莱茵衣藻外源基因整合特征分析及蛋白表达

将衣藻表达载体pSP108转化莱茵衣藻细胞壁缺陷型藻株CC-400,通过接头PCR获得并分析阳性转化子中ble基因的侧翼序列发现:外源基因的插入位点呈现随机性,并且有些转化子中衣藻基因组和质粒序列发生断裂和重排.通过间接ELISA分析外源蛋白表达量,并结合外源基因整合状态时发现:在ble基因启动子核心区域缺失的阳性转化子中,ble可以利用自身基因启动子进行蛋白表达,但表达量相比使用质粒载体PSP108上RBCS2启动子的表达量要低;在部分启动子完整的阳性转化子中蛋白表达量低下,可能与衣藻基因组大片段的缺失相关.     

gpd1基因莱茵衣藻表达载体构建及农杆菌介导转化莱茵衣藻

甘油3-磷酸酰基转移酶基因(gpd1)可以调控植物脂质代谢中关键酶甘油-3-磷酸脱氢酶(GPDH)的活性,能促进植物脂质合成。本研究以莱茵衣藻FACHB-479为受体,通过克隆酵母gpd1基因,构建莱茵衣藻的农杆菌双元表达载体pRI-Ble-GPD1,首次以农杆菌介导法将携带在农杆菌LBA4404的gpd1基因转移到FACHB-479基因组。在含有10μg/m L博莱霉素的TAP平板筛选得到抗性藻体细胞。经过分子生物学PCR及RTPCR鉴定,获得转基因藻FACHB-GPD。尼罗红染色法鉴定分析FACHB-GPD细胞中油脂含量增高1.3~1.52倍。该研究表明农杆菌介导外源gpd1基因在莱茵衣藻FACHB-479基因组的过表达能增加脂肪酸含量,从而提高其产油能力。     

莱茵衣藻叶绿体PsbA启动子的克隆及其活性验证

为验证莱茵衣藻叶绿体基因PsbA启动子活性,提取了莱茵衣藻总DNA。设计基因PsbA启动子引物,以总DNA为模板,利用PCR法扩增,然后与质粒P64D连接。将重组质粒转入大肠杆菌Dh5α。用氨苄青霉素和壮观霉素筛选,进行活性验证。结果成功地从莱茵衣藻基因组中克隆出PsbA启动子片段(1 161 bp),获得了氨苄青霉素和壮观霉素抗性菌落,表明该序列具有启动子活性。     

β-内酰胺酶基因在谷氨酸产生菌T_6-13染色体上的整合与表达

以质粒pUC13编码的β-内酰胺酶基因为外源基因,通过随机连接谷氨酸产生菌T_6-13染色体DNA片段后转化T_6-13原生质体,使其整合到染色体上,得以表达.在实验条件下,所测19株转化子的抗性都有很高的稳定性,其中10株能百分之百地保持抗性.经生物素标记的pUC13为探针的分子杂交实验证实抗性基因已整合到T_6-13菌染色体DNA上。     

PINⅡ基因通过花粉管通道法转化水稻的研究

利用花粉管通道法，用含抗除草剂基因bar及抗虫基因pin2的质粒pTW-α转化中灿HD357。经用除草剂Basta进行筛选，得到5株抗性苗。对其进行初步PCR检测，结果表明，有4株PCR结果呈阳性。用PINⅡ基因探针对其进行Southern杂交分析，有2株表现出有杂交信号，说明外源基因已整合转入到水稻基因组中。抗虫性实验尚待继续进行。     

大肠杆菌yigP基因启动子的定位

在已知大肠杆菌yigP基因的最小功能片段为yigP-P4P2基础上,将该片段装载于无外源启动子的载体质粒上,通过功能回补yigP基因缺陷株JDP14,发现其可以代替温敏质粒,保证大肠杆菌正常生长,推断其包含完整转录单元。RT-PCR结果显示该片段内部有转录产物,即yigP-P4P2片段具有转录独立性。将不同长度的yigP-P4P2亚片段克隆到启动子探针质粒pSP-Z上,通过对重组菌进行蓝白斑筛选及β-半乳糖苷酶活性测定,结果显示pP40V3-Z/JM83和pP40V4-Z/JM83可观测到蓝色菌斑,并检测到较弱的β-半乳糖苷酶活性,由此表明大肠杆菌yigP基因启动子位于该片段上游,下游边界位于引物V4区域内。     

β—内酰胺酶基因在谷氨酸产生菌T6—13染色体上的…

以质粒ｐＵＣ１３编码的β－内酰胺酶基因为外源基因，通过随机连接谷氨酸产生菌Ｔ６－１３染色体ＤＮＡ片段后转化Ｔ６－１３原生质体，使其整合到染色体上，得以表达。在实验条件下，所测１９株转化子的抗性都有很高的稳定性，其中１０株能百分之百地保持抗性。经生物素标记的ｐＵＣ１３为探针的分子杂交实验证实抗性基因已整合到Ｔ６－１３菌染色体ＤＮＡ上。     

盐生杜氏藻和衣藻双结构域NAD+GPD基因的生物信息学分析

将盐生杜氏藻(Dunaliella salina)双结构域(SerB和GPD)3-磷酸甘油脱氢酶基因(NAD+-GPD)序列与莱茵衣藻全基因组进行比对,发现莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)中也存在具有SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因序列.在对两个物种NAD+-GPD基因的基因结构、mRNA组成成分、编码蛋白及其理化性质和编码蛋白结构的分析中,发现二者具有较高的相似性.针对目前仅在盐藻和衣藻中发现含SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因这一现象,分别对SerB和GPD结构域同源基因的系统进化进行了分析.     

盐生杜氏藻和衣藻双结构域NAD+-GPD基因的生物信息学分析

盐生杜氏藻（Dunaliella salina）是极端耐盐的单细胞真核绿藻,依赖于NAD的3－磷酸甘油脱氢酶（NAD+-GPD）是盐生杜氏藻调渗物质——甘油合成的关键酶.盐生杜氏藻NAD+-GPD基因是第一个被发现含双结构域（SerB和GPD）的GPD基因.而双结构域可能是盐生杜氏藻具有极强耐盐性和快速合成甘油的关键.通过与莱茵衣藻基因组数据库比对,发现莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）中也存在具有SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因序列.在对两个物种NAD+-GPD基因的基因结构、mRNA组成成分、编码蛋白及其理化性质和编码蛋白结构的分析中,发现二者具有较高的相似性.针对目前仅在盐藻和衣藻中发现含SerB和GPD结构域的NAD+-GPD基因这一现象,分别对SerB和GPD结构域同源基因的系统进化进行了分析.     

油菜耐热基因（BnTR1）转化多年生黑麦草丛生芽的研究

油菜耐热基因(BnTR1)克隆自油菜,编码一种E3连接酶.为验证它的抗逆功能,本研究用携带BnTR1和新霉素磷酸转移酶(neomycin phosphotransferase,nptⅡ)基因的植物表达载体pCAMBIA2301-TR1的根癌农杆菌EHA105,对多年生黑麦草丛生芽进行遗传转化.经共培养和巴龙霉素筛选培养,获得了175株抗性植株.通过PCR和RT-PCR检测,获得62株转基因植株.结果表明,外源BnTR1基因已整合到转基因植株基因组中并在转录水平上表达.初步抗旱检测表明,BnTR1基因能明显提高转基因植株的抗逆能力.     

近交系小鼠微卫星DNA引物的筛选和Tm值优化研究

目的通过对近交系小鼠微卫星引物的筛选和Tm值优化研究,以探索小鼠DNA多态性检测方法。方法随机选用32对位于小鼠不同染色体的微卫星引物,用PCR扩增方法对常用C57BL/6、C3H、BALB/c、DBA/2、129、FVB及SCID近交系小鼠DNA多态性进行扩增和电泳分析,并对其中25对引物的Tm值进行优化。结果 25对引物可稳定扩增,2对引物在不同品系小鼠间表现为单态性,23对引物在不同品系间呈多态性,10对引物呈显著多态性(3～4个态性)。结论所筛选和优化的25对微卫星引物,对不同品系小鼠DNA可稳定扩增,其电泳结果具有较高的DNA多态性,可反映不同品系小鼠的遗传概貌。     

用PCR法检测苏云金杆菌的溶原性噬菌体

根据苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,B.t)溶原性噬菌体G IL01(GenBank Accession Number:AJ536703)的同源序列设计一对引物,用35株B.t标准菌株和生产菌株MZ1(血清型H3 a3b)的过夜培养物作模板,结果有16株菌株包括MZ1能扩增出大小约为750 bp的预期产物,推测这16株菌为溶原菌。MZ1菌株的过夜培养液与指示菌ZK1(血清型H25)混匀并在双层琼脂上培养12 h后出现了滴度为2×107pfu的噬菌斑,从而证明生产菌株MZ1确为溶原菌;又以G IL01同源性较高的其它四个基因设计引物,分别以MZ1的培养物及其溶原性噬菌体基因组为模板进行PCR扩增,结果两者得到几乎一致的带型,进一步证明了生产菌株MZ1为溶原菌,说明利用PCR法检测鉴定苏云金杆菌的溶原性是可行的。比较指示菌方法、直接电镜法和DNA鉴定法,PCR法快速简便,对B.t生产上快速检测其溶原性噬菌体有实用意义。     

Spexin转基因小鼠的构建及表型初步分析

Spexin是一种具有多种生物学功能的神经肽,在代谢疾病及神经系统疾病中发挥重要作用.为了深入研究spexin的生理功能和相关机制,构建了spexin转基因小鼠,通过检测血液中spexin含量以及糖耐受实验,对模型小鼠进行了初步的表型分析.利用piggyBac(PB)转座子技术培育spexin转基因小鼠,采用聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)和酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)分别在基因层面和蛋白层面验证了模型动物是否构建成功.之后用饲喂高脂饲料的雄性小鼠进行糖耐受实验,对转基因模型小鼠进行表型分析.PCR结果显示,以靶向spexin的两对引物扩增,转基因型小鼠基因组DNA中能分别扩增出300 bp和301 bp的片段,而野生型小鼠则不能.ELISA结果中,转基因型小鼠血清中spexin含量较野生型小鼠显著升高;同一表型中,雌雄小鼠间血清中spexin水平无明显差异.饲喂高脂饲料85 d内,转基因型小鼠和野生型小鼠体重变化未观察到显著差异;糖耐受结果显示,转基因型小鼠每个时间点血糖浓度均低于野生型小鼠,且在15 min时具有显著性差异.结果显示成功构建了过表达spexin基因的小鼠模型.spexin表达水平的升高在一定程度上提高了C57BL/6小鼠的糖耐受能力.该模型为进一步研究spexin基因在动物体内的功能以及在代谢疾病发病机制中的作用奠定了基础.     

根癌农杆菌介导的百脉根遗传转化体系的优化研究

百脉根(L otus corn icu la tus L.)是世界著名的多年生优良豆科牧草之一,也是常见的庭院观赏植物.本文通过比较不同根癌农杆菌转化百脉根的效率和优化百脉根子叶遗传转化的条件,建立了一套有效的遗传转化体系.实验结果表明,EHA 105作为宿主菌对百脉根进行转化较LBA 4404和GV 3101具有更高的转化率;5 d苗龄的子叶最适合作为转化的外植体;浸染过程中0.05 M Pa负压处理5 m im以及在共培养培养基中添加20 m g/L的乙酰丁香酮均可提高转化效率.卡那霉素抗性植株经3次选择继代培养后,PCR检测全部为阳性.对部分PCR阳性植株进行PCR-Sou thern杂交,证实PCR产物真实可靠,表明外源基因已整合进入百脉根基因组中.     

基于松材线虫全基因组序列的SSR标记开发

为了研究松材线虫在我国的群体遗传关系及传播路径,获得更为稳定的松材线虫分子标记,使用MISA软件对松材线虫全基因组10 432条DNA片段进行搜索,共获得95个gSSR位点。其中,二核苷酸重复出现频率最高,占全部SSR位点的66.3%。依据所有gSSR位点共设计出36对引物,以1份松材线虫DNA pooling(包含我国46个不同地理来源的松材线虫虫株DNA)为模板进行PCR,产物由QIAxcel全自动凝胶电泳分析系统检测,获得17对可能具有多态性的gSSR引物。进一步对这17对引物的PCR产物进行单克隆试验并测序,BioEdit软件拼接比对结果表明,其中9对确实具有多态性。     

利用CODEHOP设计简并引物克隆红色红曲霉丝氨酸羧肽酶基因片段和序列分析

利用CODEHOP(Consensus-Degenerate Hybrid Oligonucleotide Primers)软件设计了红色红曲霉丝氨酸羧肽酶基因片段的简并引物,选取1对简并引物进行逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR),得到348 bp的聚合酶链式反应产物,经pMD18-T载体克隆转化至大肠杆菌DH5α中,测序后进行BLASTX比对,发现此DNA产物与其他丝氨酸羧肽酶基因序列有相似性,推断所克隆的产物即为红色红曲霉的丝氨酸羧肽酶基因片段.     

鱼腥藻铁调蛋白基因(alr0957)表达和Fe~(3+)对藻生长的影响

根据CyanoBase提供的鱼腥藻PCC7120 FurC基因(alr0957)序列信息设计特异性引物,用降落PCR法从染色体DNA中扩增得约450 bp目的片段.运用TA克隆将其连接到pMD18-T载体上,经筛选测序获得阳性重组质粒.再经过双酶切、纯化FurC基因,连接原核表达载体pET-28a(+),并转化表达菌株BL21和IPTG诱导表达.经测序鉴定的阳性菌株中的FurC,运用SDS-PAGE检测重组蛋白,并利用镍柱层析法纯化目的蛋白.由藻细胞密度、叶绿素a含量、可溶性糖含量等改变探讨不同Fe3+浓度对藻类生长的影响.结果表明:在37℃经1 mmol/L IPTG诱导18 h,成功表达了分子量约为19000的融合蛋白.小于0.5mg/L Fe3+促进藻生长,大于0.9 mg/L Fe3+抑制藻生长,最适藻生长Fe3+浓度为0.5⁰.9 mg/L.     

转基因小球藻生长动力学、藻粉和油脂产量的研究

对3株导入外源基因的转基因小球藻(Chlorella ellipsoidea SD-0702,C.ellipsoidea SD-0705,C.ellipsoidea SD-0706)进行生长动力学、藻粉产量和产油脂能力的研究,并且与野生型小球藻(C.ellipsoidea SD-0701)进行比较.结果表明:(1)SD-0705的比生长速率最大,代时最短,与SD-0706的比生长速率均高于SD-0701,SD-0702则低于SD-0701;(2)SD-0705和SD-0706的藻粉得率均高于SD-0701,SD-0702则较野生型小球藻低;(3)SD-0705的油脂产量最高,为0.470 g/L,高于SD-0701,其他2株转基因小球藻的油脂产量均低于野生型小球藻.由此筛选出SD-0705作为藻粉和油脂的高产藻株.