植物表达载体构建
高效率构建包含内含子的hpRNAi植物载体

高效率构建包含内含子的hpRNAi植物载体高效率构建包含内含子的hpRNAi植物载体摘要在植物基因功能分析中广泛使用的双链RNA干扰(RNAi),是一种高效率的系统,对于制作发夹RNA(hpRNA)结构有一个很大的需求量。
在这里,我们描述了一种新的限制性连接方法,提供了包含内含子的hpRNA(ihpRNA)载体的一种简单而高效的建设。
该系统以优势型IIS的限制性内切酶BsaI和我们新的植物RNAi载体pRNAi-GG(GG)以GG克隆为基础。
这种方法需要有感兴趣的基因的BsaI 识别序列侧翼只有一个单一的PCR产物,然后可以克隆到pRNAi-GG 上在正方向和反方向同时形成ihpRNA的构造。
在这个过程中,在一个管与一个限制性连接步骤完成后,产生的重组ihpRNA具有高效率和零背景。
我们证明与pRNAi-GG载体向量生成的ihpRNA结构的效用有效沉默各种单独的内源和外源标志物基因以及同时沉默这两个基因。
此方法提供了植物功能基因组学的大规模分析的新颖的和高效率的平台。
介绍在双链RNA被发现作为一体的能触发RNA干扰(RNAi)之后[1],RNA干扰也成为一个基因功能[2-4]分析的最强大的工具。
发夹RNA(hpRNA)结构通常用于通过RNA干扰[5]的机制来诱导靶基因的degra-dation。
在植物中,含有发夹RNA的内含子(ihpRNA)配有一个内含子作为间隔序列表示出了最高基因沉默效率[6]。
因此,ihpRNA结构已被广泛用于植物中的基因沉默。
与在植物中基因序列的爆炸性释放和基因组序列,高效率和成本制作ihpRNA结构系统需求量很大。
为了便于ihpRNA结构的产生,几种方法已经被报道。
传统的连接酶的载体如pHANNIBAL和pKANNIBAL首次使用生成ihpRNA结构[6]。
该方法需要几轮限制和连接,并且因此,比较乏味和耗时。
有一种可替代地方法,GATEWAY 克隆系统为基础的RNAi载体如pHELLSGATE系列和PIPK系列已被广泛用于产生ihpRNA结构[7-9]。
甘蓝型油菜MYB4基因反义植物表达载体的构建

甘蓝型油菜MYB4基因反义植物表达载体的构建摘要:将甘蓝型油菜(Brassica napus L.)MYB4基因家族共保守的467 bp 反义片段构建到中间载体pCambia2301G中,替换GUS基因,由CaMV35S启动子驱动,形成了反义植物表达载体,命名为pCambia2301G-MYB4A,并转化到根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404中形成工程菌株,为进一步研究甘蓝型油菜MYB4基因家族的功能奠定基础。
关键词:甘蓝型油菜(Brassica napus L.);苯丙烷代谢途径;MYB4基因甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是重要的油料作物之一。
甘蓝型油菜中与苯丙烷代谢途径相关的农艺性状是研究人员长期致力于遗传改良的焦点。
经常发生的倒伏问题要求更加强壮的茎和分枝,抗病性的提高要求更高水平的受病原菌入侵而诱导的细胞壁木质化[1-3]。
另外,油菜种皮栅状细胞层中的色素主要与种皮中类黄酮类物质紧密相关,种皮中类黄酮类物质积累越多,种皮的颜色就越深,积累越少或没有时种皮就呈黄色,即呈现种胚的颜色,从而表现出黄子性状的优质特性[4,5]。
AtMYB4属于拟南芥R2R3-MYB家族的一种新的负调控转录因子,对于植株中抗紫外线类的芥子酸酯类物质的合成具有重要调控作用,该基因在大多数的植物组织中均有表达。
研究发现拟南芥AtMYB4基因突变体叶片中芥子酸酯的含量升高,并呈现出比野生型更强的紫外线耐受能力。
已报道AtMYB4转录因子调控苯丙烷代谢途径关键酶基因C4H的表达[6-8]。
因此,研究MYB4基因有利于阐明甘蓝型油菜苯丙烷类物质合成和相关性状形成的分子机理。
本研究通过构建甘蓝型油菜MYB4基因反义植物表达载体,为研究MYB4基因家族功能,阐明油菜木质素、种皮色素、花青素、植保素、芥子酸等成分的生物合成机制奠定基础。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 菌种及质粒 E. coli DH5α、根癌农杆菌(A. tumefaciens)LBA4404、植物表达中间载体pCambia2301G均由重庆市油菜工程技术研究中心保存;pMD18-T载体购自宝生物工程(大连)有限公司。
抗除草剂bar基因植物表达载体的构建与抗性功能的检测

B a n k, P CR a mp l i f i e d b y h i g h — f i d e l i t y DNA , t h e b a r g e n e f r a g me n t we r e o b t a i n e d , wh i c h we r e c o n n e c t e d
wi t h Bt 一 4 AB g e n e pl a s mi d a nd we r e c ombi n e d wi t h pBI 1 2 1 一 b a r ,t he r e c o mb i na n t p l a s mi d wa s n a me d
Ab s t r a c t : Ac c o r d i ng t O d e s i g ne d p r i me r s o f he r b i c i de r e s i s t a nc e b a r g e ne s e q u e nc e pub l i s h e d o n Ge n —
Ge n e a n d Tr a ns f o r ma t i o n o f Co t t o n
ME NG L i n g ~ z h e n , C HE N Qu a n - j i a , YANG T i n g ,
Ay i x i a mu Gu l i ~.W ANG Xi — d o n g .QU ra n — y i n g ,
p B I 1 2 1 一 b a r 。用 Hi n d Ⅲ 内切 酶切 含 B t 一 4 AB基 因 的 质 粒 并 与 p B I 1 2 1 一 b a r 重组, 重组 质粒 命名 为 p B I 1 2 1 一 b a r / B t 。
CAC3基因转运肽序列和accD基因融合植物表达载体的构建

关键 词 : 陆地 棉 ; 南芥 ;eD基 因 ; A 基 因 ; 运 肽 拟 ac c 转
中 图分 类 号 : 7 6 Q 8 文 献 标 识 码 : A 文章 编 号 :0 0~7 9 ( 0 8 0 10 0 1 2 0 )5—0 2 0 6—0 4
Z HANG — i g , n W U Ha — u , HU in b , HOU e g Yu xn CUIYa , n x e Z Ja — o Z P n
( .ntueo rpclBoce c n itc n l y, hn s a e fTo ia A r utrl 1 Istt fTo ia isin ea d Boe h oo C ieeAcd myo rpc gi l a i g l c u
sr ce T e v co fp - AC3p— c D l b sf l frf rh rn trlg n tc ta so main. tu td. h e tro BlC t a c wil e u eu l o u te au a e ei r n fr t o
所 含能 量的 8倍 多 , 是一 种 密集 的可 更新 能源 。植
4 C T n பைடு நூலகம்
1 RC LU g 1 I UT R E 6 B R l ISI C O El - I ll L l l
华 北 农 学 报 ・ 0 8, 3 5) 2 . 9 2 0 2 ( :62
C 3基 因转运 肽序 列 和 ac 基 因融 合 AC cD 植 物 表 达 载 体 的构 建
sq e c n lssid c td ta h ln d DNA rg sh v h ih s o lg o a e t h e u n e a ay i n iae h tt eco e fa me a e te hg e th moo y c mp rd wi te NCBIp bih d h u ls e d t so n 0 ae.h wi g 1 0% a d 9 n 9% . ln x rsin v co ff so rn i p p ie o AC3 e e a d a c g n s c n— P a te p e so e tro u in ta st e td f C g n n cD e e wa o
尾穗苋凝集素(ACA)基因植物表达载体的构建

苋菜凝集索家族 , 对同翅 目害虫如蚜虫 、 褐飞虱 、 叶蝉 等有 明显 的致死作 用。植物表 达载体 p A I2 0 C MBA 3 0— 3 S—O S 5 C 带有 3 S启动子及终止序列 、 5 卡那霉 素 ( a ) K n 抗性基因 N TI。载体 p E P I G MT— C A A含有 A A基因 , C 通过 P R扩增 出A A基 因。把植物表达 载体 p A I 20 3 S C C C C MBA 3 0— 5 —O S和扩增后 的A A基 因用 K nI Sl C p 和 a
s u t .T e evco a a s r e t te goatu mf c n V 1 n B 4 0 r rsr t ce r d hnt et w s rnf di oh rbc im t e i s 3 0 dL A 4 4f ee- h r t o m n A r u ae G 1 a op
(. 1曲阜师范大学生命科学学 院 , 山东 曲阜 236 ; 715
20 1 ) 50 4
2 .山东省林 木遗传改 良重 点实验 室/ 山东省林业科学 院 , 山东 济南 摘
要: 尾穗苋凝集素 ( m rn u ad ts glt i, C A aa t s u au gu nn A A)是一种存在 于尾穗苋种子 中的贮藏蛋 白 , h c a i 属
Co sr ci n o a tEx r si n Ve t r o n t u t fPl n p e so co fAma a t s o r nhu
cu au guii n AC a d tsAglt nGe e( A) n
TI AN a—y n ,P Hu ig ANG i—h n ,XI Ya “ ,BAO ng Ca og A ng Yi ,XI AN n , Ya g LIS ua g—y n h n u ,LILi ,L U i—l n I Cu a ,MAO u—h n ,YAN Xi og Li—p n 。 ig
水稻ERECTA基因组DNA的克隆及植物表达载体构建

( 1 .山东农业大学农学院 ,山东 泰安 2 7 1 0 1 8 ; 2 5 0 1 0 0 ;
2 .山东省水稻研究所/ 山东省水 稻工程 技术研究 中心 ,山东 济南 3 .山东省农 业科 学院农产品研究所 , 山东 济南
2 5 0 1 0 0 )
摘
要: 根据水稻 E R E C T A的 c D N A序列 ( G e n B a n k中的登陆号 : O s 0 6 g 0 2 0 3 8 0 0 ) , 利用 N C B I 的B l a s t 工具
Cl o n i n g 0 f I c e脚
CZ Ge n o mi c DNA a nd Co n s t r u c t i o n
o f Pl a n t Ex p r e s s i o n Ve c t o r
Ha n To n g Ka i ’ ,W a n g Yi n g Yi n g ,Li n Ho n g Zh e n ,Ch e n Cu i Xi a ,Xi e Xi a n Z 3 区域 。将拼接起来 的 g E R E C T A序 列插入 到 p C A MB I A1 3 9 0载体 , 经酶
切和测序鉴定 , 证 明重组表达质粒 中带有 g E R E C T A基 因片段 , 表明 g E R E C T A植物 表达载体 p C A M B I A1 3 9 0一
草莓psy、pds和zds基因克隆及植物表达载体的构建

A b s t r a c t T h e o p e n r e a d i n g f r a m e( O R F ) o f s t r a w b e r r y c a r o t e n o i d b i o s y n t h e s i s g e n e s p s y ,p d s a n d z d s w e r e
2 V e g e t a b l e R e s e rc a h C e n t e r ,F  ̄ j i n a A c a d e my o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,F u z h o u , 3
热 带作 物学 报 2 0 1 3 ,3 4 ( 1 ) :0 5 4 — 0 6 0
C h i n e s e J o u r n a l o f T r o D i c a l C r o
草莓 p s y 、p d s 和z d s 基 因克隆 及植物表达载体 的构建
l C r o p s Re s e a r c h I n s t i t u t e ,F  ̄ j i n a Ac a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,F u z h o u ,F  ̄ j i n a 3 5 0 0 1 3 ,C h i n a
朱 海 生1 , 2 , 3 , 陈敏 氡 ,林 珲 I 2 .建 省农业 科 学院作 物研 究所 .福建 福 州 3 5 0 0 1 3
phbB_phbC基因克隆_序列分析及植物表达载体的构建_谢安勇

植 物 学 报 1995,37(8):581—588Acta Bot anica SinicaphbB、phbC基因克隆、序列分析及植物表达载体的构建谢安勇 崔晓江* 宋艳茹(中国科学院植物研究所,北京100044)摘 要利用聚合酶链式反应(PCR)技术,从真养产碱杆菌A lcaligenes eutr op hus H16染色体DN A中扩增并克隆了调控聚- -羟基丁酸(poly- -hydro xy butyr ate,P HB)生物合成的两个关键酶基因:依赖N A DPH的乙酰乙酰CoA还原酶基因(phbB)和PHB合成酶基因(phbC)。
限制性内切酶图谱和核苷酸序列分析证实了克隆结果,并表明所克隆的基因与国外报道的有很高的同源性。
经过基因拼接,构建了块茎特异性表达的高等植物表达载体pPSA GB(嵌合phbB)、pBI BGC(嵌合phbC)和pPSA GCB(嵌合phbB和phbC双基因)。
关键词 聚合酶链式反应;phbB;phbC;基因克隆;植物表达载体CLONING AND S EQUENCING OF PHBB AND PHBC INALCALIGENES EUTROPHUS H16AND CONS TRUCTION OF THEIR PLANT EXPRESSION VECTORSXie An-yong,Cui Xiao-jiang and Song Yan-ru(Institute of B otany,Academia S inica,Bei jin g100044)AbstractNADPH-dependent acetoacety l-CoA reductase g ene(phbB)and poly- -hydrox ybu-tyrate(PHB)sy nthase gene(phbC)for biosy nthesis of PHB w ere am plified and cloned from chromosomal DNA of Alcaligenes eutrop hus H16using PCR.The restriction maps and sequencing results show that both phbB and phbC have been cloned.It w as found that the two g enes cloned were highly hom ologous in DNA sequences to those being reported abroad. By DNA processing,the authors have constructed three tuber-specific plant ex pression vec-tors:pPSAGB(containing phbB),pBIBGC(containing phbC)and pPSAGCB(containing both phbB and phbC).收稿日期:1994-11-17 接受日期:1995-03-01 *中国科学院微生物研究所,北京100080。
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植物基因工程常用的报告基因
指其编码产物能够被快速地测定、常用 来判断外源基因是否已经成功地导入寄 主细胞(器官或组织)并检测其表达活 性的一类特殊用途的基因。
作为报告基因的条件
在转化的寄主细胞中应不存在相应的内 源等位基因的活性,
其表达产物不仅不会损害寄主细胞,而 且还应具有快速、灵敏、定量和可重复 的检测特性。
检测方法
用于GUS基因检测的常用底物有三种: X-Gluc 5-溴-4-氯-3-I吲哚-B-D-葡萄糖苷酸酯 X-MUG 4-甲基伞形酮酰-B-D-葡萄糖苷酸酯 PNPG 对硝基苯B-D-葡萄糖醛酸苷 组织化学染色定位法 荧光法测定GUS活性 分光光度法测定GUS活性
组织化学染色定位法
该方法是将底物进入被测的植物组织。 将被检材料浸泡在含有底物的缓冲叶中保温,
cells).
Left, Down regulation of CaMV35S promoter in the syncytium of Heterodera schachtii monitored by expression of GFP (top). By comparison an unifected root shows regular GFP expression (bottom). Right, Image analysis of the mean red component of
植物表达载体构建
张玉刚 zyg4458@
载体 vector
克隆载体
载
体
原核表达载体
表达载体 真核表达载体
植物表达载体
质粒图谱及质粒构建
启动子 外源基因 终止子 启动子 报告基因 终止子
目的片段
(标记基因) 选择标记
载体
表达载体(expressing vector)
特点:带表达构件—转录和翻译所需的DNA序 列
共同特点
启动子的活化受到物理或化学信号的诱导; 启动子的分子结构都具有增强子、沉默子或类
似功能的序列结构; 感受特异性诱导的序列都有明显的专一性; 一部分该类型的启动子同时具有组织特异性表
达的特点; 该类启动子常以诱导信号命名,可分为光诱导
表达基因启动子、热诱导表达基因启动子、创 伤诱导表达基因启动子、真菌诱导表达启动子 和共生细菌诱导表达基因启动子。
大肠杆菌表达载体:含启动子—核糖体结合位 点—克隆位点—转录终止信号
启动子:trp-lac(tac)启动子、λ噬菌体PL启动子、T7 噬菌体启动子
核糖体结合位点(ribosome-binding site,RBS):起始 密码子(ATG)和SD序列
转录终止序列
在植物表达载体
Ti质粒的结构:
GUS酶的显色反应以底物不同而不同: 5-bromo-4-chloro-3-indole-B-D-glucuronide 靛蓝 5-bromo-6-chloro-3-indole-B-D-glucuronide 橘红 4-methylumbelliferyl-B-D-glucuronide 荧光产物
这两个基因均由核基因编码,并在胞浆 内合成含有信号肽的前体蛋白,最终输 入到叶绿体发挥生物学功能。
热诱导启动子
当植物暴露在高温下(通常35以上)或称热休 克时,植物就会在1-3小时内暂时合成一些蛋白 质或增大特异蛋白质的合成量,这些诱导下合 成的蛋白质成为热休克蛋白。
热激基因的结构分析:这些基因的5 '端有一段 保守的热激共有序列,也称为热休克因子序列 (HSE)。其含有热诱导基因表达的调控序列。
侵染植物的土壤农杆菌中带有Ti质粒,侵染植 物后会产生冠瘿瘤。Ti质粒上有一段transferDNA,长为12-24kb,能转移并整合到植物基因 组中。
细胞分裂 素基因
左边界
生长素基因
冠瘿碱合 成基因
右边界(25bp)
Vir gene
冠瘿碱代谢基因 复制起始位点
Vir基因产物可诱导Ti质粒产生T-DNA 区域的单链线性拷贝,在其他如VIR D2,VIR D4, VIR B等蛋白的协助下,穿 越农杆菌及植物细胞的细胞壁、膜等, 最后整合到染色体中。
在适宜条件下该酶可将X-Gluc水解生成蓝色物 质。 初始产物并不带有颜色,为无色的吲哚衍生物, 后经氧化二聚作用形成5,5‘-二溴-4,4’-二氯 靛蓝染料,使具有Gus活性的部位或位点呈现 蓝色。 注意:在测定时,由于植物体内的过氧化物酶 能促进氧化二聚作用,使颜色加深,所以染色 程度不能准确反映Gus活性,
三种类型
A型:可以被植物体内合成的某些产物包 括ABA、生长素、赤霉素以及创伤诱发 产生的系统素所诱导;
B型:在高温、低温、水淹以及土壤中高 浓度的盐以及重金属离子等环境因子的 作用下可被诱导;
C型:一类能够对人工合成的化学诱导物, 诸如四环素、地塞米松等作出反应。
光诱导启动子
核酮糖二磷酸羧化酶小亚基(SSrbc)基因 和光扑获复合物a/b结合蛋白(light harvesting complex protein a/b, LHCP a/b) 基因。
启动子
35S, Nos, others
蛋白质定位:GFP融合蛋白, GUS 融合蛋白 基因表达:启动子-GUS(蛋白), 启 动子-GFP(蛋白)。
启动子的种类
组成型启动子 诱导型启动子 组织特异型启动子 在某些情况下,一种类型的启动子往往兼
有其它类型启动子的特性
Constitutive promoter
T-DNA的左右边界各有25bp的重复序 列,但右边界对T-DNA的整合更为重 要。有一些早期的植物转化载体并不 含有左边界。
T-DNA区域的大部分基因只有在TDNA插入到植物基因组后才表达,表 达产物与冠瘿瘤的形成有关。
Ti质粒作为转基因载体的缺陷: ---转化后会产生植物激素,阻碍转化细 胞的再生;
---冠瘿碱合成基因对转基因植物意义不 大;
----Ti质粒长约200-800kb,过于庞大; ----Ti质粒不能在大肠杆菌中复制。
双元载体
不带有vir基因,但带有大肠杆菌及土 壤农杆菌的复制起始位点。所有基因 操作可以在大肠杆菌中完成,之后转 入一种经修饰后的Ti质粒农杆菌中, 该Ti质粒包含一整套vir,但缺失T-DNA 序列而无法转移,这样可提供仅vir基 因产物帮助双元载体转移。
番茄果实成熟特异性表达的多聚半乳糖醛酸酶 基因(polygalacturnase)启动子
花粉特异表达基因启动子(lat 52)
木质部特异表达的苯丙氨酸脂肪酶基因(pal)启 动子
Inducible promoter
在某些特定的物理或化学信号的刺激下, 此种类型的启动子可以大幅度地提高基 因的转录水平,因此,称为诱导型调节 序列。
Transgenic Arabidopsis stained for GUS activity showing promoter activity of
A) the constitutive promoter CaMV35S and B) B) the PsMTA promoter from pea
它们以重复形式出现并被6-8个核苷酸隔开,缺失 及点突变分析表明六聚体花纹的存在对维持启 动子的转录活性是必要的。
CaMV 35S启动子
来自花椰菜花叶病毒,由于启动整个CaMV基因组的一 小段重叠序列转录产物的沉降系数为35S,故将编码该 转录产物的启动子称之为35S启动子。
该启动子包括TATA盒、CAAT盒、倒转重复序列和增 强子核心序列(GTGG/TTTG)。
-75处 TGACGT核苷酸的重复的花纹结构对启 动子表达能力有作用,如果其突变,将引起核 因子与其结合力下降,导致启动子表达能力减 弱。
CaMV35S启动子加上来自AMV的一段44bp的 引导序列,可使其表达强度增加5倍(44bp序 列是翻译增强序列)。
将加倍的CaMV35S启动子与AMV引导序列结 合构成一个复合串联启动子,比未修饰的启动 子表达增强20倍。
Tissue specific promoter
在这些启动子调控下,基因的表达只发 生在某些特定的器官或组织部位,并通 常表现出发育调节的特性。
这种特异性通常以特定的组织细胞结构 和化学物理信号为存在基础。与诱导型 启动子有一定的共同点。
马铃薯块茎特异蛋白基因启动子
小麦胚乳特异表达的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基 因(ADPG-lucose pyrphosphorylase)启动子
Figure 1 a) Mature cold stored potato tubers, transformed and control, stained for GUS activity. b) In vitro-grown microtubers, transformed and control, stained for GUS activity
报告基因
1、绿色荧光蛋白基因 (GFP green fluorescence protein ) 2、B-葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因b-D-
glucuronidase ) 3、荧光素酶基因(LUC fire fly
luciferase ) 4、氯霉素乙酰转移酶基因(CAT基因) 5、抗生素基因
共整合载体
已很少用。外源基因首先克隆到一 个克隆载体上,该载体含有一段与 缺失T-DNA的Ti质粒有同源序列。 当该载体进入土壤农杆菌后,与Ti 质粒整合,然后由Ti质粒提供TDNA向植物细胞转移的vir基因产物。
病毒衍生载体
比较小,易侵染植物并大量扩 增,可大量表达蛋白,但一般 难于整合到植物基因组中。
35S可以划分为两个区域: A区:-90~+8 主要负责在胚根、胚乳的根及根组织内表
达; B区:-343~-90 主要控制胚的子叶及成熟植株的叶组织
及维管组织内表达。B区内的增强子序列可以提高表达 水平,如果35S启动子中存在两个B区将能使35S启动 子的活性提高10倍, 并对异源启动子也有作用。