γ-维生素E甲基转移酶基因转化花生研究

采用携带γ-TMT和bar基因表达载体pGBVE的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌株GV3101对花生栽培品种鲁花11和丰花2号的成熟胚小叶片及胚生长点进行遗传转化。受体基因型及外植体类型对转化效率影响很大，以鲁花11胚生长点的转化率最高。试验获得14株PPT抗性苗，经PCR检测证明，γ-TMT基因已整合在花生基因组中。     

甘蓝型油菜BnKNAT2基因克隆和功能分析

为分析甘蓝型油菜中调控分生组织细胞特异分化的KNOX基因家族成员KNAT2,从品种中双11号中分离克隆了BnKNAT2基因,ORF长984bp,由5个外显子组成,该基因编码327个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白质包含有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN结构域,属I类KNOX蛋白。甘蓝型油菜中BnKNAT2存在4个拷贝,在主花序（原基）、授粉后7d的角果和茎中活跃表达。利用35S启动子构建了BnKNAT2的超表达载体（pD1301SBnKNAT2）转化拟南芥野生型Col-0。21个转基因株系（T2）的叶片呈现不同程度卷曲、蜷缩以及波纹状叶缘。另外,BnKNAT2转基因株系开花期相比野生型明显推迟。     

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。     

甘蓝型油菜Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）基因的克隆与表达分析

为改良甘蓝型油菜菜籽油脂肪酸的组分,根据拟南芥Δ9硬脂酰ACP脱氢酶（SAD）核酸序列特征,检索白菜全基因组SAD基因和cDNA的可能序列,通过同源序列法克隆获得6个甘蓝型油菜SAD基因。比对结果显示,这6个基因编码的氨基酸序列同源性达53.2%~96.3%。系统进化分析显示,甘蓝型油菜SAD基因与蓖麻、大豆、芝麻、向日葵等6个油料作物SAD基因的序列相似性很高,甘蓝型油菜与这些高等植物的SAD基因在进化上具有较高的保守性。对4个甘蓝型油菜SAD基因BnSAD1∶1、BnSAD2∶1、BnSAD2∶2和BnSAD2∶3进行了表达模式分析,发现它们在种子发育过程中表达,并且都在40d的种子中表达量达到最高值,推测这4个基因均参与了硬脂酰ACP（C18∶0-ACP）脱氢生成油酰基ACP（Δ9C18∶1-ACP）的过程,尤其是BnSAD2∶3可能为种子特异表达基因。     

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。     

大豆24kDa油体蛋白与人bFGF融合基因转化拟南芥的研究

为探索大豆油体蛋白与人bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）蛋白在植物油体中融合表达的可行性,以大豆总DNA为模板,通过PCR扩增得到大豆油体蛋白基因（Ddoil）及启动子（Ddprm）,构建Ddprm启动的Ddoil基因与植物偏好密码子改造的bFGF基因融合表达载体p1390Ddprm-Ddoil-bFGF,花侵染法转化拟南芥,对T2拟南芥抗性植株基因组进行PCR检测,对种子总蛋白进行SDS-PAGE分析、Western blot检测、ELISA检测及细胞活性测定,为bFGF在其他油料作物的油体系统的表达提供参考。     

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因果实特异表达载体的构建

八氢番茄红素脱氢酶(Pds)是番茄红素合成的关键酶,本研究通过PCR 法获取pds 基因和E8 启动子序列,将目的基因和E8 启动子序列构建到植物表达载体pMD1 中,构建了含果实特异表达启动子的pds 基因的植物表达载体。并采用PCR、限制性内切酶酶切和序列测定分析法,对重组质粒进行鉴定。结果表明：番茄果实特异性表达pds 的重组质粒构建成功;通过农杆菌直接转化技术将其成功转入转化农杆菌LBA4404、EHA105 中,为下一步pds 在番茄果实中特异表达奠定了基础。     

生物转化法生产茶氨酸的重组大肠杆菌的构建

为构建生物转化法生产茶氨酸的基因工程菌，作者分析了影响大肠杆菌高效表达γ-谷氨酰基转肽酶的几个主要因素．将大肠杆菌JM109的ggt基因接入两种不同的质粒中后，转化大肠杆菌JM109，并在一定的条件下进行表达．通过对比E．coli JM109和转化子的γ-谷氨酰基转肽酶表达活性的不同，探讨了ggt基因的拷贝数、启动子的强弱等几个因素对γ-谷氨酰基转肽酶高效表达的影响．实验表明，将含有自身信号肽和启动子的E．coli JM109的ggt基因接入高拷贝的质粒pUC18中，仅提高ggt基因的拷贝数不能增加γ-谷氨酰基转肽酶的表达量．将含有自身信号肽但不含有自身启动子的E．coli JM109的ggt基因接入具有tac启动子的表达载体pEtac中，发现在强启动子tac的控制下，γ-谷氨酰基转肽酶的表达量提高至出发菌株的2．3倍．将构建的工程菌用于生物转化法生成茶氨酸，底物转化率相应地提高至出发菌株的1．7倍．     

水稻种子中特异表达IPT基因植物载体的构建

以水稻品种9311为材料,PCR扩增种子中特异表达的PG—5α基因启动子,并将此启动子与pCAMBIA 1300相连接,成功地构建了pCAMBIA1300-pPG5α-IPT-Nos植物表达载体,为改善水稻品质,提高水稻产量奠定基础。     

玉米谷氨酰胺转胺酶基因的克隆及原核表达

从玉米嫩叶中提取总RNA,通过RT-PCR的方法扩增出玉米谷氨酰胺转胺酶(TGase)全长基因,回收目的片段并测序,该基因编码区全长1605bp,编码535个氨基酸残基,分子量为60.9kD,与GenBank(登录号：AJ421525)上已发表的序列同源性为100%。按正确的阅读框架将玉米TGase基因片段定向克隆到表达载体pET-28a上,将重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株,1mmol/L IPTG诱导融合蛋白表达,经凝胶分析软件测得蛋白表达量约占总蛋白的15%,以His-Tag抗体作为一抗,采用Western-blot方法检测目的蛋白,结果证明所表达的特异蛋白是带有His-Tag的重组融合蛋白,利用Ni2+-NTA琼脂糖树脂亲和层析柱纯化目的蛋白,SDS-PAGE鉴定为单一条带,测得纯化后的TGase酶活力达到16U/mg。     

芝麻主要过敏原油质蛋白的基因克隆和原核表达

为克隆黑、白芝麻主要过敏原油质蛋白Oleosins的基因并在原核细胞中对其进行表达,本研究分别提取黑、白芝麻的总RNA,逆转录合成cDNA,根据序列设计简并引物,扩增芝麻主要过敏原油质蛋白Oleosins基因的完整开放阅读框,并与pET-28a载体连接,测序鉴定后转化大肠杆菌E.coliBL21（DE3）及用IPTG诱导表达。结果表明克隆获得黑、白芝麻主要过敏原油质蛋白Oleosins的全长基因约为438bp的开放阅读框（包括终止密码子）,编码145个氨基酸。所编码的蛋白相对分子质量约为15.5kDa,为小分子量蛋白,等电点为5.18,与理论值相符。序列同源性分析发现其与数据库中已知的黑、白芝麻油质蛋白Oleosins基因同源性很高（GenBank黑、白芝麻油质蛋白基因登录号分别为EU999158和EU999159）,并在DE3中高效表达。     

黑曲霉木聚糖酶（xynZF-2）基因克隆、表达及酶学性质分析

利用RT-PCR技术从黑曲霉（Aspergillusniger）XZ-3S中成功克隆出木聚糖酶基因（xynZF-2）的cDNA序列（Genbank登录号为：JQ700382）。该基因核苷酸序列阅读框全长678bp,编码225个氨基酸,其中成熟肽为107个氨基酸。以重组质粒pUCm-T—xynZF-2为模板,扩增得到编码xynZF－2成熟肽的cDNA片段（624bp）。将其与表达载体pET－28a连接,构建重组表达载体pET－28a—xynZF－2,并转化大肠杆菌（Escherichiacoh）BL21（DE3）,获得重组工程菌BL21／xynZF-2。经IPTG诱导表达,木聚糖酶的的比酶活最高可达42．33U／mg。重组表达的木聚糖酶最适反应温度为40℃,最适反应pH为5．0,在碱性条件下具有良好的稳定性。Fe^3＋对酶的激活作用最为明显。     

过量表达棉花GDSL脂肪酶提高甘蓝型油菜油脂含量的研究

GDSL脂肪酶作为一种脂质水解酶具有广泛的底物特异性,在植物的油脂代谢、生长发育等众多生理过程中发挥着重要作用。利用RT-PCR技术从发育的陆地棉种子中克隆得到棉花的GDSL脂肪酶基因的cDNA,该基因开放读码框为1 068 bp,编码含有356个氨基酸的蛋白质。对棉花种子发育不同时期进行半定量PCR分析的结果表明,在种子发育15~20 d时,GhGLIP基因的表达量较高。将该基因构建到真核表达载体pCAMBIA2300中,转入农杆菌GV3101后转化甘蓝型油菜野油19,通过筛选和鉴定获得转基因阳性油菜株系。转基因油菜的GDSL脂肪酶活力获得了显著提高,转基因油菜种子的油脂含量比野生型油菜提高了8.68%,提高比率为24.3%。     

RNAi干扰油菜△^12-脂肪酸脱饱和酶基因的表达效果

为进一步研究RNM介导的△^12-脂肪酸脱饱和酶（FAD2）干扰基因对油菜内源以砚基因表达的影响,以油菜肌动蛋白（β-Actin）基因为内参照基因,提取转基因油菜幼嫩种子总RNA,通过半定量RT-PCR检测内源FAD2基因的相对表达量。结果表明,T1,T3代转基因种子中FAD2基因的相对表达量与对照相比明显降低。对T3代种子的油酸含量的分析表明,转基因油菜种子中油酸的含量比野生型增加了13．90到32．20个百分点,直接说明RNAi干扰体下调了FAD2基因的表达。因此,种子内源表达的FAD2基因被RNAi干扰体有效沉默,并且产生了能够稳定遗传两代的表型变化。     

甘蓝型油菜BnPexl6p基因cDNA的克隆与表达

利用模式植物拟南芥AtPexl6p／SSEl基因序列与油菜数据库BBSRCBrassicaDB比对,得到甘蓝型油菜（Brassica napus）同源EST序列,拼接出油菜Pexl6p基因全长eDNA电子克隆,然后设计全长引物,以甘蓝型油菜种子eDNA为模板,克隆Rexl6p基因,得到全长为1101bp的eDNA,编码366个氨基酸的蛋白,命名为BnPexl6p。Bn-Pexl6p基因序列与拟南芥AtPexl6p／SSE1同源,其蛋白与拟南芥同源蛋白具有完全相同的vrs2型过氧化物酶体定位肽,进化关系相近。半定量PCR（RT—PCR）发现BnPexl印基因在油菜幼嫩的根、茎、叶和种子中均有高丰度表达,在种子发育过程的中期和后期表达水平增加,暗示该基因在油脂的积累中有重要作用。     

应用体外重组PCR技术构建Ppdc-ldh融合基因

利用重组PCR技术连接分别从干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）ATCC334中扩增的乳酸脱氢酶基因（ldh）和运动发酵单胞菌（Zymomonas mobilis）CP4中扩增的丙酮酸脱羧酶基因启动子（Pp出）片段,构建了Ppdc-ldh融合基因。并将其克隆到pMD19-T载体上,再转化到大肠杆菌DH5α中,得到阳性克隆质粒pT—Ppdc—ldh。序列分析表明该克隆具有正确的基因序列和阅读框,具有起始密码子GTG和终止密码子TAA,启动子的-35区和-10区序列与起始密码子之间的距离没有改变,可以插入到原核表达载体中进行表达。     

绿色木霉纤维二糖水解酶基因的克隆及其在乳酸菌中的表达与鉴定

采用乳酸菌表达系统进行绿色木霉纤维二糖水解酶基因cbhⅡ 的表达研究。参照GenBank上发表的绿色木霉（Trichoderma viride）cbhⅡ 基因（GenBank登录号：M55080）设计引物并通过聚合酶链式反应克隆获得其cDNA序列长1 441 bp。为了达到表达分泌该酶的目的,在其基因上游序列前添加了大小为80 bp的信号肽序列。进一步通过生物信息学方法将密码子按照乳酸菌的偏好性进行了优化,通过全基因合成获得了优化后的cbhⅡ 基因。将该基因与穿梭表达载体pMG36e连接, 构建原核表达载体pMG36e-S-cbhⅡ ;利用电转化方法将其转入乳酸乳球菌NZ3900感受态细胞中构建重组乳酸菌,纯化的重组菌蛋白通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,得到一条约为53 kD的目的蛋白条带,与预期大小相符;利用3,5-二硝基水杨酸法测定培养基上清液中水解纤维素酶的活力达到16.7 U/mL,菌体裂解液上清液和菌体沉淀几乎没有酶活力。结果表明,纤维二糖水解酶基因信号肽序列被乳酸乳球菌正确识别,并成功实现了胞外表达。     

Pichia stipitis木糖醇脱氢酶基因XYL2在酿酒酵母中的表达

通过PCR方法克隆得到树干毕赤氏酵母木糖醇脱氢酶(XDH)基因XYL2.将该基因连入酵母表达载体pYX212的强启动子磷酸丙糖异构酶(TPI)启动子下,得到融合表达载体pYX-XYL2.通过电转化方法将pYX-XYL2转入酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae W303-1A中,酶活测定表明在酿酒酵母中树干毕赤氏酵母木糖醇脱氢酶基因XYL2得到活性表达,酿酒酵母转化子粗酶液中木糖醇脱氢酶比活为每毫克蛋白0.6 U左右,约为供体菌的2.4倍.与基因供体菌不同,木糖醇脱氢酶基因在酿酒酵母中表达不需木糖诱导,为组成型表达.     

VEGF基因油体表达系统构建及对拟南芥的遗传转化

为研究油体系统在植物中表达外源蛋白的优势,以油菜总DNA 为模板,通过PCR 得到油菜油体(Ycoil)及启动子序列(Ycprm)。同时,将多对合成的寡核苷酸链,通过PCR 方法拼接得到血管内皮生长因子全长基因(VEGF)。以此为基础,构建Ycoil、Ycprm、VEGF 融合表达载体p1390Ycprm-Ycoil-VEGF。将重组质粒转入农杆 菌GV3101,并用花浸染法对拟南芥进行浸染。在含潮霉素(20mg/L)的1/2MS 培养基上筛选转基因拟南芥种子(T0),获得了T1 代抗性植株,通过PCR 检测、SDS-PAGE 检测和Western blotting 检测,结果表明油菜油体及血管内皮生长因子的融合基因已经转入拟南芥中,并成功得到表达,转化率约为0.1%。