抗病基因KR3在大豆中的转化研究

采用农杆菌介导子叶节转化法将抗性基因KR3导入大豆中,共转化386个外植体,获得转基因生根苗15株,经草丁膦涂抹、Bar试纸条和PCR鉴定,最终获得12株KR3转基因阳性苗,农杆菌介导转化效率3.11%.RT-PCR结果显示转基因植株KR3基因表达量显著高于对照（非转基因植株）;花叶病毒摩擦接种表明,转基因植株对花叶病毒能产生一定抗性,而非转基因植株则明显感病;摩擦接种三周后ELISA检测进一步表明在所检测的12株T1KR3转基因植株中未检测出SMV,而非转基因大豆植株SMV检出率为75%.研究结果表明,提高KR3基因的表达可以提高大豆的病毒抗性.     

农杆菌介导的浸花法（Floral—dip）存在的问题及对策

随着植物基因工程研究技术的不断深入,绝大多数具有重要经济意义的农作物品种的遗传转化方法都已建立。1998年Bechtold最早采用真空渗透法将农杆菌菌液转化拟南芥即将开花的植株,得到大量T—DNA插入突变植株,该法将早期植物花穗浸入含农杆菌菌液的液体培养基,真空处理后恢复常压,使农杆菌菌液渗入到植物组织内部从而达到遗传转化的目的。     

采用农杆菌介导转化法的泡盛曲霉表达载体的构建

为在泡盛曲霉中表达外源基因、克服泡盛曲霉常规转化法效率低下的瓶颈,本研究拟构建采用农杆菌介导转化法的泡盛曲霉表达载体。通过PCR,从糖化酶基因(glaA)高效表达的泡盛曲霉菌株SG1 基因组DNA 扩增获得glaA 2.1 kb 启动子片段(包含信号肽编码序列)及1.1kb 终止子片段,构建了外源基因表达盒。以根瘤农杆菌双元载体pCAMBIA1302 为基础,删除非必需区段及多余限制酶位点,插入上述外源基因表达盒及来自丝状真菌标记载体pAN7-1 的潮霉素抗性标记,构建采用农杆菌介导转化法的泡盛曲霉分泌整合型表达载体pSUAA52am。转化结果表明：采用原生质体法的转化效率为21 个转化子/106 分生孢子,而农杆菌介导法可达1106 个转化子/106 分生孢子,是原生质体法的53 倍。构建载体成功利用glaA 表达盒与农杆菌介导转化法的高效特性,可为利用泡盛曲霉高效表达外源基因奠定基础。     

抗生素对根癌农杆菌的抑菌效果及对烟草叶片分化的影响

研究了卡那霉素和6种头孢霉素(头孢曲松钠、头孢噻肟钠、头孢哌酮钠、头孢唑啉钠,头孢拉定和头孢他啶)对烟草叶片分化及对根癌农杆菌LBA4404和烟草转化植株的抑制效果。结果发现:不同烟草品种对卡那霉素的耐受性差异较大,品种CV为受体材料时,叶分化和茎段根再生的适宜浓度为50 mg/L。品种T12为受体材料时,叶分化的适宜浓度为100 mg/L,而茎段根再生则为200 mg/L;头孢曲松钠和头孢噻肟钠对根癌农杆菌LBA4404的抑制效果好,并可使继代3次(60 d)的烟草转化植株脱菌;不同浓度的6种头孢类抗生素对烟草叶片的分化影响不大。从头孢类抗生素对农杆菌和烟草转化植株的抑制作用、外植体的分化影响来考虑,在用农杆菌LBA4404作为介导菌株时,可选用200 mg/L的头孢曲松钠或头孢噻肟钠来抑菌。      

农杆菌介导转化黑曲霉条件优化及脂肪酶表达

优化了农杆菌介导转化黑曲霉的方法,优化条件包括共培养材料、农杆菌种类、诱导剂浓度、共培养时间、共培养温度以及共培养时农杆菌的菌体浓度。结果表明,农杆菌介导转化黑曲霉的最适条件为107个/mL不萌发的新鲜孢子与OD_(600)培养至0.9～1.0的农杆菌以1∶1的比例混合后,在乙酰丁香酮浓度为200μmol/L的IM平板上,23℃避光培养48 h后进行转膜,转化子个数可达到(60±5)个转化子/10~6个孢子,且阳性率达到90%以上。并且构建了同源黑曲霉脂肪酶的组成型和诱导型启动子表达载体,通过优化后的农杆菌介导转化方法转化至黑曲霉中,利用罗丹明橄榄油平板对产酶转化子进行筛选鉴定,并获得了阳性克隆。     

根癌农杆菌介导水稻香味基因的遗传转化

以日本腈为材料,研究根癌农杆菌介导水稻香味基因的遗传转化。研究结果表明,通过农杆菌介导的方法将水稻香味基因badh2导入了水稻粳稻品种日本腈中,并获得转基因植株。通过PCR检测,初步证明外源基因badh2已整合到日本腈基因组中。     

农杆菌介导的反义LeERF2基因转化番茄

利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘法将LeERF2反义基因导入中蔬四号番茄(Lycopersicon esculentumcv.No.4 Zhongshu)进行遗传转化研究。在卡那霉素选择压力下获得的再生植株,经过PCR、点杂交和Southern杂交鉴定,证实了该反义基因已导入番茄基因组中,共获得了25棵转基因植株,并建立了一个高效的番茄转化体系。Northern杂交结果表明,转反义LeERF2基因番茄果实外果皮LeERF2基因表达水平比野生型番茄低。     

根癌农杆菌介导抗菌肽基因转化大豆的研究

为利用抗菌肽基因培育转基因大豆抗病材料,采用根癌农杆菌介导法将抗菌肽基因和绿色荧光蛋白融合基因转入大豆胚尖外植体。结果表明,60mg/L的卡那霉素可以对转化植株进行有效的筛选;在共培养时添加200μmol/L乙酰丁香酮有利于抗菌肽基因的转化;在生根培养基中不添加卡那霉素更有利于转化苗的成活。目的基因特异的PCR检测和绿色荧光蛋白表达分析,发现抗菌肽基因已转入大豆,并得到表达。     

Green-ripe(Gr)基因植物表达载体的构建及在Micro-Tom番茄中的遗传转化

Green-ripe(Gr)是一种番茄果实成熟突变体,有报道表明番茄中的Gr基因以某种形式参与乙烯信号转导途径,导致番茄果实成熟过程中的乙烯不敏感特性。从番茄果实中克隆Gr基因,成功构建Gr基因的植物表达载体pCAMBIA-1300-Gr,并以Micro-Tom番茄品种为材料,采用农杆菌介导叶盘法转化得到转基因植株,经PCR初步验证为阳性植株,为进一步研究Gr基因的功能奠定了基础。     

菜热休克蛋白基因HSP81.1启动子的克隆与功能验证

本研究从甘蓝型油菜（Brassica napus）基因组中扩增获得热休克蛋白基因启动子,并将其克隆至双元载体pBI121的GUS报告基因上游,构成双元表达载体pBI121 HSP GUS。通过农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法转化烟草后获得转基因植株。对T1转基因植株研究表明,外源基因在42℃处理1h后开始表达,且即使用同样条件诱导,GUS基因的表达率和表达量在不同生长时期也有差异。在第50d左右的苗期,GUS基因的表达率和表达量高,但随植株老化而逐渐下降。研究显示,利用油菜的热休克蛋白启动子可以达到通过温度控制烟草基因表达的目的。     

In planta transformation of kenaf plants (Hibiscus cannabinus var. aokawa No. 3) by Agrobacterium tumefaciens

Kenaf was transformed by inoculation of Agrobacterium tumefaciens onto the meristems of young plants in pots. The transformation was demonstrated by three lines of evidence: a phenotypic inheritance from T(0) to T(1) plants, detection of the transgene in both T(0) and T(1) plants, and rescue of plasmids composed of T-DNA of the binary vector and flanking plant genomic DNA from T(1) plants.     

烟草单倍体基因编辑系统的建立

  背景和目的  单倍体材料作为转化受体具有不受同源染色体联会配对影响、转化效率较高、外源基因在后代基因组中稳定性较好、加倍后即可获得纯合转化植株等优点,结合基因编辑CRISPR/Cas9系统,可大大加快烟草品种选育进程。  方法  通过花粉离体培育获得单倍体,利用CRISPR/Cas9系统编辑八氢番茄红素脱氢酶基因位点,产生白化单倍体植株。  结果  （1）经过4℃处理4~6天的实验组,花药愈伤组织形成率最高可达11%;（2）获得转化后单倍体植株120株,其中白化86株（白化率71.67%）,红花大金元51株,其中白化24株（白化率47.06%）。  结论  （1）适当低温处理可提高花药培育单倍体效率;（2）以单倍体为受体的基因编辑效率有所提高。      

水生栖热菌海藻糖合成酶基因的克隆及真核表达

通过基因工程技术合成海藻糖合酶Tres 全基因,插入到毕赤酵母菌表达载体pPICZα中。电转化毕赤酵母菌GS115 后,经Zeocin 抗性筛选阳性菌株。用PCR 和全基因测序鉴定目的基因的表达。通过诱导表达目的蛋白,并以SDS-PAGE 和Western blotting 进行鉴定。成功地构建了pPICZα-Tres 重组质粒,并证明目的基因已整合于毕赤酵母菌的基因组。     

多聚半乳糖醛酸酶(PG)反义基因对加工番茄果实成熟的影响

采用农杆茵(agrobacterium tumefaciens)介导法将多聚半乳糖醛酸酶(PG)反义基因导入新疆加工番茄(lycopersicon esculentum,品种代号98-75)。通过卡那霉素抗性筛选获得10株转化植株,PCR和Southern blot分析表明,其中4株为阳性植株,反义PG基因已整合到这4株加工番茄基因组中。转基因加工番茄的硬度和可溶性固形物含量高于同期对照果实;果实饱满有光泽;此4株转基因番茄果实的PG活性分别为对照番茄果实的83％、88％、63％和46％;脂氧合酶(LOX)活性下降;可溶性果胶含量在同期低于对照。Northem blot分析表明,转基因番茄果实的PG、LOX和LeEXPl基因表达水平下降。研究结果表明,转反义PG基因加工番茄果实成熟软化进程被延缓,果实品质有一定改善。     

Application of microbial genes to recalcitrant biomass utilization and environmental conservation

Recent papers concerning the application of microbial genes to recalcitrant biomass utilization and environmental conservation are reviewed. Microbial genes have been integrated and expressed in plants and microorganisms. When cellulose-degrading enzyme genes are expressed in rice plants, the transgenic plants exhibit swollen cell walls which increases the digestibility of rice straw in the rumen. When genes encoding aromatic compound-degrading enzymes are expressed in plants, it is expected that aromatic compounds contaminating soil would be degraded during the growth of the transgenic plants. The former transgenic plants are utilized as feed and the latter for phytoremediation. Dockerin and cohesin interactions occurring in the cellulase complex, cellulosome, are applied to the construction of artificial enzyme complexes and protein purification by expressing the genes in transformed bacteria and/or silkworms, respectively. In the case of the forced expression of bacterial genes encoding chitinase and/or hydrogenase in the wild-type bacteria, chitin degradation and hydrogen gas production in the transformed bacteria occur at much higher rates than in the wild type.     

人工microRNAs干扰At3A06基因增强了拟南芥对菌核病的敏感性

基于本研究室自主开发的油菜防御cDNA芯片分析结果,油菜基因Bn3A06受菌核病诱导后特异上调表达。序列比对发现,该基因与拟南芥基因At3A06高度同源,后者编码289个氨基酸,功能未知。本研究用花序浸染法将At3A06基因的人工微RNA（amiRNA）干扰载体（该载体包含一个除草剂草胺磷抗性基因）转化拟南芥。经草胺磷筛选获得3株T1代转基因植株,PCR检测均为阳性;荧光定量PCR检测表明,与野生型对照相比,3个转基因植株的At3A06基因的表达量均显著降低;对其T2代进行菌核病抗性鉴定,结果显示转基因株系对菌核病的敏感性均显著增强（P〈0.05）。推测At3A06基因可能参与了植物的防御反应,与植株对核盘菌抗性相关。     

一种新型食品级表达载体pLEB590表达小鼠mCu/ZnSOD的初步研究

采用RT-PCR技术从小鼠肝脏总RNA扩增0.46kb的小鼠铜锌超氧化物歧化酶基因的cDNA序列,首先T-A克隆至大肠杆菌表达质粒pUC19,进行序列测定。再将mCu/ZnSOD cDNA亚克隆至以nisⅠ为食品级选择标记的乳酸乳球菌表达载体pLEB590中,用电穿孔法将重组质粒pLEB590-mCu/ZnSOD转化到乳酸乳球菌MG1614中,经SDS-PAGE和Westernblotting检测,获得了mCu/ZnSOD的组成型表达,并通过SOD酶活测定表明该重组菌表达的mCu/ZnSOD具有较好的生物活性。     

花粉管通道法验证花生Oleosin基因启动子的特异性表达

油体蛋白（Oleosin）是一类覆盖在油体表面且仅在种子中特异表达的低分子质量蛋白,能维护油体的稳定性。本研究利用花生Oleosin基因的启动子替换了pCAMBIA1301的35S启动子,构建了重组表达载体pCAMBIA1301-Oleosin-pro,利用花粉管通道法导入花生。对T0代转基因植株进行了PCR鉴定和GUS组织化学染色,结果显示：50株转基因植株有9株能扩增出目的条带,阳性率为18%,9株阳性转基因植株中有5株的子叶能被GUS染色。对GUS染色成阳性的转基因植株的子叶进行切片观察,结果显示Oleosin基因启动子驱动的GUS基因在油体蛋白中表达。