提供简单、快速、有效的证据。     

农杆菌介导5种中草药叶片瞬时表达的研究

农杆菌介导的瞬时基因表达因其操作简单、可重复性高和实验成本低而成为研究基因功能、生产活性蛋白的有效方法。该研究以非病毒型(载体Ⅰ)和病毒型二元载体(载体Ⅱ)及两种农杆菌(EHA105、LBA4404)为介导,通过叶片渗透法在5种中草药(甘草、黄芩、黄芪、大黄、板蓝根)叶片中进行报告基因GFP的瞬时表达,并对影响表达的因素进行分析,以明确中药材中适宜瞬时表达技术应用的物种材料。结果显示:(1)农杆菌在5种中草药叶片中的瞬时转化效率受到载体、菌株和植物物种类型的影响。(2)在所选的5种中草药植物中,与无转化载体的菌株相比,当农杆菌重悬液OD_(600)为0.8、叶片侵染5～7 d时,含非病毒型二元载体的EHA105菌株在甘草叶片中荧光强度最高,大黄次之;含病毒型二元载体的LBA4404菌株在黄芩叶片中GFP荧光表达量最高;含不同载体的不同菌液侵染的甘草、黄芪叶片仅有注射孔处检测出荧光或几乎无荧光蛋白表达,即未向四周扩散表达;在板蓝根叶片中检测出弱荧光或无荧光强度。研究表明,甘草和黄芩植物叶片可作为农杆菌介导基因瞬时表达的材料。     

植物microRNA功能瞬时验证体系的建立简

目的：建立植物microRNA（miRNA）功能的瞬时活体验证体系,并检验该体系的有效性。方法：选用双元表达载体pcAMBIA1200,并插入烟草花叶病毒双35s启动子,以驱动目标miRNA超表达;选用双元表达载体pFGC5941的绿色荧光蛋白（GFP）改造载体用于潜在的靶基因与GFP融合蛋白的超表达,以转入这2种载体的农杆菌侵染烟草叶片,观察GFP融合蛋白的荧光,作为验证miRNA对其潜在靶基因调控作用的瞬时验证体系。选取拟南芥已知功能的miR393及其靶基因A船3,分别构建pcAMBIA1200-35s-miR393和pFGc5941-GFP-AFB3载体,利用农杆菌注射烟草叶片进行2个载体共转化,并以pFGC5941-GFP-AFB3单转化作为对照,激光共聚焦显微镜下观察融合蛋白的表达。结果：只将A朋3导入烟草表皮细胞,可观察到绿色荧光;而将miR393与A期3同时导入烟草表皮细胞后,未能观察到绿色荧光。表明miR393抑制了A朋3的表达。结论：本瞬时表达体系可作为植物miRNA功能的活体瞬时验证体系,为miRNA调控靶基因表达功能提供简单、快速、有效的证据。     

植物中指导RNA偶联转录调控因子抑制基因表达研究

本研究建立了一种简单、精确和高效的新型抑制植物基因表达的技术体系。将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)、指导RNA(guide RNA,g RNA)和编码转录抑制因子与噬菌体外壳融合蛋白的三种基因构建到植物表达载体中。利用农杆菌介导的植物瞬时表达技术侵染本氏烟草。研究显示gfp基因在烟草叶片中的表达受到显著抑制,抑制率达到36.2%。此系统可运用于对其他基因进行基因调控,由于只需要改变g RNA,而其他组成原件保持不变,因此该技术具有操作简单及广泛的适应性等特点。为在植物基因组中精确抑制基因表达提供了有效的工具。     

烟草花叶病毒外壳蛋白嵌合基因的重组(简报)

烟草花叶病在云南烟区普遍流行。通过ELISA和RNA斑点杂交法,我们已证明云南烟区烟草花叶病毒外壳蛋白和已知RNA序列的普通烟草花叶病毒OM株同源。我们拟根据交叉保护原理,通过植物基因工程手段来培育抗烟草花叶病的烟草新品种。为此,对OM株外壳蛋白基因进行了下述重组工作。 首先,我们对OM株外壳蛋白基因工作,得到C-DNA株pCK501。然后,切取其中带外壳蛋白基因的667bp Hinf Ⅰ片段,导入带花椰菜花叶病毒35S启动子和3′未端质粒pDH51的聚核苷酸接头中,组成带烟草花叶病毒外壳蛋白基因的嵌合基因的重组质粒pCK401。又把整个嵌合基因导入pGV1103 neo,和嵌合的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPTⅡ)基因及新霉素磷酸转移酶Ⅰ(NPT Ⅰ)基因相连接,组成中间载体pCK403。最后在大肠杆菌GJ23帮助下,把pCK403导入土壤杆菌,和土壤杆菌中原有的去了致瘤基因的Ti载体pGV3850的T-DNA区pBR322片段进行同源重组,把嵌合基因导入Ti质粒的T-DNA区,得到pACK403。