梨S12-RNase基因启动子植物表达载体的构建及转基因研究
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rd29A基因植物表达载体的构建及四倍体刺槐再生诱导研究不良环境如低温干旱盐渍,是影响农业生产和生态环境的一个非常重要的非生物胁迫因素。
我国是一个水资源紧缺的国家,干旱和半干旱耕地面积占全国总耕地面积的38%;其次,低温冷害是我国南北方农业生产长年发生的灾害;除此之外,我国还有大片的盐渍土壤等待进一步的开发利用。
如何利用这些大面积的土地,提高农作物抗逆性是生物科学的一个重要研究课题。
四倍体刺槐( Robinia pseudoacacia)是荒山造林的先锋树种,在改善环境、平原及山区发展圈养畜牧业以及植树造林等方面都能产生较好生态效益和经济效益。
如能提高抗逆性,对西部大开发建设中退耕还林,改善生态环境,发展圈养畜牧业具有十分重要的意义和广阔的市场前景。
故本文通过四倍体刺槐根、茎、叶建立了一套完整的再生体系,为转基因工程育种提供了可靠的依据。
rd29A基因对干旱、盐碱、寒冷都有抗御功能,因此,本项研究拟进行克隆拟南芥rd29A抗逆基因,构建植物表达载体,为植物抗逆基因转化提供可利用的基因。
转rd29A基因的抗旱,抗盐、耐低温作物新品种的育成必将对提高作物的单位面积产量和扩大种植区域产生积极的推动作用,转rd29A基因的抗非生物逆境林木和草类新品种的育成将为我国的环境保护和美化带来可观的社会和生态效益以及经济效益。
本实验的完成对于植物品种改良具有重要意义,主要从两个方面进行了研究: (1)根据GenBank 中已发表的rd29A 基因的cDNA 序列设计并合成了一对引物,PCR 引物设计时根据后续构建植物表达载体的需要,在上游引物一端加入一个BamHⅠ位点,在下游引物一端加入了Kpnl位点。
通过RT- PCR 的方法从低温处理的拟南芥总RNA中扩增出rd29A基因的全长cDNA 片段。
将其克隆到pMD18-T vector 中。
经测序证明该片段与GenBank 上报道的序列具有100%的同源性。
克隆载体用BamHI 和KpnI 双酶切,获取rd29A基因,将其连接到中间载体pRT101,再以单酶切HindIII 消化,将其目的片断(rd29A 和CaMV35S)与表达载体pCAMBIA3301 在T4 DNA 连接酶的作用下进行连接,构建了由组成型启动子CaMV35S 调控的rd29A 基因的植物表达载体pCAMIADR3301,采用直接转化法将pCAMIADR3301 导入根癌农杆菌菌株LBA4404,为利用rd29A基因改良植物抗逆性奠定了物质基础。
百合AGPase基因RNAi载体构建及遗传转化研究张进忠;孙嘉曼;李朝生;刘挺燕;范燕萍【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2018(031)006【摘要】[目的]AGPase基因可在百合鳞茎膨大发育过程中影响淀粉的合成代谢,从而调控鳞茎发育,构建干扰AGPase基因RNAi载体并遗传转化进行反向下调作用研究,可为该调控机制的研究提供更多信息.[方法]克隆300 bp的AGPase基因保守序列,利用Gateway技术通过BP反应将该序列插入入门载体pDONR221,进行LR反应将该序列正反向插入干扰载体pJawohl8-RNAi中,经过酶切鉴定所构建RNAi载体的正确性;并通过农杆菌介导法转入百合组培苗中,PCR检测RNAi载体转化农杆菌,荧光定量PCR检测农杆菌转化植株的AGPase相对表达量变化.[结果]成功构建pDONR221-AGPase入门克隆与pJawohl8-RNAi-AGPase表达载体,遗传转化百合愈伤诱导出AGPase表达量下调的转化植株.[结论]采用Gateway技术可方便构建RNAi表达载体,选择的AGPase保守序列能作为干扰片段对百合AGPase自身转录的mRNA进行下调.【总页数】7页(P1097-1103)【作者】张进忠;孙嘉曼;李朝生;刘挺燕;范燕萍【作者单位】华南农业大学林学与风景园林学院,广东广州510642;广西农业科学院生物技术研究所,广西南宁530007;广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室,广西南宁530007;广西农业科学院生物技术研究所,广西南宁530007;广西农业科学院生物技术研究所,广西南宁530007;华南农业大学林学与风景园林学院,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】Q812【相关文献】1.芥菜cry2基因RNAi载体的构建与遗传转化研究 [J], 梁婷;刘毅;蔡应繁;孙全;朱小燕;岳显可;江怀仲;何晓红2.上西早生柿ETR5基因RNAi植物表达载体构建及遗传转化研究 [J], 于丛丛;马俊莲;宋春丽;陈佳3.小麦AGPase基因LSU Ⅱ的克隆及反义表达与RNAi干扰载体的构建 [J], 刘超;康国章;郭天财;岳彩风;沈丙权4.瓜叶菊‘大花’Mlo基因RNAi载体的构建及其遗传转化研究 [J], 王丹;王金刚5.番木瓜β-Gal基因RNAi双T-DNA植物表达载体的构建及其遗传转化的初步研究 [J], 何玮毅;陈晓静;申艳红;卢秉国;潘东明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
马铃薯块茎启动子驱动的淀粉合成酶基因RNAi载体构建及遗传转化陈国梁;张金文;徐露;严海霞;张向前【期刊名称】《食品与生物技术学报》【年(卷),期】2015(034)011【摘要】以马铃薯gbss、ssⅢ与ssⅡ基因的部分cDNA片段拼接成的融合基因gbs3s2为靶标,构建以马铃薯块茎组织特异性启动子GBSS驱动的RNAi表达载体pART-GF.采用农杆菌介导法对NHD3、NF和NC三个马铃薯品种进行了遗传转化,用PCR技术检测转基因植株,采用双波长法测定其微型薯中直链淀粉与支链淀粉的比值.经抗性筛选及PCR检测初步获得10株阳性植株,其中NC、NF和NHD3分别为2株、3株和5株,其微型薯中直链淀粉/支链淀粉比值明显下降.作者成功构建了马铃薯块茎启动子GBSS驱动的淀粉合成酶基因RNAi三价表达载体,初步获得了转基因马铃薯育种材料.【总页数】5页(P1141-1145)【作者】陈国梁;张金文;徐露;严海霞;张向前【作者单位】延安大学生命科学学院,陕西延安716000;甘肃农业大学农学院,甘肃兰州730070;延安大学生命科学学院,陕西延安716000;延安大学生命科学学院,陕西延安716000;延安大学生命科学学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】Q933【相关文献】1.ubi启动子驱动的花生芪合酶基因表达载体的构建及玉米遗传转化初报 [J], 郭志鸿;王汉宁;陶玲;张金文;白斌;陈正华2.水稻淀粉分支酶SBE3基因RNAi载体构建及愈伤组织转化影响因素 [J], 杨忠良;徐振华;刘海英;刘会;高洪儒;赵北平;黄翠3.马铃薯块茎颗粒结合型淀粉合酶基因的克隆及其RNAi载体的构建 [J], 刘玉汇;王丽;杨宏羽;余斌;李元铭;张俊莲;王蒂4.慈竹木质素合成酶基因4CL RNAi载体构建与烟草转化 [J], 周建英;曹颖;孙霞;陈珂;卢学琴;胡尚连5.荠菜TPD1基因启动子与GUS基因表达载体的构建及拟南芥遗传转化 [J], 何金花; 杨正修; 姜路华; 方磊; 赵燕因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中文题目核盘菌SsMCM1转录因子互作蛋白RNA干扰载体的构建与鉴定英文题目Construction and identification of RNA interference vector of SsMCM1 transcription factor interacting protein in Sclerotinia sclerotiorum目录摘要 (1)Abstract (2)第一章前言 (3)1.1 核盘菌的生物学特性 (3)1.2 核盘菌病害的防治 (3)1.3 RNA干扰技术的历史背景 (4)1.4 RNAi的作用机制 (5)1.5 RNA干扰的诱导方法及载体构建 (6)1.6 RNAi在真菌基因功能研究中的优点和不足 (7)1.7 RNAi 技术在真菌中的应用前景展望 (8)第二章实验材料 (9)2.1 主要材料 (9)2.2 主要试剂 (9)2.3 主要仪器 (9)2.4 主要培养基 (9)第三章实验方法 (10)3.1 目的基因片段的选择和获取 (10)3.2 Ssste12基因RNA干扰载体的构建 (10)3.2.1 pSD-Ssste12干扰载体的构建 (11)3.2.2 pS1-Ssste12干扰载体的构建 (12)第四章Ssste12基因的RNA干扰载体的验证 (13)4.1 pSD-Ssste12干扰载体的验证 (13)4.2 pS1-Ssste12干扰载体的验证 (13)第五章结果 (15)5.1 pSD-Ssste12干扰载体的构建 (15)5.2 pS1-Ssste12干扰载体的构建 (16)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)摘要核盘菌是一种对作物和蔬菜造成危害的世界性病原真菌,它的宿主范围遍布极其得广泛,能造成包含于至少75个科、278个属内的超过400种植物发生病理反应。
RNA干扰(RNAi)作用是生物体内的一种通过双链RNA在mRNA水平上关闭特异性序列的基因表达或者使其沉默的过程,即RNA序列特异性转录后基因沉默。
应用与环境生物学报 2009,15 ( 5 ): 591~595Chin J Appl Environ Biol=ISSN 1006-687X2009-10-25DOI: 10.3724/SP.J.1145.2009.00591番茄是一种重要的蔬菜作物,成熟番茄果实主要积累β-胡萝卜素和番茄红素等类胡萝卜素. 在人类所需营养中,类胡萝卜素扮演着重要的角色. β-胡萝卜素是维生素A 的前体[1],维生素A 的缺乏会导致发生夜盲症,并使皮肤变厚、干燥. 同时,番茄红素和β-胡萝卜素都具有很强的抗氧化活性,不仅可以清除体内的自由基,延缓衰老,而且可以增强机体免疫力[2]. 流行病学、药理实验表明,类胡萝卜素不仅可降低诸多慢性疾病(如冠心病等)的风险率,还具有防癌抗癌的功能[3]. 因此,类胡萝卜素在医药工业、食品、化妆品及饲料业等都有着广泛的用途. 番茄既是人类摄取天然类胡萝卜素最重要的来源,也是类胡萝卜素天然萃取的主要原料,番茄中色素的含量水平是制约其果实营养价值和产业效益的最重要因素. 随着转基因技术的推广,研究人员对番茄类胡萝卜素合成途径中结构基因的遗传操作进行了广泛的尝试[4~6],但其局限性在于加强或阻断某一关键基因的表达会引起许多负面效应,目标产物的积累也达不到预期的效果.番茄中存在一类单基因的高色素突变体High pigment-1(hp1)和 High pigment-2(hp2),它们分别在1917年和1975年被发现[7]. 在光下生长的hp 突变体与野生型相比,积累更多的花青素,植株矮小,由于过量的叶绿素导致绿色果实呈深绿色[7]. 随后的研究证明,番茄HP1、HP2是色素积累的负调控因子,对HP1或HP2进行RNA 干涉后,转基因番茄果实色素的含量明显升高[8, 9].目前,利用果实特异RNA 干涉技术,将HP1和HP2两个基因同时导入番茄以提高果实色素含量的研究还未见报道. 本实验首先将HP1和HP2两个基因片段连在一起,并构建了番茄HP1和HP2基因RNA 共干涉载体的构建及遗传转化*刘继恺 高永峰 牛向丽 刘永胜**(四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室 成都 610064)Construction and Transformation of Co-RNAi Vector of TomatoHP1 and HP2 Genes*LIU Jikai, GAO Yongfeng, NIU Xiangli & LIU Yongsheng **(Key Laboratory of Ministry of Education for Bio-resource and Eco-environment, College of Life Sciences, Sichuan University , Chengdu 610064, China)Abstract Tomato HP1 and HP2 genes are negative regulators of pigment accumulation, and they play an important role in photomorphogenesis and pigmentation regulation. In this study, a RNA interference (RNAi) vector composing of inversely-repeated sequence fragments derived from both tomato HP1 and HP2 was constructed. The CaMV 35S promoter in pBI121 was replaced by fruit-specific promoter TFM7. The construct was introduced into tomato Lysopersicon esculentum Mill. cv. Ailsa Craig by means of Agrobacterium -mediated transformation. The analysis of semi-quantitative RT-PCR revealed a distinct reduction of endogenous HP1 and HP2 expression levels in the RNAi transgenic lines compared to that of wild plants. The chlorophyll content in green fruit of the RNAi repression lines was signi fi cantly elevated, whereas the chlorophyll in their leaves remained unaltered compared with that of wild plants. The results show a new way to modify fruit nutritional quality in tomato through gene engineering. Fig 6, Tab 2, Ref 15Keywords HP1; HP2; RNA interference; fruit-specific promoter; Agrobacterium-mediated transformation; chlorophyll;tomatoCLC Q78 : S641.203.3摘 要 番茄HP1和HP2是色素积累的负调控因子,在光形态建成和色素积累调控中起着重要作用. 将番茄HP1、HP2基因片段导入到植物表达载体pBI121,用番茄果实特异表达的TMF7基因的启动子替换原有的CaMV 35S 启动子,构建果实特异表达HP1、HP2双基因RNA 共干涉植物表达载体pBI121-TMF7-HP1HP2. 通过根癌农杆菌介导转入番茄子叶,经组织培养成功获得转基因植株. 半定量RT-PCR 分析显示,转基因植株果实内HP1、HP2的表达量均明显低于野生型植株果实. 转基因植株果实叶绿素含量比野生型明显升高,而叶片中的叶绿素含量无明显差异. 该研究结果为采用基因工程的方法改善番茄果实营养品质作出了新的尝试和提出了新的思路. 图6 表2 参15关键词 HP1;HP2;RNA 干涉;果实特异启动子;农杆菌介导转化;叶绿素;番茄CLC Q78 : S641.203.3收稿日期:2008-11-13 接受日期:2009-03-04*国家自然科学基金项目(N o. 90717110),国家高技术研究发展计划(“863”计划,N o. 2007A A 10Z122)和国家杰出青年基金(No. 30825030)资助 S u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l Nat u r al Science Foundation of China (No. 90717110), t h e National High-tech Research and Development Program of China (“863” Program No. 2007AA10Z122), a n d t h e National Science Fund of China for Dis-tinguished Young Scholars (No. 30825030)**通讯作者 Corresponding author (E-mail: liuyongsheng1122@)59215 卷应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol 果实特异表达的RNA 干涉载体,以有效避免组成型RNA 干涉的负面影响,将构建好的载体导入番茄,得到了转基因植株. 半定量RT-PCR 分析显示,转基因植株果实内HP1、HP2的表达量明显低于野生型植株果实. 与野生型比较,转基因植株的未成熟果实积累的叶绿素含量明显升高,而叶子中的叶绿素含量没有变化. 本研究为采用基因工程的方法改善番茄果实营养品质奠定了基础.1 材料与方法1.1 材料与试剂1.1.1 番茄材料 野生番茄(Lysopersicon esculentum Mill. cv. Ailsa Craig ),来自美国康乃尔大学THOMPSON 植物研究所.1.1.2 菌株、质粒和试剂 大肠杆菌(Escheriachia coli )DH5α、根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens )EHA105、果实特异植物表达载体pBI121-TFM7、pSK vector 均由本实验室保存. 限制性内切酶、Taq 酶、反转录酶、T4DNA 连接酶、pMD18-T vector 购自TaKaRa 公司,TRIZOL 购自Invitrogen 公司,反转录试剂盒购自TOYOBO 公司. 琼脂糖凝胶回收试剂盒及小批量质粒提取试剂盒购自Omega 公司. 引物由上海英骏生物技术有限公司合成. 测序由北京华大基因科技股份有限公司完成.1.2 方 法1.2.1 HP1、HP2片段扩增及HP1HP2RNAi 载体构建 按照番茄H P1基因(G e n B a n k 登录号:AY531660)序列设计引物HP1F :5’ TCACATTCGTTCAATACCCCT 3’,H P1R :5’ GTGTCCACAT TCTGTCTG CA A 3’,按照番茄H P2基因(G e n B a n k 登录号:A J 222798)序列设计含有P s t I 和H i n d Ⅲ酶切位点的特异引物,H P 2F :5’ CTGCAGAATGTTACCGCCAGGCTTTTT 3’,HP2R :5’AAGCTTCAAGAAAGCACCAATGCTATG 3’. 提取野生番茄叶片总RNA ,通过RT-PCR 分别扩增HP1,HP2基因片段. PCR 反应条件:94 ℃ 5 min ,94 ℃ 30 s ,60 ℃ 30 s ,72 ℃ 40 s , 30个循环,72 ℃ 10 min. PCR 产物连接于pMD18-T ,对重组克隆进行快提和PCR 鉴定.用Pst I 和Hin d Ⅲ 双酶切连接有HP2片段的重组质粒,将酶切片段插入连有HP1片段的重组pMD18-T 载体上,对重组克隆进行鉴定后测序. 测序结果用DNAMAN (版本5.2.2) 软件进行分析,形成HP1HP2融合序列(1 052 bp ,其中HP1,486 bp ;HP2,566 bp ).根据形成的HP1HP2融合序列,设计带酶切位点的特异引物(表1),以测序后的HP1HP2重组质粒为模板,PCR 扩增得到用于构建RNAi 载体的正、反向片段. PCR 片段经过胶回收分别正、反向插入双元载体pSK ,然后将HP1HP2正反向片段整体酶切,插入果实特异植物表达载体pBI121-TFM7的T-DNA 序列中(图1).1.2.2 番茄的遗传转化 构建好的植物表达载体pBI121-TFM7-HP1HP2转入农杆菌中备用.用10%次氯酸钠浸泡番茄种子10 min ,再用无菌水清洗4~5次,用无菌滤纸吸干种子表面水分后于1/2MS 培养基上培养,25 ℃,暗培养4 d 左右,露白后转置于光照下(光照1 500 lx ,16 h/d )培养. 在其第一片真叶长出前取下子叶,置于预培养基上培养2 d. 转化法采用叶盘法. 将带有目的基因的农杆菌置于28 ℃的震荡培养箱中过夜培养,取5 mL 菌液置于离心管中,5 000 r/min 室温下离心5 min ,然后去除上清液. 用诱导培养基稀释离心后的农杆菌至D =0.1,将预培养2 d 的子叶浸入稀释后的农杆菌10~15 min ,倒掉菌液,将子叶置于无菌滤纸上,吸干多余菌液后,转到共培养基上培养3 d. 然后转入再生培养基上继代筛选培养,每3周换一次培养基,待不定芽长到3 cm 左右时,切下转移至生根培养基上生根. 等根发表1 用于扩增HP1HP2正、反向片段的寡核苷酸引物Table 1 Sequence of oligonucleotide primers used for ampli fi cation of HP1HP2 fragments引物名称Primer name 引物序列Primer sequence酶切位点Restriction site 扩增片段及在HP1HP2序列的跨度Ampli fi cation fragmentsHP1ZX-F GTCCTCGAGTCTAGAAAGAGCAGACCCGGA Xho I, Xba I 正向片段Forward fragment 900 bp (50~950) HP2ZX-R GAAAAGCTTTTTTTCAACTGAAGGGACTCC Hin d III HP1FX-F TCAGAGCTCAAGAGCAGACCCGGACAT Sac I 反向片段Reverse fragment 900 bp (50~950)HP2FX-RGAAGAATTCTTTTTCAACTGAAGGGACTCCEco R I下划线部分为酶切位点 The underlined indicate the sites of restriction enzymes图1 植物表达载体pBI121-TFM7-HP1HP2构建图Fig. 1 Schematic construction of vector of pBI121-TFM7-HP1HP25935 期刘继恺等:番茄HP1和HP2基因RNA 共干涉载体的构建及遗传转化育好后,移出,温室盆栽.(1)预培养基:MS + 1 mg/L 6BA + 0.04 mg/L IAA. (2)诱导培养基(100 mL ):5 mL AB 盐 + 2 mL MES 缓冲剂 + 2 mL 磷酸钠盐缓冲剂 + 91 mL 1%葡萄糖. (3)共培养基:MS + 0.2 mg/L KH 2PO 4 + 0.1 mg/L Kinetin + 0.2 mg/L 2,4-D + 15 mg/L 乙酰丁香酮. (4)再生培养基:MS + 500 mg/L 羧卞青霉素钠 + 50 mg/L 硫酸卡那霉素 + 2 mg/L 6-BA + 0.2 mg/L IAA. (5)生根培养基:MS + 500 mg/L 羧卞青霉素钠 + 2 mg/L IAA. 以上各培养基的pH 值均为6.0.1.2.3 阳性植株鉴定 用C TA B 法[10]从转基因植株中提取基因组D N A. 以提取的基因组D N A 为模板,根据p B I121载体筛选标记基因新霉素磷酸转移酶Ⅱ(N P T Ⅱ,Gen Ba n k 登录号:A F485783)序列,设计引物N PT Ⅱ-F: 5’ TCTCATGCTGGAGTTCTTCGC 3’, NPT Ⅱ-R: 5’ GTCACCGACTTGAGCCATTTG 3’,对NPT Ⅱ基因片段进行扩增. 反应条件为94 ℃ 5 min ,94 ℃ 30 s ,60 ℃ 30 s ,72℃ 40 s ,30个循环,72 ℃ 5 min.参照王芋华等鉴定转基因植株的方法[11],根据形成的HP1HP2序列,用扩增HP1HP2正向片段的引物HP1ZX-F 和HP2ZX-R 对HP1HP2正向片段进行扩增. 反应条件为94 ℃ 5 min ,94 ℃ 30 s ,58 ℃ 30 s ,72℃ 1 min ,30个循环,72 ℃ 5 min.1.2.4 半定量RT-PCR 分析 提取野生型和转基因植株绿色果实的总RNA ,反转录合成第一条cDNA. 以番茄UBI3(Gen Ba n k 登录号:X58253)为内参基因,其PCR 扩增引物为UBI3-F :5’ AGAAGAAGACCTACACCAAGCC 3’, UBI3-R :5’ TCCCAAGGGTTGTCACATACATC 3’;HP1基因引物HP1F :5’ TCACATTCGTTCAATACCCCT 3’, HP1R :5’ GTGTCCACATTCTGTCTGCAA 3’;按照番茄HP2基因(GenBank 登录号:AJ222798)序列设计引物HP2BDL-F :5’ AGTTTTTGGACCGACATCACCT 3’, HP2BDL-R :5’ CTTCTTAGTTCGCCCATCTGTG 3’. PCR 产物经1%琼脂糖凝胶电泳,从而分析HP1、HP2在野生型和转基因植株果实中的表达情况.1.2.5 叶绿素含量的测定 取田间栽培野生型和转基因番茄植株绿色果实的果皮和植株叶片0.2~0.5 g ,加入液氮后充分研磨,用1 mL 80%的丙酮充分萃取,萃取液离心后用分光光度计检测,读取645 nm 和663 nm 下的光吸收值A 645 nm 和A 663 nm . 按照MacKinney 常数计算出叶绿素a 和b 的含量:Chlorophyll a = 12.7A 663 nm -2.69A 645 nm 和chlorophyll b =22.9A 645 nm -4.48A 663 nm ,采用数据学软件SPSS12进行统计学分析.2 结果与分析2.1 pBI121-TFM7-HP1HP2RNAi 重组质粒的鉴定由图1所示进行酶切鉴定,用Xho I 和Pst I 双酶切pMD18-T-HP1HP2(图2 泳道2),能够得到HP1的436 bp 的片段. 用Xho I 和Hin d III 双酶切鉴定pMD18-T-HP1HP2(图2泳道4),能够得到HP1+HP2的900 bp 的片段. 用Xba I 和Sac I 双酶切连有正反向片段的pSK-HP1HP2 RNAi (图2泳道8),将酶切下的需要克隆的正反向片段(2 000 bp 左右)插入表达载体pBI121-TFM7,通过Xba I 和Sac I 双酶切鉴定pBI121-TFM7-HP1HP2RNAi ,能够得到2 000左右的片段,证明正反向片段已经连入表达载体(图2 泳道10).2.2 转基因植株鉴定组织培养后,获得转基因植株. 提取获得的抗性植株的总DNA ,利用植物表达质粒pBI121携带的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPTII )基因引物验证阳性植株,预期扩增长度应为857 bp. 结果表明,对照植株未能扩增出857 bp 的条带,而抗性植株扩增出857 bp 的条带,说明NPTII 基因已整合于受体植株核染色体组中(图3).再以引物HP1ZX-F 和HP2ZX-R 扩增,预期扩增长度应为图2 pBI121-TFM7-HP1HP2RNAi 载体酶切鉴定图Fig. 2 Restriction analysis of pBI121-TFM7-HP1HP2RNAiM :DL2000;1:未酶切pMD18-T-HP1HP2;2:X ho I + Pst I 双酶切pMD18-T- HP1HP2;3:Pst I + Hin d III 双酶切pMD18-T- HP1HP2;4:Xho I + Hin d III 双酶切pMD18-T- HP1HP2;5:未酶切pSK- HP1HP2 RNAi ;6:Xho I + Hin d III 双酶切pSK- HP1HP2 RNAi ;7:Eco R I + Sac I 双酶切pSK- HP1HP2 RNAi ;8:Xba I + Sac I 双酶切pSK- HP1HP2 RNAi ;9:未酶切pBI121-TFM7- HP1HP2RNAi ;10:Xba I + Sac I 双酶切pBI121-TFM7- HP1HP2RNAiM: DL2000; 1: Non-digestive pMD18-T-HP1HP2; 2: pMD18-T-HP1HP2 digested by Xho I + Pst I; 3: pMD18-T- HP1HP2 digested by Pst I + Hin d III; 4: pMD18-T-HP1HP2 digested by Xho I + Hin d III; 5: Non-digestive pSK- HP1HP2 RNAi; 6: pSK-HP1HP2RNAi digested by Xho I + Hin d III; 7: pSK- HP1HP2 RNAi digested by EcoR I + Sac I; 8: pSK-HP1HP2 RNAi digested by Xba I + Sac I; 9: Non-digestive pBI121-TFM7- HP1HP2RNAi; 10: pBI121-TFM7-HP1HP2RNAi digested by Xba I + Sac I图3 NPTII 基因PCR 检测Fig. 3 PCR analysis for NPTII geneM :DL2000;P :pBI121质粒作为阳性对照;C :未转化植株作为阴性对照;1~3:转基因植株. 下同M: DL2000; P: pBI121 as positive control; C: Non-transgenic plant as negative control; 1~3: Transgenic plants. The same below59415 卷应 用 与 环 境 生 物 学 报 Chin J Appl Environ Biol 900 bp ,如图4所示,对照植株未能扩增出900 bp 的条带,而抗性植株扩增出900 bp 的条带,说明HP1HP2基因的RNA 干涉片段已整合于受体植株核染色体组中,可以初步确定这些抗性植株为转基因植株.2.3 半定量RT-PCR 分析HP1、HP2的表达情况利用半定量RT-PCR 的方法,分析转基因植株果实中被干涉基因的表达水平. 提取野生型和3株独立的转基因番茄的绿色果实中的RNA ,以此为模板进行半定量RT-PCR 分析. 结果如图5所示,转基因植株果实中HP1、HP2基因的表达水平均显著下降. 说明转入pBI121-TMF7-HP1HP2共干涉植物表达载体后,番茄果实中HP1、HP2基因起到了共干涉的效果.2.4 叶绿素含量的测定孟凡娟等对番茄果实色素含量和表面颜色相关性进行了研究,结果显示,番茄果实内总叶绿素、叶绿素a 、叶绿素b 、类胡萝卜素与果实表面颜色呈正相关[12]. 采用分光光度计法测定叶绿素含量,测定方法简单易行,所以本实验对野生型和转基因植株的绿色果实进行了叶绿素测定.由图6可见,HP1HP2RNAi 转基因植株果实的颜色比野生型植株果实的要深. 利用1.2.5介绍的方法,分析了野生型和转基因植株的绿色果实的叶绿素含量,每个植株取样数N =10. 从表2可见,HP1HP2基因共干涉可以提高果实的叶绿素的含量近一倍. 对野生型和转基因植株的叶片进行叶绿素含量的测定,每个植株取样数N =10. 从表2可见,与野生型植株叶片相比,果实特异表达转基因植株叶片中叶绿素含量并无明显改变.3 结论与讨论RNA 干涉是一种双链RNA 诱导的转录后基因沉默现象,存在于多种生物体内. 由于RNAi 的高度特异性和高效性,RNA 干涉作为基因功能研究的新方法被广泛应用于动植物研究的各个领域[13]. 通常,单个基因的RNA 干涉载体是由一个植物启动子和终止子以及两者之间插入的目的基因的正反向重复序列组成的. 本研究将HP1+HP2两个基因的片段(900 bp ,其中HP1 436 bp HP2 464 bp )分别正向、反向插入一个包含内含子的克隆载体pSK [14],并进一步构建植物表达载体(图1),由此表达出的RNA 分子会形成具有双链RNA 的发卡结构,双链RNA 被DICER 酶识别切割成siRNA ,作为RNA 干涉的启动信号. 本研究分别对转基因植株中的新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NPTII )基因以及HP1HP2基因的RNA 干涉片段进行PCR 扩增,都能够扩增出预期大小的条带,初步确定这些抗性植株为转基因植株. 通过半定量RT-PCR 分析HP1和HP2基因的表达水平,结果显示,与野生型相比,转基因植株果实中HP1、HP2基因的表达水平均显著下降,达到了RNA 共干涉的效果.由于HP1和HP2在植株生长发育过程中起着很重要的作用,所以组成型干涉番茄HP1或HP2基因时,植株发育将会受到影响[8, 9]. 利用果实特异型启动子结合RNA 干涉的方法,能避免由于目标基因表达量降低而对植株正常生长发育所造成的不良影响,从而能特异地对果实进行基因工程操作. 本实验将植物表达载体pBI121原有的CaMV 35S 启动子替换为番茄果实特异表达TMF7启动子[15],构建HP1HP2双基因RNA 干涉植物表达载体(pBI121-TMF7-HP1HP2). 在果实特异启动子TMF7的驱动下,转基因番茄植株与野生型相比,植株发育良好,其绿色果实的叶绿素含量明显升高,而叶片中的叶绿素含量无明显差异. 因此,本实验番茄HP1和HP2 基因果实特异RNA 共干涉载体的构建以及转基因番茄的获得,为改善番茄果实营养品质作出了新的尝试和提出了新的思路.References1Liu YS, Roof S, Ye ZB, Barry C, Tuinen AV, Vrebalov J, Bowler C, Giovannoni J. Manipulation of light signal transduction as a means of modifying fruit nutritional quality in tomato. Proc Natl Acad Sci USA ,2004, 101: 9897~99022Hwang ES, Bowen PE. Can the consumption of tomatoes or lycopene图4 HP1HP2 基因RNA 干涉片段PCR 检测Fig. 4 PCR analysis for the RNAi fragment of HP1HP2 gene图5 HP1和HP2表达水平的半定量分析Fig. 5 Semi-quantitative RT-PCR analysis of the expression levels of HP1and HP2图6 果实特异型RNAi 干涉HP1+HP2基因的植株的果实表型Fig. 6 Fruit phenotypes of fruit-speci fi c HP1+HP2 RNAi transgenictomatoes表2 转基因和野生番茄果实、叶片中叶绿素含量Table 2 Chlorophyll contents in matured green fruits and leavesof transgenic and wild plants株系Plant 果实叶绿素含量Chlorophyll content in fruit 叶片叶绿素含量Chlorophyll content in leafWild 43.679±5.5011512.559±112.233HP1HP2-178.263±9.511*1579.397±64.376HP1HP2-270.996±7.649*1534.007±77.882HP1HP2-363.361±7.978*1566.585±75.101*与野生型相比有显著差异(P <0.01) *Represents signi fi cant difference compared with wild plant (P <0.01)595 5 期刘继恺等:番茄HP1和HP2基因RNA共干涉载体的构建及遗传转化reduce cancer risk? Integr Cancer Ther, 2002, 1: 121~1323 Giovannucci E, Ascherio A, Rimm EB, Stampfer MJ, Colditz GA,Willett WC. Intake of carotenoids and retino in relation to risk of prostate cancer. J Natl Cancer Inst, 1995, 87: 1767~17764 Ronen G, Carmel-Goren L, Zamir D, Hirschberg J. An alternativepathway to β-carotene formation in plant chromoplasts discovered by map-based cloning of Beta and old-gold color mutations in tomato. Proc Natl Acad Sci USA, 2000, 97: 11102~111075 Romer S, Fraser PD, Kiano JW, Shipton CA, Misawa N, Schuch W,Bramley PM. Elevation of the provitamin A content of transgenic tomato plants. Nat Biotechnol, 2000, 18: 666~6696 Rosati C, Aquilani R, Dharmapuri S, Pallara P, Marusic C, TavazzaR, Bouvier F, Camara B, Giuliano G. Metabolic engineering of beta-carotene and lycopene content in tomato fruit. Plant J, 2000, 24: 413~419 7 Mustilli AC, Fenzi F, Ciliento R, Alfano F, Bowler C. Phenotype of thetomato high pigment-2 mutant is caused by a mutation in the tomato homolog of DEETIOLATED1. Plant Cell, 1999, 11: 145~1578 Davuluri GR, Tuinen AV, Fraser PD, Manfredonia A, Newman R,Buigess D, Brummell DA, King SR, Palys J, Uhlig J, Bramley PM, Pennings HMJ, Bowler C. Fruit-specific RNAi-mediated suppression of DET1 enhances carotenoid and flavonoid content in tomatoes. Nat Biotechnol, 2005, 23: 890~8959 Wang SH, Liu JK, Feng YY, Niu XL, Giovannoni J, Liu YS. Alteredplastid levels and potential for improved fruit nutrient content by downregulation of the tomato DDB1-interacting protein CUL4. Plant J, 2008, 55: 89~10310 Porebski S, Bailey LG, Bemard R. Modification of CTAB DNAextraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphend components. Plant Mol Rep, 1997, 15: 8~1511 Wang YH (王芋华), Mao SL (毛双林), Li HJ (李浩杰), Wang SQ(王世全), Luo K (罗科), Li P (李平). Introduction of bacterial blight resisteance gene Xa21 and molecular detection in transgenic rice. Chin J Appl Environ Biol (应用与环境生物学报), 2001, 7: 228~23112 Meng FJ (孟凡娟), Xu XY (许向阳), Li JF (李景富). Study oncorrelation of the tomato fruit’s pigment content and surface colour. J Dongbei Agric Univ (东北农业大学学报), 2006, 37: 459~46213 Kusaba M. RNA interference in crop plants. Curr Opin Biotech, 2004,15: 139~14314 Smith NA, Singh SP, Wang MB, Stoutjesdijk PA, Green AG, WaterhousePM. Total silencing by intron-spliced hairpin RNAs. Nature, 2000, 407: 319~32015 Santino CG, Stanford GL, Conner TW. Developmental and transgenicanalysis of two tomato fruit enhanced genes. Plant Mol Biol, 1997, 33: 405~416。
本氏烟草KANADI基因克隆及表达载体的构建本氏烟草KANADI基因克隆及表达载体的构建摘要:本实验的目的是通过基因克隆技术,构建本氏烟草KANADI基因的表达载体,为后续研究提供基因功能的解析平台。
首先,从本氏烟草中提取总RNA,通过RT-PCR技术扩增目标基因的编码区域。
然后,将目标基因克隆至表达载体pCAMBIA1300上,并通过PCR验证克隆的正确性。
最后,定向限制性酶切验证克隆插入方向,并利用大肠杆菌DH5α进行转化。
本文详细介绍了基因克隆实验的步骤和结果,为后续的基因功能研究奠定了基础。
关键词:本氏烟草;KANADI基因;基因克隆;表达载体;RT-PCR引言烟草(Nicotiana tabacum)是重要的经济作物之一,也是遗传工程研究的常用模式植物。
在烟草领域的研究中,基因克隆技术被广泛应用于揭示基因功能和调控机制。
本氏烟草是常见的品种之一,研究其基因功能对于揭示烟草生长发育和耐逆性机制具有重要意义。
方法1. 烟草样品的处理:从本氏烟草中取一整片叶片,细化后转移到液氮中保存。
待使用时,将叶片放入离心管中,加入适量的TENK缓冲液和RNase酶,通过离心将液体剔除。
2. RNA提取:将上一步处理过的样品加入TRIzol试剂,反复混合后静置片刻,然后加入氯仿,并通过离心将上清液收集到新的离心管中。
3. 反转录:根据试剂盒说明,将提取的RNA反转录为cDNA。
通过热循环反应,在合适的温度条件下制备出目标基因的cDNA。
4. 扩增目标基因:利用PCR技术,以cDNA为模板,使用目标基因的外显子上下游引物进行扩增。
调整PCR反应体系和条件,获得良好的扩增结果。
5. 载体构建:将扩增的目标基因片段与表达载体pCAMBIA1300连接。
利用限制性酶切酶将目标基因和载体剪切开,并进行连接和接头处理。
6. PCR验证:以获得的克隆为模板,使用目标基因的引物进行PCR反应。
通过PCR产物的大小验证克隆的正确性。
植物生理学通讯 第43卷 第2期,2007年4月283拟南芥干旱诱导型启动子RD29A 驱动花生AhNCED1基因双元表达载体的构建万小荣1,李玲2,*1仲恺农业技术学院生命科学学院,广州510225;2华南师范大学生命科学学院,广州510631提要:从拟南芥基因组中克隆RD29A 基因5'-侧翼520 bp 启动子区域序列,生物信息学分析表明,该启动子片段中存在脱水胁迫响应元件(DRE)、ABA 响应元件(ABRE)、TATA-box 、CAAT-box 等顺式作用元件。
构建了干旱诱导型启动子AtRD29Ap 驱动花生AhNCED1基因的植物双元表达载体pAtRD29Ap::AhNCED1。
关键词:RD29A 基因启动子;NCED 基因;双元载体构建Construction of Binary Vector Harboring Peanut AhNCED1 Gene Driven by Drought-inducible Promoter of RD29A Gene from ArabidopsisWAN Xiao-Rong 1, LI Ling 2,*1College of Life Sciences, Zhongkai University of Agriculture and Technology, Guangzhou 510225, China; 2College of Life Science,South China Normal University, Guangzhou 510631, ChinaAbstract: In this paper we report the cloning of 5'-flanking promoter sequence of drought-inducible RD29A gene from Arabidopsis and its fusion with peanut AhNCED1 gene. The 520-bp promoter sequence was ana-lyzed bioinformatically in the database of plant cis -acting regulatory element (PlantCARE). The result showed that there were several important cis -acting elements, including TATA-box, CAAT-box, DRE (response to dehydration), ABRE (response to ABA), in the 520-bp promoter region. The binary vector harboring AhNCED1gene driven by AtRD29A promoter was further constructed to be used in coming plant transgene.Key words: RD29A gene promoter; nine-cis -epoxycarotenoid dioxygenase (NCED) gene; binary vector con-struction收稿2007-01-08修定 2007-03-16资助广东省自然科学基金(06301202)、仲恺农业技术学院博士启动基金(G 2360225)和广东省自然科学基金(06025049)。
拟南芥AP3基因植物表达载体的构建及在烟草中的遗传转化花是被子植物的重要生殖器官。
花器官的发育模型最早源于Coen和Meverowitz对拟南芥和金鱼草的研究,并提出了花发育的“ABC”模型,随后该模型被后人逐步发展为“ABCD”或“ABCE”模型。
典型的花发育具体可分为四轮,分别为萼片、花瓣、雄蕊和心皮,每一轮的发育都受相应基因的特异性调控。
隶属于MADS-box家族的植物花器官B类特征基因在雄蕊及花瓣发育中行使功能。
研究表明,B类功能基因在花器官发育时与C类功能基因共同控制雄蕊发育,同时又与A类功能基因共同调控花瓣发育,当B类功能基因缺失,雄蕊会转化为心皮,花瓣则转化为萼片,形成只有心皮和萼片的不完整花器官。
B类功能基因在植物进化过程中发生了两次基因重复事件,结果在这个亚家族中产生了四个不同的进化系,分别为DEF/AP3(paleoAP3)、GLO/PI、TM6和euAP3。
其中拟南芥经历基因重复后,其B类功能基因产生了属于euAP3进化系成员的APETAIA3(AP3)基因和属于GLO/PI进化系成员的PISTELIATA(PI)基因。
目前对花器官发育的研究大多以“ABC”模型为理论基础来丰富其他物种的花器官发育机制,关于拟南芥AP3基因在烟草中异源表达的研究报道较少。
本试验根据拟南芥B类功能基因的高度保守性及组织表达特异性,从拟南芥花序中克隆得到AtAP3基因,构建植物表达载体并进行烟草遗传转化。
不仅对植物花器官B类特征基因AP3的功能进行了新的补充,还增加了对植物花发育“ABC”模型的新认识。
1 材料与方法1.1 试验材料野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana Col-0)、野生型烟草(Nicotiana tobacum)种子均为本实验室保存。
1.2 菌株及主要试剂大肠杆菌Transl-T1感受态购自Transgen(中国);农杆菌EHA105由本实验室保存;植物表达载体pROKII质粒,由山东师范大学张慧教授惠赠;质粒提取、胶回收试剂盒购自OMEGA公司(美国);PCR相关试剂、DNA marker、限制性内切酶、T4 DNA ligase、PrimeScriptrrM RT reagent Kit购自TaKaRa公司(中国大连);EasyPureTM PlantRNA Kit、pEASY-T1购自Transgen (中国);其他试剂为进口或国产分析纯。
山东农业大学学报(自然科学版),2023,54(6):835-843VOL.54NO.62023 Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2023.06.006甜瓜自交系‘羊角蜜’植株再生及遗传转化体系的建立孙科新,赵欣冉*,王建全,张颜,张锐敏,李秀明,杨晓玉**,史庆华**山东农业大学园艺科学与工程学院;农业农村部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,山东泰安271018摘要:组培再生体系是进行植物遗传转化、开展功能基因组学研究的前提条件,然而目前甜瓜的组培再生及遗传转化体系仍不成熟,限制了该领域基因的功能研究和育种应用。
本研究以薄皮甜瓜(Cucumis melo L.)自交系‘羊角蜜(YJM)’为试材,系统比较和分析了外植体类型、基础培养基、激素浓度、抗生素和农杆菌菌株等因素对其组培再生和遗传转化的影响。
结果表明播种后2d子叶节的不定芽分化率显著高于5d后子叶节和下胚轴;相较B5、N6、WHITE和SH四种诱导培养基,外植体在MS或LS上具有更高的愈伤诱导率及不定芽分化率;当培养基中6-BA浓度为0.5mg L-1时,不定芽诱导率最高、生长状态最好;据此提出‘YJM’播种后2d子叶节的最佳诱导培养基配方为(MS/LS基础培养基+0.5mg∙L-16-BA+1mg∙L-1ABA+30g∙L-1蔗糖+9g∙L-1Agar)。
随后,我们比较了三种生根培养基(MS+9g∙L-1Agar、MS+0.5mg∙L-16-BA+1mg∙L-1ABA+9g∙L-1Agar和MS+0.8mg∙L-1IAA+9g∙L-1Agar)对‘YJM’不定芽生根的影响,发现MS+0.8mg∙L-1IAA+9g∙L-1Agar培养基上不定芽生根率显著高于另外两种。
进一步分析了外植体对潮霉素、双丙氨膦和卡那霉素三种抗生素的响应,发现潮霉素和双丙氨膦对子叶节的筛选效果显著优于卡那霉素;相较农杆菌菌株GV3101,EHA105转化‘YJM’外植体效果更佳。
反义RNA技术与RNA干扰技术摘要:RNA 是生物体内最重要的物质基础之一,它与DNA 和蛋白质一起构成了生命的框架。
因其能干涉哺乳动物基因表达而颇受瞩目,并且由此而引发的RNA 干涉( RNAi)成为了当前分子生物学和细胞生物学最为热门的话题之一。
RNA干扰技术在2002年被Science杂志评为年度十大科技成就之首,而反义RNA 技术的发现对现代医疗技术的发展也起着重要的作用.常规的反义RNA 技术是设计出与靶RNA 互补的寡核苷酸,通过它与靶RNA 结合来干扰转录或翻译过程,使蛋白质不能被表达出来。
本文通过对热点的RNA干扰技术以及反义RNA技术的生物学特性,分子机制,产生方法,和应用以及展望等方面的介绍,在对比中得出该两种技术的异同点,从而使对以RNA干扰和反义RNA为代表的RNA技术有更深入的了解。
关键词:反义RNA技术, RNA干扰技术,生物学特性,分子机制,产生方法,应用,展望Antisence RNA Technique and RNAi TechniqueAbstract:RNA is one of the most essential fundamental substances, together with DNA and protein; itforms the frame of life. RNA has been much fixed eye on by the reason that it can interfere in the gene expression of mammals, which leads the RNAi to be one of the most heated topics in molecular biology and cytobiolog. With the RNAi technique regarded the first of the top 10 science and technology achievements by Science, the discovery of antisence RNA technique plays an irreplaceable role in the development of medical techniques. The regular antisence RNA technique designs the oligonucleotide which causes a complementation with the target RNA, by its combination with target RNA, it interferes the translation of transcription and translation, thus making it incapable for protein to express. This article introduces the biological characteristics, molecule mechanisms, preparation, application and future of both the antisence RNA technique and RNAi technique. With the contradistinction of these two techniques, we can get a better and comprehensive understanding of them.Key word: antisence RNA technique; RNAi technique; biological characteristics; molecule mechanisms; preparation; application; future1.概念1.1 反义RNA技术:反义RNA(antisence RNA)是一种与特异的mRNA互补的RNA分子,它通过配对碱基间氢键作用于对相应的RNA而形成双键复合物(即反义RNA:mRNA二聚合体),抑制RNA的翻译过程。
基因工程综合实验---转基因斑马鱼的构建一、实验目的本实验的教学目的是通过构建转基因斑马鱼的表达载体、利用显微注射法制备转基因斑马鱼及转基因个体的鉴定等实验让学生对基因工程技术所涉及的主要环节的基本原理、完整流程和基本技术进行系统地学习和掌握,熟悉转基因动物的制备过程,培养学生利用基因工程的原理和技术进行生命科学基础理论和应用研究的基本思路和实验设计能力。
二、实验原理转基因动物(transgenic animal)是指动物所有细胞基因组中整合有外源基因的一类动物,具有将外源基因遗传给子代的能力。
转基因动物技术是常规分子生物学技术的延伸和拓展,是基因工程技术的核心内容之一,它不仅为人们研究生命科学的基本问题提供了一个更有效的工具,成为探讨基因功能及其调控机理、致癌等疾病基因的作用机理与调控机制不可或缺的研究手段,转基因技术也是生物学领域最具应用价值的实用技术,已经渗透到医学、畜牧学、农业生产及工业生产等各个方面,同时人类遗传病的转基因动物模型的建立,为遗传病的基因治疗打下坚实的理论和实验基础。
转基因动物的制备涉及外源目的基因的获取、重组表达载体的构建与检测鉴定、受体系统的准备、外源目的基因导入、转基因个体的检测等方面的内容。
本次实验动物选取斑马鱼作为实验材料。
斑马鱼(Danio rerio)是属于辐鳍亚纲(Actinopterygii)鲤科(Cyprinidae) 短担尼鱼属(Danio)的一种硬骨鱼,产于印度东部、巴基斯坦、缅甸以及孟加拉国的小溪、稻田及恒河中游地区,是一种常见的热带观赏鱼,因其斑马鱼饲养所需空小、成本体侧具有像斑马一样纵向的暗蓝与银色相间的条纹而得名。
間低,且斑马鱼生活史短,2-3 个月即性成熟,生活周期容易控制,每次可产卵100-200颗,胚胎透明且大,容易操作和观察,所以用斑马鱼制备转基因动物具有明显的优势。
三、实验内容与学时分配序号实验内容与名称实验类型与性质学时分配每组人数1 转基因质粒的转化专业技术实验 3 42 转基因质粒的大量提取专业技术实验3 43 重组表达质粒的酶切检测专业技术实验 3 4专业技术应用 3 44 受体系统鱼受精卵的获得及培养专业技术应用 6 45 用显微注射法制备转基因斑马鱼6 转基因斑马鱼的表型鉴定专业技术应用 3 4四、材料、试剂与设备4.1 菌株及斑马鱼DH5α感受态细胞:由本实验室自行制备并存于-20℃。
第3O卷第8期 2010年8月 中南林业科技大学学报 Journal of Central South University of Forestry&Technology V01.3O
Aug. No.8
20l0
梨S 2一RNa se基因启动子植物表达载体的 构建及转基因研究
刘学英 ,乌云塔娜 (中南林业科技大学a.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室;b.林学院,湖南长沙4100O4)
摘要: 为了检测s 2-RNase启动子的表达特性,以pBI101.2为基础,构建了砂梨S z—RNase基因启动子5’端 系列缺失植物表达载体PS12一(O~5)一GUS-pBll01.2,并通过农杆菌介导的Floral Dip法转化哥伦比亚野生型拟 南芥。卡那霉素和PCR鉴定表明:GUS基因已整合到转基因植株的基因组中,为下一步进行启动子功能的鉴定 奠定了基础。 关键词:生物科学与技术;梨属;中国梨;梨S 。-RNase基因;启动子;植物表达载体;转基因研究 中图分类号: Q786;¥661.1 文献标志码: A 文章编号: 1673—923X(2010)08--0011--07
Cloning of¥1 2-RNase promoter region of Chinese pear (Pyrus pyrifolia)and construction of plant expression vector
LIU Xue-ying ̄,WUYUN Ta—naa' (a.Key Lab of Non-wood Forest Product of Forestry Ministry; b.School of Forestry,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,Hunan,China)
Abstract:To examine the expression style of S12 RNase promoters,full length and a series of 5’一deletion fragments—GUS fusions were constructed successfully and introduced into Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 by using electroporation method and then were introduced into Arabidopsis thaliana plants(ecotype Columbia O)by Agrobacterium mediated Floral Dip transformation method.A detection of transgenic plants was conducted based on 0.5×MS medium containing 50 ptg/mL Kanamycin and PCR.and it is founded that the GUS gene had been integrated into the genome of the transgenic plants,and this study has laid a foundation for further identifying the expression and function of the promoters. Key words:biological science and technology;Pyrus;Pyrus pyrifolia;S12-RNase;promoter;plant expression vector;transgenic study
我国是梨属植物种质资源起源中心之一,境内 蕴藏有丰富的梨属植物资源Ⅲ。梨S-RNase基因 包含S-RNase基因和F-box基因,其中S-RNase 基因在雌蕊中特异表达,控制雌蕊自交不亲和性状,
由此推测梨&RNase启动子是雌蕊特异表达启动 子;因此克隆和研究梨S-RNase基因雌蕊特异表达 启动子并构建植物表达载体,进行转基因研究具有 非常重大的意义。雌蕊特异表达启动子启动某些外
收稿日期:2010 05—08 基金项目:湖南省科技计划项目及湖南省教育厅科学研究项目 作者简介:刘学英(1981一),女,硕士研究生,主要从事果树分子遗传育种研究;E—mail:duoduo1979--1981@163.com 通讯作者:乌云塔娜(1975--),女,副教授,博士,硕士研究生导师,主要从事经济林育种与栽培的研究;E mail:tanatana@sina.com 12 刘学英,等:梨¥12一RNase基因启动子植物表达载体的构建及转基因研究 第8期 源毒素基因在雌蕊中特异高效表达,可以创造雌性 不育的园林绿化新品种,为园林绿化树木育种提供 新途径。
1材料和方法 1.1实验材料 研究用大肠杆菌DH5a为本室保存;2×Taq Master Mix、普通琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒均 购自北京天根生物有限公司,pMD18一T试剂盒购 自TaKaRa(3v连)生物技术公司;各种限制性内切 酶:T4 DNA连接酶购自ferments公司,LB培养 基、琼脂糖、胰蛋白胨、酵母提取物和卡那霉素均购 自BBI公司;0.5×MS培养基,乙醇,KOH,Bleach 消毒液,蔗糖,Gamborg S Vitamins,表面活性剂 Silwet L厂77,6-BAP,卡那霉素,庆大霉素;其它生化 试剂和常规试剂均为超纯或分析纯。 植物材料为哥伦比亚野生型拟南芥。选取野 生型拟南芥种子,消毒春化后种植于花盆内,置于 22℃~25℃光照下使其萌发生长,待植株生长到初 果期(即花絮基部的角果刚形成时),选取健壮植株 作为转基因材料。 1.2实验方法 1.2.1梨51 -/ ̄ase基因启动子的TAII 一PCR克隆 梨S -RNase基因启动子的TAIL-PCR克隆 参见中国梨S-RNase基因启动子的TAIL-PCR克 隆及功能预测_2]。 1.2.2砂梨S 一RNase基因启动子5’端系列缺失 植物表达载体的构建 1.2.2.1系列缺失引物的设计 根据砂梨S 一RNase基因5’端启动子序列的 测序及元件预测结果,利用Primer 5.0软件设计 PCR引物,各引物序列见表1。引物上酶切位点的 设计原则是:砂梨S 。-RNase基因启动子序列中没 有的酶切位点并便于与植物表达载体pBI101.2的 连接。在正向引物的5’端设计了Sal I酶切位点, 反向引物的5’端设计了Xba I酶切位点。引物设 计片段特征见图1。
表1砂梨S z-RNase基因启动子缺失PCR引物 Table 1 PCR primers of promoter deletion of China pear¥1 z-RNase gene
1.2.2.2植物表达载体¥12一pro-(0~5)-GUS- pBll01.2的构建 砂梨S -RNase基因启动子缺失片段经PCR 扩增,PCR产物的回收、连接克隆、鉴定后,进行重 组质粒的提取;重组质粒和植物表达载体pBll01.2 经SalI/XbaI双酶切,分别回收S12-RNase基因启 动子缺失片段与植物表达载体pBll01.2大片段,经 T4 DNA连接酶连接后转化DH5a并阳性克隆鉴 定后,送到金思特科技南京有限公司测序。 1.2.3农杆菌介导的转基因研究 1.2.3.1拟南芥植株的转化 利用电击法将植物表达载体¥12一pro'(0~5)一 GUS-pBll01.2转入到GV3101农杆菌中,参照 Clough的Floral Dip法l3]将带有重组质粒¥12- pro(0--5)一GUS-pBll01.2的农杆菌转化哥伦比亚 野生型拟南芥。 1.2.3.2拟南芥转基因植株的筛选 卡那霉素筛选参考拟南芥实验手册[=4 ;并提取 T1代卡那霉素抗性植物DNA,按文献[5]的方法, 用位于pBI101.2载体多克隆位点两侧的CF1(5一 GCGGATAACAATTTCACACAGG一3)和CRl(5一 GGACGTAACATAAGGGACTGA(、_3)为引物 PCR方法检测阳性转基因拟南芥植株。 第3O卷 中南林业科技大学学报 13 而 缸。 l PpS1_+2Fro- ̄ 一 印豇 5 印s|,枷6-.RY O j G.m。 I皂J姬答元件糨关顺式作用元件 B。x4.光反应相关元件 spl・光应答作用 ◇G土相 f,光应答元件的一部分 巨羽02-site.玉米蛋白新陈代谢调节顺式作用元件▲1.b .光应答元件的一部分●G^e-m0fif ̄光应答元件_戚 I了c^ 蜘锄 ,水杨酸应笞相关作用元件I] ieI^应昝竞件 ●P .赤霉索应蓍元件■m H.1ikE序列 _∞ ,光应答相关J瞬式作用元件 _B w1.寞茁诱导作用晃件口C ̄N4-X【o , ■Tn^ ■转景起始位.占“T 雌麓特异衷达元件一起蛄窨碣子m
. ̄,. ̄12pro-S ppsl -44 Ppsl却¨3 si3P o l ̄Sl2p.ro-1 Pp¥]2peo-O 图1砂梨S z-RNase基因启动子顺式调控元件以及5’端缺失片段设计 Fig.1 Distribution of cis-acting regulatory elements in¥12-RNase promoter and its 5’一flanking deletion primers location 图1中的数字标明了各顺式调控元件在砂梨sl2-RNase基因启动子序列中的具体位置;正向箭头、反向箭头代表缺失引 物的位置及方向,并在其下表明引物名称。
2结果与分析 2.1砂梨S -RNase基因启动子5’系列缺失片段 表达载体的构建
植物表达载体均为pBI101.2是植物基因工程 中常用的载体(见图2一A),带有在细菌及植物中均 可表达的卡那霉素抗性基因以及GUS报告基因, 且在多克隆位点前不含启动子序列,可以作为载体 用于分析启动子。¥12一pro缺失片段阳性重组质粒 S12一pro-O~S12一pro-5与pBI 101.2经过Sal I和 Xba I双酶切(见图3)后,在T4 DNA连接酶作用 下进行连接,对转化子进行PCR检测,电泳结果见 图4。其中3,6号菌液扩增出与目的片段大小相一 致的特异条带,证明S12一pro已经成功连接到 pBI101.2中,构建成新植物表达载体S12一pro一(0~ 5)一GUS_pBll01.2,见图2一B。这些片段均与预期 的条带大小相同,并对测序的S12一pro-0—10、S12一 pro一1—4、S12一pro一2—2、S12一pro一3—1、S12一pro一4—1及 S12一pro-5—3测序结果比对,结果证明了S12~pro一