植物基因的化学诱导表达系统研究进展

激活基因表达或使基因表达失活的化学诱导系统在确定基因功能及植物生物技术中有许多潜在的应用。基因表达的精确调控是化学诱导系统的重要方面。综述了植物基因的化学诱导表达系统的种类以及最新应用,并对其发展趋势进行了展望。     

微囊藻毒素和脂多糖对鲢鱼和草鱼肝脏去毒相关基因活体诱导表达的影响

采用50μg·(kg体质量)-1的微囊藻毒素·LR(MC-LR)、2 mg·(kg体质量)-1的脂多糖(LPS)和50μg·(kg体质量)-1 MC-LR+2 mg·(kg体质量)-1 LPS分别活体腹腔注射鲢鱼、草鱼,采用实时荧光定量PCR方法测定MC-LR和LPS对鲢鱼、草鱼肝脏alpha-谷胱甘肽S-转移酶(GSTA)、rho-谷胱甘肽S-转移酶(GSTR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和解偶联蛋白2(UCP2)等去毒相关基因活体诱导表达的影响.结果表明,鲢鱼、草鱼GSTA和GSTR的不同诱导变化除与两种淡水鱼类对毒素的耐受性相关外,还与毒索剂量、诱导时间等因素相关.LPS对GSTA和GSTR基因组成型、诱导型的不同作用,可能与调制因子LPS对不同生态习性淡水鱼类肝脏GST基因表达水平的调制作用不同有关.UCP2与GPX也分别在抑制过量ROS发生方面与肝脏抗氧化胁迫等方面起重要作用.     

IL-21/4-IgG4融合基因的真核表达

利用新型细胞因子IL-21的变异体IL-21/4与IgG4构成融合基因IL-21/4-IgG4. 将构建好的融合基因载体poptivec- IL-21/4-IgG4转染到中华仓鼠卵巢细胞中,成功并稳定表达了IL-21/4-IgG4融合蛋白.     

乳糖诱导大肠杆菌中重组谷氨酰胺合成酶的表达

以重组枯草芽孢杆菌谷氨酰胺合成酶（L-谷氨酸：氨连接酶,Glutamine Synthetase,GSEC6.3.1.2）蛋白表达宿主菌株BL21（DE3）（pET3C／谷氨酰胺合成酶）作为研究对象,借助SDS-PAGE分析方法,对于用乳糖诱导由T7lac启动子控制的重组目的产物蛋白的表达规律进行了优化研究,分别比较了最佳诱导起始生长量、所需乳糖的浓度、诱导持续时间、补加乳糖和氨苄青霉素及不同培养基等参数对重组产物表达的影响．实验结果表明,对于T7lac启动子控制的重组目的产物,乳糖作为诱导剂也可以起到很好的诱导表达效果,诱导产物的表达量、可溶性及酶活与IPTG诱导产物基本接近．本研究结果为乳糖作为诱导剂应用于重组大肠杆菌谷氨酰胺合成酶工业化生产提供了一定的参考依据．     

饲料添加剂硒和谷胱甘肽对微囊藻毒素胁迫下罗非鱼肝脏去毒相关基因诱导表达的影响

为从分子水平探讨饲料添加剂硒(Se)和谷胱甘肽(GSH)对淡水养殖鱼类肝脏微囊藻毒素胁迫下去毒分子机理的影响,实验杂交罗非鱼一组喂食含0.15 mg/kg Se的富硒酵母粉饲料,一组喂食含普通酵母粉的饲料,喂食一个月以上;实验尼罗罗非鱼一组喂食含1 g/kg GSH的饲料,一组喂食普通饲料,两组均饱食10 d.所有实验组再均分两组,一组腹腔注射磷酸缓冲液(PBS),一组按体质量注射腹腔注射50μg/kg微囊藻毒素-LR(MC-LR),24 h后分离肝脏组织.以β-肌动蛋白作为外参照,采用半定量RT-PCR方法研究Se和GSH分别对罗非鱼肝脏去毒相关基因转录水平的诱导改变.结果表明,未喂食Se的实验组,杂交罗非鱼肝脏alpho-可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGSTA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因mRNA表达水平在腹腔注射50μg/kg MC-LR 24 h后,均较PBS组有诱导趋势;Se+MC-LR组sGSTA和GPX基因mRNA表达水平,均较Se+PBS组略低,可能与添加剂的低剂量添加相关.喂食GSH的实验组,尼罗罗非鱼腹腔注射MC-LR组,肝脏sGSTA基因mRNA表达水平较PBS组有诱导趋势;Se+MC-LR组GPX基因mRNA表达水平,较Se+PBS组有升高趋势,而sGSTA和rho-可溶性谷胱甘肽S-转移酶(sGSTR)基因mRNA表达水平则轻微降低.本实验首次从基因表达水平比较研究了Se和GSH对罗非鱼微囊藻毒素压力情况下,肝脏去毒酶基因表达的影响变化,为Se和GSH饲料添加剂在鱼类饲料中的合理添加提供分子水平的理论依据.     

蜡梅CpPR-4基因的克隆及植物表达

在现有的蜡梅cDNA文库的基础上克隆了蜡梅病程相关蛋白4基因,并将其克隆至植物表达载体pCAM-BIA2301g上,构建了该基因的融合表达载体pCAMBIA2301g/CpPR-4,转入至大肠杆菌LBA4404后利用叶盘法转化至烟草并进行相关功能分析,通过抗病性实验及低温胁迫实验分析,转基因烟草对病毒无明显抗性,对低温不利环境有一定抗性.     

IL-21/4—IgG4融合基因的真核表达

利用新型细胞因子IL-21的变异体IL-21/4与IgG4构成融合基因IL-21/4—IgG4。将构建好的融合基因载体poptivec- IL-21/4—IgG4转染到中华仓鼠卵巢细胞中，成功并稳定表达了IL-21/4—IgG4融合蛋白，证明了此融合蛋白真核表达的可行性，并为以后进一步研究，以及大量生产和应用IL-21/4打下了基础。     

EGFP-IgG4融合基因真核表达载体的构建及其表达

构建增强型绿色荧光蛋白（Enhanced Green Fluorescent Protein, EGFP）和IgG4基因的融合蛋白真核表达载体pMM-EGFP-IgG4/WG,转染至中华仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary,CHO)中成功表达,并发出绿色荧光,证明pMM-EGFP-IgG4/WG是一种良好的生产分泌型外源融合蛋白的阳性对照.     

血管内皮细胞中表达的TNFα诱导基因的分离

使用一种快速而高效的分离差别表达基因的新方法－抑制消减杂交法，分离了在ＴＮＦα作用后血管内皮细胞中差异宾ｃＤＮＡ，并经反向Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交试验证实。初步确认ＴＮＦα作用后诱导血管内皮细胞内一些分子的表达，为进一步研究了ＴＮＦα对血管内皮细胞的作用机制打下了基础。     

苜蓿愈伤组织诱导及GUS基因瞬时表达

用电击转化法将质粒pBI121(含GUS基因,β-葡萄糖苷酸酶基因）导入苜蓿愈伤组织的小细胞团内,利用组织化学定位实验检测到GUS基因在受体组织中的瞬时表达。     

柠檬醛诱导的拟南芥抗旱性及差异表达基因分析

本研究旨在探讨柠檬醛在植物抗旱方面的潜在应用价值.以不同浓度的柠檬醛处理拟南芥,我们发现200μmol/L柠檬醛处理的拟南芥在随后干旱胁迫下的存活率高达80%,而未经柠檬醛处理的对照组只有40%左右.转录组测序(RNA-seq)分析发现经200μmol/L柠檬醛处理后有230个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),DEGs在GO功能注释和KEGG通路中分别显著富集为应激反应和内质网中的蛋白质加工,且上调表达的DEGs许多都与热激蛋白家族相关.从中挑选4个(AT1G07400,AT2G26150,AT4G25200,AT4G12400)进行RT-qPCR验证,发现其反映的表达水平和RNA-seq数据一致.本研究表明200μmol/L柠檬醛处理可以诱导拟南芥产生抗旱性,并可能通过热激蛋白使干旱胁迫后部分解折叠的功能蛋白恢复生理活性状态,从而使拟南芥显示出对干旱更强的耐受性和抵抗力.     

辛伐他汀治疗高胆固醇血症小鼠过程中肝脏的差异表达基因

为了研究辛伐他汀治疗高胆固醇血症过程中肝脏的差异表达基因,我们利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了高胆固醇血症小鼠及高胆固醇血症经辛伐他汀治疗小鼠的肝脏双向差异表达基因文库,并采用改进的negative subtraction chain(NSC)方法去除正向文库的绝大部分假阳性背景,使得SSH文库的容量缩小了近50倍,对筛选到14个差异表达克隆再经过斑点杂交验证,最终获得8个阳性克隆.经DNA序列测定和基因功能分析,结果表明,辛伐他汀治疗高胆固醇血症过程中,小鼠肝脏差异表达的已知功能基因主要有以下几类:脂类代谢基因、炎性免疫反应相关基因、细胞粘附基因、逆境胁迫基因.改进的NSC和SSH技术的结合使用,大大地增加了差异表达基因文库的阳性率,提高了获得差异表达基因的效率.     

闽南近海常见鲨鳐类肝脏的脂质组成

运用薄层层析和硅酸柱层析法，分析了闽南近海１７种常见鲨鳐类肝脏的脂质组成特点，结果表明，这些鲨鳐类的肝脂组成非常相似，以甘油三酯为主要成分，在尖头斜齿鲨中约占肝脏总脂的９０％．此外，还包括少量的烃类、胆甾醇酯、游离脂肪酸、甾醇和磷脂等．     

党参CpSUC4基因全长克隆及表达分析

蔗糖为党参多糖合成的重要前体物质,而其在植物体内的转运主要通过蔗糖转运蛋白(sucrose/H+cotransporter,SUC)来完成,但是SUC与多糖合成的关系尚不清楚。文章根据党参转录组数据克隆得到党参SUC(CpSUC4)基因全长,并通过生物信息学、原核表达及qRT-PCR技术分析CpSUC4基因表达与党参多糖合成之间的相关性。结果表明,克隆所得CpSUC4基因全长1 488bp,编码495个氨基酸,预测定位于液泡中,原核表达分析显示CpSUC4融合蛋白大小约为60kDa,其与菊科向日葵、菊苣、莴苣亲缘关系较近。在党参根系、花组织中党参多糖含量及CpSUC4基因表达量均显著高于叶。表明本研究克隆得到的CpSUC4基因的表达与党参多糖合成具有一定的相关性。     

陆地棉成花素同源基因GhFT1原核表达载体的构建及诱导表达分析

为了进一步研究棉花Gh FT1蛋白的功能,本研究构建了原核表达载体p ET30a-Gh FT1,并转化至宿主菌株BL21(DE3)中,研究蛋白表达和构建抗体。研究结果发现,37℃条件下,1.0 mmol/L的异丙醇-β-D-半乳糖苷(ITPG)在不同诱导时间下Gh FT1蛋白均可表达,并且目的蛋白主要以包涵体和可溶蛋白的形式存在。制备抗体后经酶联免疫吸附剂测定(ELISA)检测表明,抗体血清与纯化的Gh FT1重组蛋白有良好的免疫反应性。该研究可为深入研究棉花Gh FT1蛋白的生物学功能奠定基础。     

白粉菌诱导的小麦品种Brock的差异表达基因解析

为了解抗病小麦品种Brock对白粉菌的抗性机制,采用m RNA差异显示技术(DDRT-PCR)和反向Northern杂交技术分析小麦Brock在白粉菌诱导下的差异表达基因.对照组共获得5 072个片段,诱导组获得5 366个片段,反向Northern杂交筛选后,获得94个差异表达片段.基因测序和Blast比对后,共有71个片段得到功能注释,涉及抗病防御相关基因、能量代谢相关基因、转录因子、次级代谢相关基因以及信号转导基因等.选取与RPP13同源的片段7和与MYB44同源的片段10进行半定量表达模式分析,发现白粉菌诱导后这2个基因的表达明显上调,在染菌8 h后达到峰值,表明二者可能参与Brock白粉菌侵染的早期应答反应.     

NADH诱导的牛心肌线粒体的脂质过氧化

在ＡＤＰ－Ｆｅ３＋存在下，ＮＡＤＨ可诱导牛心肌线粒体发生脂质过氧化作用．以丙二醛的生成量来衡量脂质过氧化水平，研究ＮＡＤＨ，ＡＤＰ，Ｆｅ３＋及反应时间对线粒体脂质过氧化的影响     

PGC-1β拮抗LPS诱导的肝脏Hepcidin表达升高及铁过度堆积

探讨PGC-1β在调节肝脏Hepcidin表达及铁代谢稳态中的作用.在脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)处理的小鼠肝脏和原代肝细胞中,通过RT-q PCR和Western Blot实验检测PGC-1β及Hepcidin的表达.使用腺病毒介导的过表达和干扰手段,研究PGC-1β对本底及LPS刺激下Hepcidin表达的影响.最后,通过普鲁士蓝染色法探究PGC-1β对LPS刺激后肝脏铁离子堆积的影响.结果表明:(1)LPS在体内和体外水平,均可显著抑制PGC-1β的表达,而增加Hepcidin的表达;(2)过表达PGC-1β能抑制LPS诱导的Hepcidin表达及胞内铁堆积.综上,PGC-1β可以拮抗LPS诱导的Hepcidin表达升高及铁的过度堆积.