兔防御素NP-1基因在转基因烟草中的表达及其对烟草青枯病的抗性研究

从兔子肝脏细胞中扩增到防御素ＮＰ－１成熟的编码序列,长约２００ｂｐ。将此片段插入到切除了ＧＵＳ编码序列的ｐＢＩ１２１质粒载体中,构建成植物表达载体ＰＢＩＣ－３５ＳＮＰ１。     

卵黄蛋白原启动子驱动的防御素基因在转基因按蚊中的高效可调控性表达

遗传修饰蚊虫, 使其不传播疾病或使蚊虫种群密度下降, 是一种控制蚊媒传染病的新策略. 该策略实施的前提是能够改造蚊虫的基因组, 使得效应分子在适宜启动子驱动下, 在转基因蚊中高效特异表达. 本研究旨在评价冈比亚按蚊卵黄蛋白原启动子驱动的中华按蚊防御素基因在转基因斯氏按蚊中的表达效果. 克隆冈比亚按蚊卵黄蛋白原启动子序列, 并将其与已克隆的中华按蚊防御素基因顺式插入穿梭载体pSLFa, 然后再插入转化载体pBac[3xP3-DsRedafm]的AscⅠ位点; 将重组质粒pBac[3xP3DsRed-AgVgT2-DefA]和帮助质粒phsp-pBac DNA显微注射入斯氏按蚊的虫卵. 通过观察G1代幼虫眼部的特异荧光筛选出两株转基因阳性品系; Southern blot证明, 防御素基因的表达元件以单拷贝的形式插入到蚊基因组中; RT-PCR分析显示, 防御素基因在吸血后雌蚊的脂肪体中得到了特异高效表达, 而且防御素的表达比较内源性卵黄蛋白原能维持较长的时间, 因此多次吸血后的防御素表达呈现出可调性非周期型, 这对其发挥抗病原作用非常重要. 结果表明, 按蚊属蚊虫的卵黄蛋白原启动子和防御素基因在不同种按蚊中功能保守, 可以作为转基因抗疟研究中的候选调控分子和功能分子.     

凝集素,凝集素基因及其在植物防御中的作用

凝集素是以高亲和性将聚糖结合在糖蛋白、糖脂或多糖上的碳水化合蛋白.由于具有结合的特异性,凝集素能在细胞内、细胞间或组织间作识别分子.许多不同的植物种类、不同的器官、组织中都发现有凝集素的存在,因此,猜测它在植物中起着很基本的生物学作用.     

萤火虫荧光素酶基因在家蚕中的表达

萤火虫荧光素酶Luciferase(EC1.13.12.7)在MgATP存在时,催化D-荧光素氧化脱羧,同时发出可见光,最大发射波长为562nm.总反应式如下:Luciferin ATP O_2(?)Oxyluciferin AMP PP_i H_2O hv医学中用荧光素酶测定ATP的含量,不仅简便、准确、而且灵敏,可以检测到10~(-14)mol/L水平的ATP.近年来分子生物学中应用荧光素酶基因作报道基因.应用现代检测仪器可以检测到10~(-19)mol的酶量,比检测CAT灵敏100—1000倍.现在发展了将底物D-荧光素渗透到细     

烟草花器官实体基因的部分序列及其表达

以烟草花芽的ｃＤＮＡ一链为模板扩增出３个花器官实体基因的同源序列ＮＴＳＱＵＡ４,ＮＴＳＱＵＡ１２和ＮＴＳＱＵＡ１５。这３个克隆都包含有典型的花器官实体基因所拥的的结构域：Ｉ区,Ｋ区和Ｃ末端区。同Ａ类基因ＡＰ１和ＳＱＵＡ的氨基酸序列相比,这３个克隆有５０％－６０％的残基与它们相同。     

merB基因的序列修饰及转基因烟草对有机汞的高抗作用

由于汞污染对环境和生物的严重危害性，汞污染的治理越来越受到人们的重视。页植物修复具有经济、高效等优点，有望成为汞污染土壤修复的主要手段。通过植物基因工程方法，将细菌中催化甲基汞转变为离子汞的merB基因进行序列改造，通过农杆菌的介导转入烟草，Southern杂交检测证明得到转基因植株。转基因植株后代对有机汞表现较强的抗性，在水培条件下，有些转基因株系抗2．5μmol/L的醛酸苯汞（PMA），而0．1μmol/L的PMA则杀死野生型烟草的幼苗。随着处理浓度的升高，PMA对幼苗生长的抑制作用逐渐增强。此项研究为培育抗汞烟草，修复汞污染的土壤进行了有益的探索。     

中间脉孢霉谷氨酸脱氢酶基因的克隆及在大肠杆菌和烟草中的表达

用谷氨酸脱氢酶（GDH）提高植物氮肥利用率是国际上生物工程研究的热点之一,通过RT－PCR方法克隆了真菌中间脉孢霉（Neurospora intermedia,简称Ni),好食脉孢霉（N.sitophila),粗糙脉孢霉（N.crassa)的gdh基因,进行序列测定,前两种gdh基因的序列为首次报道。分别将上述gdh基因克隆入pET30a质粒在大肠杆菌中表达,纯化后进行酶活性及米氏常数（Km)测定,结果发现大肠杆菌表达的Ni-GDH具有更高的酶活性,其Km值在0．3－0．45mmol/L左右。选择Ni-GDH基因转化烟草,发现它能促进烟草在低氮水平下的生长。     

耐旱植物厚叶旋蒴苣苔BDN1脱水素基因的克隆及表达特性分析

根据已知植物脱水素基因保守区域设计引物,采用ＲＴ－ＰＣＲ方法从耐旱植物厚叶旋蒴苣苔的总ｃＤＮＡ中扩增出一个５００ｂｐ的与植物脱水素基因同源的序列。结合５’ＲＡＣＥ获得了植物脱水素基因家族一个新成员ＢＤＮ１的全长ｃＤＮＡ（１１４８ｂｐ）。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明,ＢＤＮ１基因在厚叶旋蒴苣苔基因组中以单拷贝形式存在,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交结果表明,该基因的表达受干旱,寒冷及ＡＢＡ的诱导。推测该基因与     

利用ubi1内含子增强Bt cry1Ah基因在转基因玉米中的表达

Bt cry1Ah基因是从国内苏云金芽胞杆菌分离株BT8中鉴定克隆的新型杀虫蛋白基因. 本研究构建了两个含有Bt cry1Ah基因的植物表达载体, 在其中一个植物表达载体(pUUOAH)的玉米Ubiquitin启动子与cry1Ah基因之间插入了玉米泛素蛋白基因ubiqutin1的第一个内含子(ubi1). 利用基因枪法将其导入玉米(Zea mays L.)胚性愈伤组织中, 得到了可育的再生植株. PCR及Southern blot检测结果表明, cry1Ah基因已整合入玉米基因组中, 并稳定遗传至下一代. 对T₁及T₂代转基因植株进行ELISA检测, 发现pUUOAH载体转基因植株Cry1Ah蛋白的平均表达量提高了20%. 对T₂代转基因植株进行了田间抗虫性鉴定, 发现转cry1Ah基因玉米对玉米螟有很高的抗性, 并且pUUOAH载体转基因植株的抗虫性好于pUOAH(无内含子)载体的转基因植株. 以上结果表明, 玉米ubi1内含子可以有效增强cry1Ah在转基因玉米中的表达.     

转基因马铃薯中病原诱导GO基因的表达及其对晚疫病的抗性

利用ＰＣＲ技术从黑曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）中扩增并克隆了葡萄糖氧化酶（ｇｌｕｃｏｓｅ ｏｘｉｄａｓｅ,简称ＧＯ）基因,并将马铃薯病原诱导型启动子（Ｐｒｐ１－１基因启动子）与其融合构建了植物表达载体ｐＣＡＭＧＯ。经农杆菌介导转化获得了转基因植株,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交显示葡萄糖氧化酶基因整合进马铃薯基因组。该基因的表达及所引起的Ｈ２Ｏ２的生成由淀粉－ＫＩ的显色反应得到证实。用马铃薯晚     

YAC介导的天蚕丝素基因向家蚕的转移及其在F_2代中的表达

天蚕(Antherae yamamai)是天蚕蛾科柞蚕属的一种大型野生绢丝昆虫,其丝质优良,素有“丝中皇后”的美称.但天蚕和家蚕(Bombyx mori)的亲缘关系较远,为了获取具有天蚕丝质性状的家蚕转化体,利用传统的遗传育种方法是行不通的,必须借助于基因转移.YAC(Yeast artificial chromosome)作为一种大容量的基因工程载体,在真核基因转移方面有其独特的优越性.天蚕和家蚕丝质基因的主要歧异存在于核心区,这种歧异反映在蛋白质水平上就表现为     

果实专一性启动子驱动ipt基因在番茄中的表达及其对番茄果实发育的影响

用PCR方法获得了番茄果实性启动子（2A12）和农杆菌（C58）Ti质粒上的ipt基因。分别构建由2A12驱动下的gus和ipt基因的植物表达载体，并使中嵌合基因经农杆菌介导转入番茄品种“中蔬4号”的基因组中，GUS组织化学活性分析表明，2A12启动子具有严格的果实表达专一性。2A12驱动ipt基因在番茄中表达，使得果实中细胞分裂素的含量增加，最终导致果实中种子发育的停滞和胎座组织的增厚，并形成无籽番茄果实，同时转基因番茄果实成熟进程受阻且果实采用的储藏保鲜时间延长了1－2周，进一步分析发现，转基因番茄坐果率和产量均有不同程度的增加，虽然可溶性糖含量略有降低，但果实中干物质和粗蛋白含量有所增高。     

cp基因的修饰引起转基因的沉默及其介导的PVX抗性

将马铃薯X病毒(potato virus X, PVX)外壳蛋白(coat protein, CP)基因(cp)编码序列中植物偏爱密码子替换成稀有同义密码子, 并将此修饰的外壳蛋白基因(cpm)及未修饰外壳蛋白基因(cp)分别置于CaMV 35S启动子后, 构建植物表达载体, 并用农杆菌介导转化烟草.Northern杂交及Run on实验结果表明, 转cpm基因烟草比转cp基因烟草发生转录后基因沉默(PTGS)的频率明显增高(从6.25%增至35%), 并且对人工接种的PVX病毒抗性显著提高.以上结果表明, 基因中密码子的替换可以明显提高转基因植株的病毒抗性.     

水稻抗病基因同源序列的克隆、定位及其表达

根据已知植物抗病基因的保守区域设计引物,从抗稻瘟病水稻品种种窄叶青８号第１链ｃＤＮＡ和基因组ＤＮＡ中扩增出３个与植物抗病基因同源的序列：Ｏｓｒ１,Ｏｓｒ２和Ｏｓｒ３,三者核苷酸水平的同源性在９８％以上。     

人工改造的Cry1Ac和Cry1Ie基因在烟草中共表达对棉铃虫有更好的杀虫活性

利用叶盘转化法获得了携带Cry1Ac, Cry1Ie和同时携带这两个基因的3种类型转基因烟草. 利用ELISA法测定转基因烟草叶片中Bt蛋白含量, 在携带两种Bt基因的转基因烟草中, Cry1Ac和Cry1Ie蛋白分别占总蛋白的0.173%和0.131%. 在携带单个基因的烟草中, Cry1Ac和Cry1Ie蛋白的含量分别为0.182% 和0.124%. 分别用野生型棉铃虫(Helicoverpa armigera)和Cry1Ac抗性棉铃虫的初孵幼虫在这3种类型的转基因烟草叶片上进行虫试, 并以未转基因烟草为负对照. 实验结果表明, 携带Cry1Ie基因的转基因烟草对这两种棉铃虫都有杀虫活性, 而携带Cry1Ac基因的转基因烟草仅对野生型棉铃虫有抗性, 携带两种Bt基因的烟草比仅含其中一个基因的烟草对这两种棉铃虫均有更好的杀虫效果. 该结果表明, 这两种Bt基因在转基因烟草中能够协同作用, 提高了烟草对害虫的杀虫效果. 同时, 转入两个Bt杀虫基因有可能成为延缓农业害虫对转基因作物产生抗性的新途径.     

衣藻肌动蛋白-绿色荧光蛋白的融合基因在烟草悬浮细胞中的表达及融合蛋白的体外聚合

将衣灌（Chlamydomonas reinhardtii)肌动蛋白（actin）基因(cDNA)与绿色荧光蛋白（green fluorescence protein,GFP)基因融合后,分别构建到原核和植物表达载体中,并在BL21plus细菌和烟草悬浮细胞（BY-2）中进行表达。通过荧光显微镜观测到重组后的融合蛋白在菌体和烟草悬浮细胞中得到正确表达。肌动蛋白-绿色荧光蛋白 的融合蛋白主要分布在烟草悬浮细胞细胞膜周围,参与膜骨架的组成,另外还大量分布于细胞核周围和细胞板的位置,同时也在细胞内形成丝状结构,参与F-actin的组成。将肌动蛋白-绿色荧光蛋白融合基因的原核表达产物经过硫酸铵分级沉淀、离子交换层析和疏水柱层析后,得以纯化,并在纯化产物中加入肌动蛋白聚合缓冲液,纯化的肌动蛋白能聚合成为丝状结构即F-actin,这表明低等藻类的肌动蛋白具有同高等植物和动物相似的性质和功能。     

cp基因的修饰引起转基因的沉默及其介导的PVX抗性

将马铃薯X病毒(potato virus X, PVX)外壳蛋白(coat protein, CP)基因(cp)编码序列中植物偏爱密码子替换成稀有同义密码子, 并将此修饰的外壳蛋白基因(cpm)及未修饰外壳蛋白基因(cp)分别置于CaMV 35S启动子后, 构建植物表达载体, 并用农杆菌介导转化烟草. Northern杂交及Run on实验结果表明, 转cpm)基因烟草比转cp基因烟草发生转录后基因沉默(PTGS)的频率明显增高(从6.25%增至35%), 并且对人工接种的PVX病毒抗性显著提高. 以上结果表明, 基因中密码子的替换可以明显提高转基因植株的病毒抗性.     

秩和基因选取方法及其在肿瘤诊断中的应用

根据基因表达谱进行肿瘤诊断是当今生物信息学领域中的一个重要研究方向, 其中最主要的问题是肿瘤相关基因的选取. 根据统计学中的秩和检验方法提出了秩和基因选取方法. 并利用支持向量机(SVM)对相关基因表达谱数据进行训练建立肿瘤诊断模型. 实验表明这种方法与模型可使得在结肠数据和白血病数据上的诊断正确率分别达到96.2%和100%.     

玉米oxylipins信号途径关键基因的克隆及其在虫害诱导防御中的作用

采用RT-PCR的方法, 从茉莉酸处理的玉米叶片中克隆了oxylipins信号途径的3个关键调控基因(ZmAOS, ZmAOC和ZmHPL) cDNA片段, 并根据同源性比较, 获得了全长cDNA. 基因表达分析表明, 甜菜夜蛾危害可以诱导oxylipins信号途径关键基因的表达, 且与外源茉莉酸甲酯的诱导作用相似; 虫害对玉米未受损伤叶片防御相关基因(主要是一些调节植物防御物质合成的基因)有明显诱导作用, 且与外源茉莉酸处理叶片的表达特性极为相似; 先用茉莉酸信号途径的抑制剂SHAM处理玉米后, 虫害不能诱导玉米防御基因的表达; 外源绿叶性气味物质(GLVs)及β-罗勒烯处理对玉米防御相关基因的表达有明显诱导作用, 同时外源GLVs及β-罗勒烯处理可以诱导茉莉酸信号途径关键调控基因的表达, 但不能诱导ZmHPL基因的表达; 用茉莉酸信号途径的抑制剂处理玉米后, GLVs处理对玉米防御基因表达的诱导作用明显降低, 说明 oxylipins信号途径在虫害诱导玉米产生化学防御的过程中起着关键作用, 茉莉酸是其中重要的内源信号物质, 而另一类oxylipins(GLVs)则作为外部的信号物质在虫害诱导植物产生系统性防御过程中起信息传递作用, 且这种外部的信号物质部分是通过茉莉酸信号途径起作用.     

TNV-A~C亚基因组表达及基因编码产物对局部枯斑症状的影响

利用烟草坏死病毒A中国大豆分离物(Tobacco necrosis virus A Chinese isolate,TNV-AC)的全长侵染性cDNA克隆构建系列突变体进行体外转录.在枯斑寄主苋色藜(Chenopodium amaranticolor)上的侵染性检测结果表明,TNV-AC亚基因组RNA1的转录起始位点位于基因组RNA的G2184,亚基因组RNA2的转录起始位点位于基因组RNA的G2460.进一步分析表明,亚基因组RNA1中p8和p6基因的翻译灭活突变可导致病毒在苋色藜上的侵染症状消失,但不影响病毒在烟草原生质体中的复制,说明p8和p6基因产物可能影响病毒在细胞之间的移动,是病毒造成枯斑所必需的基因.通过原核表达产物分析,证明了亚基因组RNA2中外壳蛋白(coat protein,CP)基因的可读框起始于基因组RNA的2612~2614位AUG.CP可读框核苷酸替换或缺失突变分析表明,完整的CP蛋白虽不是病毒建立侵染所必需的,但其翻译起始密码子区域的核苷酸序列保守性及可读框核酸序列的完整性对病毒侵染苋色藜后产生枯斑的数量、显症时间和病毒RNA的积累量具有明显影响.综合以上结果,对TNV-AC的cp基因在侵染枯斑寄主苋色藜过程中的其他功能进行了讨论.