昆虫特异性神经毒素基因tox34的合成及转基因烟草的获得

对来自虱状蒲螨（Pyemotestritici）的昆虫特异性神经毒素基因tox34编码成熟蛋白部分的762bp片段,依据植物的偏爱密码子进行了序列改造。将改造后的基因插入细菌表达载体pBV221,经热诱导处理后细菌总蛋白在SDS-PAGE上特异条带的表观分子量为32～33kD。将tox34基因插入植物高效表达载体后以根癌土壤杆菌（Agrobacteriumtumefaciens（SmithetTownsend）Conn）介导的方法导入烟草（NicotianatabacumL．cv．SR1）,并获得了转基因烟草植株。经PCRSouthem杂交结果证实,完整的毒素基因已整合入烟草基因组。转基因幼苗根部的组织化学检测GUS显示阳性。再生植株叶片的棉铃虫（HeliothisarmigevaHubner）饲喂实验显示对低龄幼虫有很好的毒杀作用。     

尼虫特异性神经毒素基因tox34的合成及转基因烟草的获得中

对来自虱状蒲螨（Ｐｙｅｍｏｔｅｓ ｔｒｉｔｉｃｉ）的昆虫特异性神经毒素基因ｔｏｘ３４编码成熟蛋白部分的７６２ｂｐ片段，依据植物的偏爱密友子进行了序列改造。将改造后的基因插入细菌表达载体ｐＢＶ２２１，经热诱导处理后细菌总蛋白在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上特异条带的表现分子量为３２～３３ｋＤ。将ｔａｘ３４基因插入植物高效表达载体后以根吕土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅ     

表达昆虫特异性神经麻痹毒素AaIT的杀虫杆状病毒的构建

根据杆状病毒核多角体基因及植物基因的密码子选择偏向、G+C含量和密码子第三位碱基的G+C含量,同时综合在真核系统中影响基因转录、翻译及影响mRNA稳定性等因素,在不改变所编码的氨基酸序列的基础上,设计并人工合成了昆虫特异性神经蝎毒素AaIT基因。合成的AaIT基因与合成的gp67信号肽DNA序列正确融合后通过杆状病毒转移载体pSXIV VI⁺X3体内重组到粉纹夜蛾多角体病毒(Trichoplusia ni nuclear polyhedrosis virus,TnNPV)上,得到重组病毒TnNPV-AaIT。经Southern blotting验证了AaIT基因整合在TnNPV基因组中,SDS-PAGE证明AaIT基因在重组病毒中的表达。通过用重组病毒口服感染供试昆虫,证明了含AaIT基因的重组病毒能显著缩短杆状病毒的杀虫时间,提高杀虫效率。这是迄今为止我国构建的第一株具有实用价值和应用前景的基因工程病毒。     

异戊烯基转移酶基因在转基因烟草中的特异性表达

来自农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａｃｉｅｎｓ）的细胞分裂素生物合成基因——异戊烯基转移酶基因（ｉｐｔ）与矮牵牛（Ｐｅｔｕｎｉａ ｈｙｂｒｉｄａ Ｖｉｌｍ ．）中的磷酸核酮糖羧化酶小亚基启动子（ＳＳＵ）融合后转入烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）。在转基因烟草中研究了这种嵌合基因的特异性表达,并且测定了内源细胞分裂素水平的变化。结果表明,矮牵牛的ＳＳＵ 启动子能够特异性地控制ｉｐｔ基因在烟草中的表达     

转基因烟草中Bt毒蛋白基因的表达行为

构建了高效植物表达载体ｐＢｉｎＭｏＢｃ,该载体携带超强表达复合启动子ＯＭ及Ω因子控制下的ＣｒｙＩＡ（ｃ）基因。采用根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｕｍ ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的方法转化烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）,ＥＬＩＳＡ检测表明,大多数转基因烟草中ＣｒｙＩＡ（ｃ）基因表达量均超过０．１％,最高可达０．２５５％;转基因烟草     

两种凝集素基因在转基因烟草中表达的研究

构建了含尾穗苋凝集素基因(ACA)的cDNA序列和改造后的雪花莲凝集素基因(GNA)的植物表达载体pBACG。在此表达载体中,ACA和GNA基因的表达分别由35S启动子和CoYMV启动子控制。通过农杆菌介导,将ACA和GNA基因转化到烟草中,经卡那霉素筛选获得60株转化再生植株。对PCR检测呈阳性的50株植株进行接蚜虫实验,结果表明,其平均抑虫率达83．9％。Southern blotting分析表明,ACA和GNA基因都已整合到烟草基因组中。Western blotting结果显示这两个基因在不同植株中都可表达其相应的蛋白质,但表达水平不同。部分Western blotting分析呈阳性植株的抗蚜性与T0代相近,达85．3％,说明这两个基因的抗蚜功能可以稳定遗传。     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

用酶切方法从「ｐＢＳ－ＢｍＫ ＩＴ４质粒中获得ＢｍＫ ＩＴ４基因片段,并构建ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子下的ＢｍＫ ＩＴ４基因表达质粒ｐＥ３－ＢｍＫ ＩＴ４,以根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｒｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的叶盘法转化云烟（Ｎｉｃｏ－ｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）Ｋ３２６叶片,获得４５株抗卡那霉素的再生植株。用这些再生植株进行抗虫     

高效Bt抗虫基因表达结构的构建及其在转基因烟草中表达行为的研究

构建了高效植物表达载体pBinMoBc,其携带有超强表达复合启动子OM及Ω因子控制下的CryIA?基因,作为对照,本实验构建了含有CaMV35S启动子控制下的CryIA?基因的植物表达载体pBinoBc。分别使用两个植物表达载体转化烟草,ELISA检测表明,在pBinMoBc转基因烟草中CryIA?基因的平均表达水平是pBinoBc的2.44倍,最高可达可溶蛋白的0.255%。抗虫检测结果表明,pBinMoBc转基因烟草与pBinoBc转基因烟草相比,具有更强的抗棉铃虫效果。上述结果表明,OM启动子比CaMV 35S启动子更具有实际应用价值,此结果在植物抗虫基因工程研究中具有重要意义。     

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DNA Southern blot\,Slot blot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Western blot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60%的植株上的棉铃虫在5天内死亡率达到100%,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50%～60%的蚜口密度,有的高达80%以上。以上结果表明利用这两个改造过的抗虫基因可以获得既抗虫又耐蚜的转双抗虫转基因植物。     

雪花莲凝集素基因（gna）的改造及其抗蚜性

用定点突变方法对编码雪花莲凝集素（Galanthus nivalis agglutinin,GNA)前体蛋白的DNA序列进行了改造和转基因烟草9Nicotana tabacum L.）抗蚜性的研究。结果表明,将GNA编码序列中含有的稀有密码子改造后,GNA的表达水平从占总可溶性蛋白的0.17％增加到0.25％,转基因烟草的抗蚜性也随之增强,从平均抑制桃蚜（Myzus per-sicae(Sulzer））虫口密度63.7％显地提高到71.0％。     

表达尾穗苋凝集素基因的转基因烟草对桃蚜(Myzus persicae)繁殖的影响

为研究尾穗苋凝集素(ACA)在植物中可能的抗虫作用,通过RH-PCR克隆了ACA cDNA并通过RACE分析证实了cDNA序列的正确性.构建了ACA基因的韧皮部特异表达载体pBCACAc并通过根癌杜菌介导转化了烟草(Nicotiana tabacum L.).PCR和Southern blot分析结果证明,ACA基因已经整合到转化再生植物的基因组中,其插入插贝数1~4个不等.对转基因烟草叶片蛋白时行行免疫反应的结果表明,ACA基因已被转录和翻译.用桃蚜(Myzuspersicae Sulzer)对转基因烟草离体叶片进行了的接虫试验结果表明,测试过的78%的烟草对桃蚜口密度增长的平均抑制率在75%以上,在抗性植株上观察到有桃蚜若虫死亡的现象.以上结果表明,ACA基因是一个有效的抗蚜基因,在作物抗蚜分子育种具有应具应用价值.     

表达尾穗苋凝集素基因的转基因烟草对桃蚜(Myzus persicae)繁殖的影响(英文)

To investigate the possible function of the agglutinin from Amaranthus caudatus L. (ACA) in plant defending against insect pests, ACA cDNA was cloned by RT-PCR and the 5‘ and 3‘ sequences were confirmed by rapid amplification of cDNA ends (RACE). The phloem-specific expression vector of ACA gene, pBCACAc, was constructed based on the plant binary vector pBC438 and transfered into tobacco plants via Agrobacterium-mediated transformation method. Results from PCR and Southern blotting analysis showed that AOA gene was integrated into the genomes of transformed plants and the transgene integration varied from one to four estimated copies per genome. Western blotting analysis indicated that ACA gene was transcribed and translated in the transgenic plants. The bioassay of Myzus persicae Sulzer on detached leaves demonstrated that the 78% transgenic tobacco plants displayed an average aphid-resistant rate of more than 75%. Some apterous progeny of M. persicae were found dead on the resistant plants. These results indicate that ACA gene should be an effective aphid-resistant gene and could be valuable for application in crop breeding for aphid resistance.     

植物来源抗虫基因的研究进展

植物抗虫基因工程为农林业生产中的害虫防治提供了新的途径,随着研究的不断深入,已经获得了很多抗虫基因。本文综述了目前源于植物的抗虫基因的种类,归纳了研究较多的抗虫基因的作用机制及其在转基因植物中的应用,提出了植物抗虫基因在虫害防治中面临的问题及相应的解决策略,展望了植物抗虫基因工程研究发展的方向和前景。     

Transgenic Brassica campestris Plants Expressing the gfp Gene

A protocol has been worked out for efficient regeneration and genetic transformation of summer rape (Brassica campestris L. var. oleifera). Cotyledons of the 5-day-old seedlings were transformed with Agrobacterium tumifaciens strain AGL cells comprising a binary vector with a selectable neomycin phosphotransferase II gene and a reporter gene encoding green fluorescent protein (GFP). Explants were cultured on a regeneration MS medium supplemented with ABA, and transformants were selected on the same medium (minus ABA and plus 70 mM AgNO₃ and 15 mg/l kanamycin). The frequency of shoot regeneration on explant petioles was 30–40%. Transgenic plants were identified by GFP fluorescence and by polymerase chain reaction and Western blotting analysis. The transformation efficiency was as high as 75% of the total number of regenerated shoots.     

转雪花莲外源凝集素基因烟草对桃蚜的抑制作用

将编码雪花莲外源凝集素成熟蛋白的cDNA GNA12和其前体蛋白cDNA GNA34插入到二元载体pBin438的双倍增强子CaMV 35S启动子或二元载体pBcop1的CoYMV启动子下游,分别构建成植物表达载体pBGna12、pBGna34\,pBCGna12和pBCGna34。土壤农杆菌介导的转化再生植株的PCR和Southern blot分析表明,GNA基因已整合到烟草DNA中。Western blot分析发现pBGna34和pBCGna34的转基因植株能有效地表达外源GNA,表达量约占可溶性总蛋白的0.08%～0.15%,并且前体蛋白基因编码的蛋白在植物体内进行了正确的加工;而pBGna12和pBCGna12的植株几乎检测不到外源GNA的表达。有效表达外源GNA的pBGna34和pBCGna34的转基因植株具有较强的抗蚜活性,平均能够抑制桃蚜(Myzus persicae)45%～６０％蚜口密度,有的高达90%以上。在转基因烟草中含双倍增强子的CaMV 35S启动子与韧皮部特异表达的CoYMV启动子介导GNA基因表达具有相似的强度,但它们的抗蚜活性存在差异。     

Transgenic Tobacco Plants Low in Phytochrome A Content

Tobacco (Nicotiana tabacum) plants were transformed with a construct encoding phytochrome A (PHYA) antisense RNA. The construct inserted into the tobacco genome contained squash PHYA cDNA in an antisense orientation under the cauliflower mosaic virus 35S promoter providing for gene expression in higher plant tissues. Using immunoblot analysis and Z3-B1 antibodies against PHYA, the authors demonstrated that the PHYA content of the transgenic plants was lower than that of the wild-type plants. The studies of PHYA-dependent inhibition of hypocotyl elongation by high-intensity far-red light showed a considerable decrease in light sensitivity of the transgenic hypocotyl characteristic for aphyAmutation.     

转Cry1Ac活性杀虫蛋白及慈菇蛋白酶抑制剂B基因的棉花

根据植物基因的结构特征,合成了CrylAc活性杀虫蛋白的编码序列并与内质网定位肽编码序列组成嵌合杀虫蛋白基因Bt29K.构建了含Bt29K基因及慈菇蛋白酶抑制剂B(API-B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体.通过根癌土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens(Smith et Townsend)Conn LBA4404)介导转化了棉花(Gossypium hirsu-tun L.)的两个生产品种(系).根据抗棉铃虫(Heliothis armigera)试验及农艺性状的观察调查结果,经6代筛选,获得了抗棉铃虫90.0%～99.7%且农艺性状优良的9个双价抗虫棉纯合品系.分子生物学分析结果表明,两个抗虫基因在棉花基因组中的插入拷贝数为1个或2个.活性Cry1Ac和API-B蛋白在转基因抗虫棉株系中的表达量分别约占总可溶性蛋白的0.17%和0.09%.对双抗纯合系植株及仅转Bt基因的棉花纯合系抗虫性检测结果表明前者的抗虫性明显高于后者,因此推断本研究采用的双抗虫基因表达载体构建策略是合理的.