如何构建载体和转化体检测

如何构建载体

1 启动子的选用和改造

外源基因表达量不足往往是得不到理想的转基因植物的重要原因。由于启动子在决定基因表达方面起关键作用，因此，选择合适的植物启动子和改进其活性是增强外源基因表达首先要考虑的问题。

目前在植物表达载体中广泛应用的启动子是组成型启动子，例如，绝大多数双子叶转基因植物均使用CaMV35S启动子，单子叶转基因植物主要使用来自玉米的Ubiquitin启动子和来自水稻的Actinl启动子。在这些组成型表达启动子的控制下，外源基因在转基因植物的所有部位和所有的发育阶段都会表达。然而，外源基因在受体植物内持续、高效的表达不但造成浪费，往往还会引起植物的形态发生改变，影响植物的生长发育。为了使外源基因在植物体内有效发挥作用，同时又可减少对植物的不利影响，目前人们对特异表达启动子的研究和应用越来越重视。已发现的特异性启动子主要包括器官特异性启动子和诱导特异性启动子。例如，种子特异性启动子、果实特异性启动子、叶肉细胞特异性启动子、根特异性启动子、损伤诱导特异性启动子、化学诱导特异性启动子、光诱导特异性启动子、热激诱导特异性启动子等。这些特异性启动子的克隆和应用为在植物中特异性地表达外源基因奠定了基础。例如，瑞士CIBA-GEIGY公司使用PR-IA启动子控制转基因烟草中Bt毒蛋白基因的表达，由于该启动子可受水杨酸及其衍生物诱导，通过喷酒廉价、无公害的化学物质，诱导抗虫基因在虫害重发生季节表达，显然是一个十分有效的途径。

在植物转基因研究中，使用天然的启动子往往不能取得令人满意的结果，尤其是在进行特异表达和诱导表达时，表达水平大多不够理想。对现有启动子进行改造，构建复合式启动子将是十分重要的途径。例如，Ni等人将章鱼碱合成酶基因启动子的转录激活区与甘露碱合成酶基因启动子构成了复合启动子，GUS表达结果表示：改造后的启动子活性比35S启动子明显提高。吴瑞等人将操作诱导型的PI-II基因启动子与水稻Actinl基因内含子1进行组合，新型启动子的表达活性提高了近10倍（专利）。在植物基因工程研究中，这些人工组建的启动子发挥了重要作用。

2 增强翻译效率

为了增强外源基因的翻译效率，构建载体时一般要对基因进行修饰，主要考虑三方面内容：

2.1添加5｀-3｀-非翻译序列

许多实验已经发现，真核基因的5｀-3｀-非翻译序列（UTR）对基因的正常表达是非常必要的，该区段的缺失常会导致mRNA的稳定性和翻译水平显著下降。例如，在烟草花叶病毒（TMV）的126kDa蛋白基因翻译起始位点上游，有一个由68bp核苷酸组成的Ω元件，这一元件为核糖体

提供了新的结合位点，能使Gus基因的翻译活性提高数十倍。目前已有许多载体中外源基因的5｀-端添加了Ω翻译增强序列。Ingelbrecht等曾对多种基因的 3｀-端序列进行过研究，发现章鱼碱合成酶基因的3｀-端序列能使NPTII基因的瞬间表达提高20倍以上。另外，不同基因的3｀-端序列增进基因表达的效率有所不同，例如，rbcS3｀-端序列对基因表达的促进作用比查尔酮合酶基因的3｀-端序列高60倍。

2.2 优化起始密码周边序列

虽然起始密码子在生物界是通用的，然而，从不同生物来源的基因各有其特殊的起始密码周边序列。例如，植物起始密码子周边序列的典型特征是AACCAUGC,动物起始密码子周边序列为CACCAUG，原核生物的则与二者差别较大。Kozak详细研究过起始密码子ATG周边碱基定点突变后对转录和翻译所造成的影响，并总结出在真核生物中，起始密码子周边序列为ACCATGG时转录和翻译效率最高，特别是-3位的A对翻译效率非常重要。该序列被后人称为Kozak序列，并被应用于表达载体的构建中。例如，有一个细菌的几丁质酶基因，原来的起始密码周边序列为UUUAUGG，当被修饰为ACCAUGG，其在烟草中的表达水平提高了8倍。因此，利用非植物来源的基因构建表达载体时，应根据植物起始密码子周边序列的特征加以修饰改造。

2.3对基因编码区加以改造

如果外源基因是来自于原核生物，由于表达机制的差异，这些基因在植物体内往往表达水平很低，例如，来自于苏云金芽孢杆菌的野生型杀虫蛋白基因在植物中的表达量非常低，研究发现这是由于原核基因与植物基因的差异造成了mRNA稳定性下降。美国Monsanto公司Perlak等人在不改变毒蛋白氨基酸序列的前提下，对杀虫蛋白基因进行了改造，选用植物偏爱的密码子，增加了GC含量，去除原序列下影响mRNA稳定的元件，结果在转基因植株中毒蛋白的表达量增加了30～100倍，获得了明显的抗虫效果。

3 消除位置效应

当外源基因被移人受体植物中之后，它在不同的转基因植株中的表达水平往往有很大差异。这主要是由于外源基因在受体植物的基因组内插入位点不同造成的。这就是所谓的"位置效应"。为了消除位置效应，使外源基因都能够整合在植物基因组的转录活跃区，在目前的表达载体构建策略中通常会考虑到核基质结合区以及定点整合技术的应用。

核基质结合区（matrix association region,MAR）是存在于真核细胞染色质中的一段与核基质特异结合的DNA序列。一般认为，MAR序列位于转录活跃的DNA环状结构哉的边界，其功能是造成一种分割作用，使每个转录单元保持相对的独立性，免受周围染色质的影响。有关研究表明，

将MAR置于目的基因的两侧，构建成包含MAR-gene-MAR结构的植物表达载体，用于遗传转化，能明显提高目的基因的表达水平，降低不同转基因植株之间目的基因表达水平的差异，减少位置效应。例如，Allen等人研究了异源MAR（来自酵母）和同源MAR（来自烟草）对Gus基因在烟草中表达的影响，发现酵母的MAR能使转基因表达水平平均提高12倍，而烟草本身的MAR能使转基因的表达水平平均提高60倍。使用来源于鸡溶菌酶基因的MAR也可起到同样作用。

另一可行的途径是采用定点整合技术，这一技术的主要原理是，当转化载体含有与寄主染色体同源的DNA片段时，外源基因可以通过同源重组定点整合于染色体的特定部位。实际操作时首先要分离染色体转录活性区域的DNA片段，然后构建植物表达载体。在微生物的遗传操作中，同源重组定点整合已成为一项常规技术，在动物中外源基因的定点整合已获得成功，而在植物中除了叶绿体表达载体可实现定点整合以外，细胞核转化中还很少有成功的报道。

4 构建叶绿体表达载体

为了克服细胞核转化中经常出现的外源基因表达效率低，位置效应及由于核基因随花粉扩散而带来的不安全性等问题，近几年出现的一种新兴的遗传转化技术--叶绿体转化，正以它的优越性和发展前景日益为人们所认识并受到重视。到目前为止，已在烟草、水稻、拟南芥、马铃薯和油菜（侯丙凯等，等发表）5种植物中相继实现了叶绿体转化，使得这一转化技术开始成为植物基因工程中新的生长点。

由于目前多种植物的叶绿体基因组全序列已被测定，这就为外源基因通过同源重组机制定点整合进叶绿体基因组奠定了基础，目前构建的叶绿体表达载体基本上都属于定点整合载体。构建叶绿体表达载体基本上都属于定点事例载体。构建叶绿体表达载体时，一般都在外源基因表达盒的两侧各连接一段叶绿体的DNA序列，称为同源重组片段或定位片段（Targeting fragment）。当载体被导入叶绿体后，通过这两个片段与叶绿体基因组上的相同片段发生同源重组，就可能将外源基因整合到叶绿体基因组的特定位点。在以作物改良为目的的叶绿体转化中，要求同源重组发生以后，外源基因的插入既不引起叶绿体基因原有序列丢失，又不致于破坏插入点处原有基因的功能。为满足这一要求，已有的工作都选用了相邻的两个基因作为同源重组片段，例如

rbcL/accD，16StrnV/rpsl2rps7,psbA/trnK,rps7/ndhB。当同源重组发生以后，外源基因定点插入在两个相邻基因的间隔区，保证了原有基因的功能不受影响。最近，Daniel等利用烟草叶绿体基因trnA和trnI作为同源重组片段，构建了一种通用载体（universal vector）。由于trnA和trnI的DNA序列在高等植物中是高度保守的，作者认为这种载体可用于多种不同植物的叶绿体转化。如果这种载体的通用性得到证实，那么这项工作无疑为构建方便而实用的新型叶绿体表达载

体提供了一个好的思路。

由于叶绿体基因组的高拷贝性，定点整合进叶绿体基因组的外源基因往往会得到高效率表达，例如McBride等人首次将Bt CryIA(c)毒素基因转入烟草叶绿体，Bt毒素蛋白的表达量高达叶子总蛋白的3%～5%，而通常的核转化技术只能达到0.001%～0.6%。最近，Kota等将Bt Cry2Aa2蛋白基因转入烟草转入烟草叶绿体，也发现毒蛋白在烟草叶子中的表达量很高，占可溶性蛋白的2%～3%，比细胞核转化高出20～30倍，转基因烟草不仅能抗敏感昆虫，而且能够百分之百地杀死那些产生了高抗性的昆虫。Staub等最近报道，将人的生长激素基因转入烟草叶绿体，其表达量竟高达叶片总蛋白的7%，比细胞核转化高出300倍。这些实验充分说明，叶绿体表达载体的构建和转化，是实现外源基因高效表达的重要途径之一。

5 定位信号的应用

上述几种载体优化策略主要目的是提高外源基因的转录和翻译效率，然而，高水平表达的外源蛋白能否在植物细胞内稳定存在以及积累量的多少是植物遗传转化中需要考虑的另一重要问题。

近几年的研究发现，如果某些外源基因连接上适当的定位信号序列，使外源蛋白产生后定向运输到细胞内的特定部位，例如：叶绿体、内质网、液泡等，则可明显提高外源蛋白的稳定性和累积量。这是因为内质网等特定区域为某些外源蛋白提供了一个相对稳定的内环境，有效防止了外源蛋白的降解。例如，Wong等将拟南芥rbcS亚基的转运肽序列连接于杀虫蛋白基因之前，发现杀虫蛋白能够特异性地积累在转基因烟草的叶绿体内，外源蛋白总的积累量比对照提高了10～20倍。最近，叶梁、宋艳茹等也将rbcS亚基的转运肽序列连接于PHB合成相关基因之前，试图使基因表达产物在转基因油菜种子的质体中积累，从而提高外源蛋白含量。另外，Wandelt等和Schouten等将内质网定位序列（四肽KDEL的编码序列）与外源蛋白基因相连接，发现外源蛋白在转基因植物中的含量有了显著提高。显然，定位信号对于促进蛋白质积累有积极作用，但同一种定位信号是否适用于所有的蛋白还有待于进一步确定。

6 内含子在增强基因表达方面的应用

内含子增强基因表达的作用最初是由Callis等在转基因玉米中发现的，玉米乙醇脱氢酶基因（Adhl）的第一个内含子（intron 1）对外源基因表达有明显增强作用，该基因的其他内含子（例如intron8,intron9）也有一定的增强作用。后来，Vasil等也发现玉米的果糖合成酶基因的第一个内含子能使CAT表达水平提高10倍。水稻肌动蛋白基因的第三个内含子也能使报道基因的表达水平提高2～6倍。至今对内含子增强基因表达的机制不不清楚，但一般认为可能是内含子的

存在增强了mRNA的加工效率和mRNA稳定性。Tanaka等人的多项研究表明，内含子对基因表达的增强作用主要发生在单子叶植物，在双子叶植物中不明显。

由于内含子对基因表达有增强作用，Mcelroy等在构建单子叶植物表达载体时，特意将水稻的肌动蛋白基因的第一个内含子保留在该基因启动子的下游。同样，Christensen等在构建载体时将玉米Ubiquitin基因的第一个内含子置于启动子下游，以增强外源基因在单子叶植物中的表达。然而，有研究指出，特定内含子对基因表达的促进作用取决于启动子强度、细胞类型、目的基因序列等多种因素，甚至有时会取决于内含子在载体上的位置。例如，玉米Adhl基因的内含子9置于Gus基因的5｀端，在CaMV35S启动子调控下，Gus基因的表达未见增强；当把内含子置于Gus 基因3端，在同样的启动子控制下，Gus基因的表达水平却增加了大约3倍。由此可见，内含子对基因表达的作用机制可能是很复杂的，如何利用内含子构建高效植物表达载体，目前还缺乏一个固定的模式，值得进一步探讨。

7 多基因策略

迄今为止，多数的遗传转化研究都是将单一的外源基因转入受体植物。但有时由于单基因表达强度不够或作用机制单一，尚不能获得理想的转基因植物。如果把两个或两个以上的能起协同作用的基因同时转入植物，将会获得比单基因转化更为理想的结果。这一策略在培育抗病、抗虫等抗逆性转基因植物方面已得到应用。例如，根据抗虫基因的抗虫谱及作用机制的不同，可选择两个功能互补的基因进行载体构建，并通过一定方式将两个抗虫基因同时转入一个植物中去。王伟等将外源凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因同时转入棉花，得到了含双价抗虫基因的转化植株。Barton等将Bt杀虫蛋白基因和蝎毒素基因同时转入烟草，其抗虫性和防止害虫产生抗性的能力大为提高（专利）。在抗病方面，本实验室蓝海燕等构建了包含β-1，3-葡聚糖酶基因及几丁质酶基因的双价植物表达载体，并将其导入油菜和棉花，结果表明，转基因植株均产生了明显的抗病性。最近，冯道荣、李宝健等将2～3个抗真菌病基因和hpt基因连在一个载体上，两个抗虫基因与bar基因连在另一个载体上，用基因枪将它们共同导入水稻植株中，结果表明，70%的R。代植株含有导入的全部外源基因（6～7个），且导入的多个外源基因趋向于整合在基因组的一个或两个位点。

一般常规的转化，尚不能将大于25kb的外源DNA片段导入植物细胞。而一些功能相关的基因，比如植物中的数量性状基因、抗病基因等，大多成"基因簇"的形式存在。如果将某些大于100kb 的大片段DNA，如植物染色体中自然存在的基因簇或并不相连锁的一系列外源基因导入植物基因组的同一位点，那么将有可能出现由多基因控制的优良性状或产生广谱的抗虫性、抗病性等，还可

以赋予受体细胞一种全新的代谢途径，产生新的生物分子。不仅如此，大片段基因群或基因簇的同步插入还可以在一定程度上克服转基因带来的位置效应，减少基因沉默等不良现象的发生。最近，美国的Hamilton和中国的刘耀光分别开发出了新一代载体系统，即具有克隆大片段DNA和借助于农杆菌介导直接将其转化植物的BIBAC和TAC。这两种载体不仅可以加速基因的图位克隆，而且对于实现多基因控制的品种改良也会有潜在的应用价值。目前，关于BIBAC和TAC载体在多基因转化方面的应用研究还刚刚开始。

8 筛选标记基因的利用和删除

筛选标记基因是指在遗传转化中能够使转化细胞（或个体）从众多的非转化细胞中筛选出来的标记基因。它们通常可以使转基因细胞产生对某种选择剂具有抗性的产物，从而使转基因细胞在添加这种选择的培养基上正常生长，而非转基因细胞由于缺乏抗性则表现出对此选择剂的敏感性，不能生长、发育和分化。在构建载体时，筛选标记基因连接在目的基因一旁，两者各有自己的基因调控序列（如启动子、终止子等）。目前常用的筛选标记基因主要有两大类：抗生素抗性酶基因和除草剂抗性酶基因。前者可产生对某种抗生素的抗性，后者可产生对除草剂的抗性。使用最多的抗生素抗性酶基因包括NPTII基因（产生新霉素磷酸转移酶，抗卡那霉素）、HPT基因（产生潮霉素磷酸转移酶，抗潮霉素）和Gent基因（抗庆大霉素）等。常用的抗除草剂基因包括EPSP基因（产生5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶，抗草甘磷）、GOX基因（产生草甘膦氧化酶、降解草甘膦）、bar基因（产生PPT乙酰转移酶，抗Bialaphos或glufosinate）等。

上面这些当中1、2、3、5、6都是值得注意的，特别是5，因为你要向细胞外分泌。骨架载体可以选择PB I121，然后你可以在上面改动基因型。

后面的就是克隆的步骤了，相对简单。

1 首先获得目的基因加酶切位点，连入改好的载体中。

2 将质粒转入大肠杆菌DH5a扩增

3 将扩增好的质粒转入植物细胞内进行表达

4 收集根细胞外培养基检测是否有该蛋白的表达和分泌。

至于改造载体那几个步骤要是答题的话简单说说就可以了，毕竟如果真的做出一个好载体都可以自己开公司了。

简单给你说一下步骤： 1 选择合适酶切位点，主要参考你所用的载体的多克隆位点，一般建议用双酶切，这样就不存在方向验证的问题；2 根据你所选用的酶切位点设计引物克隆基因；3 分别酶切载体和基因的PCR

产物，然后回收。可以选择切胶回收，也可以用无水乙醇沉淀；4 连接酶链接 5 转化6 提质粒验证。要进行PCR验证和酶切验证。7 测序

2转基因植株的检测

分子生物学技术的发展,可以对目的基因进行整和状态、转录和翻译水平的检测,跟踪目的

基因在转基因植物中的行为,报告基因由于其表达产物易于检测,已广泛用于基因调控和转

基因技术的研究。无论用什么方法检测,都需要在构建质粒时,加上可识别位点,如报告基

因、限制性内切酶的识别位点、引物识别位点等,从而有利于对外源基因的检测。

2. 1报告基因的检测

报告基因是具有明显区别于受体细胞遗传背景的选择标记,因而易于进行转化后的筛选。利

用酶法分析、通过同位素放射性自显影技术及底物的颜色反应可以快速鉴定报告基因的表

达,从而有效地检测出重组细胞或组织。根据报告基因编码特点大致分为两类:抗性基因和

编码催化人工底物产生颜色变化的酶基因。

21111抗性基因的酶活性检测新霉素磷酸转移酶(NPT -Ⅱ)、氯霉素乙酰转移酶(CA T)、

PPT乙酰转移酶( PA T)是常用的3种抗性酶,因其易于检测编码基因常用作报告基因。

新霉素转移酶(NPT -Ⅱ)可以催化氨基糖苷类抗生素(如新霉素、卡那霉素、庆大霉素、G418)

磷酸化。使用该基因转化植物,可以赋予转化细胞抗Km、庆大霉素、G418的能力,被广

泛应用于植物遗传转化中。NPT -Ⅱ基因在多数植物体中都有很强的表达能力,同时也适用于

酶法分析,因此被广泛用作报告基因。邵莉等[3]先分析了转基因矮牵牛NPT -Ⅱ酶活性

,然后对阳性植株进行Southem杂交,减少了工作量。检测NPT -Ⅱ活性需要的材料少,易进行

早期检测[ 34 ]。氯霉素转移酶(CA T)能使氯霉素丧失抗菌素活性。CA T基因的表达能力不

如NPT -Ⅱ强,故应用并不广泛。但是,由于植物细胞内非特异性活性本底很低,不易造成对基

因产物分析的干扰,因此适合于对基因产物进行定性和定量分析。CA T作为报告基因已在番

茄、烟草等作物上得到应用[4]。

PPT乙酰转移霉( PA T)是由bar基因编码的,可使上游游离的氨基乙酰化,乙酰化的PPT对GS

不再有控制作用从而失去对植物的毒害。抗除草剂基因作为目的基因在植物中得到了广泛的应用。由于bar基因具有明显的筛选作用且检测方法灵敏,可用作报告基因。Jun cao[15]在水稻上通过检测PA T活性对转基因植株进行筛选,取得了理想的效果。21112胭脂碱和章鱼碱的测定胭脂碱(Nopaline)和章鱼碱(Octopine)合成酶基因广泛存在于土壤农杆菌Ti质粒的T -DNA上,类似于真核基因的启动子和加尾信号[ 20 ]。在经改造的质粒非致癌

T -DNA上常保留胭脂碱合成酶(NOS)或章鱼碱合成酶(OSC)基因。NOS和OCS的催化产物容易发生明显的颜色反应,故在植物转化中常用作筛选标记。梁小友等[5]利用纸电泳菲醌染色检测转基因番茄,在4株转化番茄中有3株具有明显的荧光斑点,间接证明目的基因插入

植物染色体组中。NOS、OCS基因作为报告基因被广泛应用于转化体的检测中[ 17 ,20 ,38 ] 21113荧光素酶活性检测检测转化细胞中荧光素酶活性是一个简单快速筛选转基因植物的有效方法。荧光素酶基因是一个灵敏的报告基因,检测的灵敏度比CA T高100倍,而且没有背景。荧光素酶基因的最大特点是不损害植物,即在整体植物或离体器官内,基因产物都可测定。但荧光素酶基因产物易在过氧化物酶体中积累,在植物体内产生光的部位不一定能反映荧光素酶基因的特定表达部位。21114GUS酶活性检测β-葡萄糖苷酶(β-Glucuronidase , GUS)能催化裂解一系列的β-葡萄糖苷,产生具有发色团或荧光的物质,可用分光光度计、荧光计和组织化学法对GUS活性进行定量和空间定位分析,检测方法简单灵敏。GUS基因广泛地用作转基因植物、细菌和真菌的报告基因,特别是在研究外源基因瞬时表达转化实验中。GUS基因的最大优点是它能研究外源基因表达的具体细胞和组织部位,这是其它报告基因所不能及的。有一些植物在胚胎状态时能产生内源GUS活性,检测时要注意设定严格的阴性对照。Soryu[ 50 ]在转基因R0代的幼叶、花粉、胚珠中检测到GUS活性,同样在R1代的幼根、子叶、花粉、胚珠中也检测到GUS活性。因此, GUS基因能从R0代遗传至R1代,随着组

织的成熟衰老, GUS表达逐渐停止。这种现象也在甜瓜[ 25 ]、烟草[ 14 ,32 ]、水稻[ 55 ]中存在。因此在检测GUS活性时,要注意植物的发育时期和取材部分。

2. 2PCR检测转化植株

PCR是在体外快速特异地扩增目的基因DNA片段的有效方法。能在几小时内使

pg水平的起始物达到ng乃至μg水平,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色后很容易观察,不通过杂交分析就可以鉴定出基因组中的一些顺序。这项技术可用于转化后外源基因的鉴定和植物基因组的分析。武长剑等[6]用PCR技术检测出转基因水稻中B. T基因和抗

除草剂基因的存在。应用PCR法检测易出现假阳性,可用PCR -Southern杂交进一步验证[6 ,7]。有时Northern杂交的信号弱,可用RT-PCR,将RNA反转录成cDNA ,再与探针杂交,从

而检测外源基因的表达[7]。利用RAPD -PCR技术可以检测出对照植株与转化植株带型差异,还可用该技术检测不同代植株间基因组的稳定性及后代的分离。与Southern分析相比, PCR 检测DNA用量少,操作简单,成本低,不需同位素即可完成。另外, PCR还能检测目的基因的完整性[ 44 ]。但PCR检测也存在缺点, DNA插入植物基因组后易发生重排,即使载体上的抗性基因能表达,目的基因也未必完整地存在于转化体中,从而造成检测结果的误差。

2. 3点杂交和Southern杂交点杂交是将提取DNA或RNA不经酶切,直接点到硝酸纤维膜或尼龙膜上与探针进行杂交的技术。利用点杂交,可以初步鉴定转化体中是否有整和的外源基因。罗云波等[8]用DNA、RNA的点杂交技术对转基因植株进行鉴定,取得与

田间表现一致的结果。但点杂交的特异性差,阳性植株还需进一步作Southern杂交验证。Southern杂交是将经酶切DNA转移到杂交膜上与探针杂交的技术。利用Southern杂交

,可以确定外源基因在植物中的组织结构[ 36 ]、外源DNA整和的位置及拷贝数[9 ,42 ,43]、转基因植株F1世代外源基因的稳定性[ 30 ]。研究发现,整合到植物基因组中的外源基因多以单拷贝形式存在,也有的是多拷贝的。Kitisvi[ 37 ]的研究表明,整合到番茄基因组中的外

源基因以1～4个拷贝出现,且整合到单一位点上,未发现转基因番茄表型的显著差异。在其它的研究中也发现外源基因以多拷贝的形式存在[38 ,48] ,一般在1～5拷贝之间变动,偶尔也有20～50拷贝。然而,多拷贝的转基因对植物来讲是不利的,它们可能通过异源配对,引起染色体构的变化,从而导致转基因的失活[12 ,30] ,也可能通过转录调控而引起转基因的失活。一般来讲,直接转基因法往往采用大量的DNA拷贝,容易获得较高比例的多拷贝转基因植株,而农杆菌介导的T —DNA转移出现多拷贝转基因植株的比例相对较低。

Southern杂交可清除操作过程中的污染(如DNA分离及植物DNA分离过程中的交叉污染),以及转化愈伤胞间质粒残留所引起的假阳性信号,准确度高。但Southern杂交程序复杂

,成本高,且对实验技术条件要求较高。

2. 4Northern杂交

Northern杂交是将试材RNA与探针杂交的技术,用于检测基因在转录水平上的表达。Northern杂交的主要原理是把变性RNA转移和固定在特定的薄膜上

,用特定的DNA探针来检测RNA。方荣祥研究抗TMV、CMV双价烟草时发现只有部分植株抗病毒基因的RNA转录。作者推测这是由于DNA的重组或插入位置等的影响引起的。Northern杂交与Southern杂交相比,更接近于性状表现,更有现实意义,被广泛用于转基因植株的检测[ 35 ,43 ]。但RNA提取条件严格,在材料内含量不如DNA高,不适于大批量样品的检测。

2. 5Western杂交

Western杂交技术是将蛋白质从SDS —PA GE胶中电转移至固相支持体上,然后对固定化蛋白质进行免疫学测定的方法。Western杂交灵敏度极高,能达到标准的固定相放射免疫水平。可以测出粗蛋白提取物中小于50ng抗原,在较纯的制剂中,可测出1～5ng抗原。Western杂交检测目的基因在翻译水平的表达结果,能直接显示目的基因在转化体中是否经过转录、翻译最终合成蛋白而影响植株的性状表现。一般来讲, Western杂交的结果与性状表现有直接关系[7 ,43 ,44]。

2. 6检测方法的评价

以上方法分别从基因表达的不同水平,对目的基因或报告基因进行检测。报告基因及PCR检测,材料用量少,检测方便,可以在试管苗阶段,甚至对愈伤组织进行检测,了解转化早期的信息,便于及时优化试验方案。其中GUS作为报告基因能研究外源基因的表达部位,可以作为首选的报告基因。但整合到植物染色体上的T -DNA不一定是完整的,可能缺失部分序[17 ,33 ,38] ,利用报告基因检测到的阳性植株不能保证目的基因完整整合到植物染色体上,还需进一步检测。用于PCR检测的DNA提取方便,适合于大批量样品分析,又能检测目的基因的完整性,是早期检测的一种较好方法。

Southern、Northern、Western杂交分别从整合、转录、翻译水平检测外源基因的行为,说服力强。这些技术需要转膜、杂交,操作繁琐,费用高,不适合大批量样品的检测,可对转基因植株随机取样检测。Southern杂交特异性强,目前,对转基因植株中基因的存在、整合及稳定性一般都要通过Southern杂交来确定,是检测外源基因的最可靠的方法。Westhern杂交灵敏度高,能检测出蛋白质表达量,最具有现实意义。在实际工作中研究者多把几种方法结合运用,以获得外源基因不同表达水平的信息。通过外源基因的检测,还可以研究外源基因的遗传。大量的研究表明, Km抗性基因、Bar基因、Nos基因的遗传符合显性位点3∶1的分离规律,这

无疑是令人振奋的,预示着外源基因在减数分裂过程中是稳定的。在R1代有时会出现抗/感比例大于3∶1的情况,可能是由于抗性基因在基因组中含2个或2个以上拷贝[ 11 ]。对于这种现象,可认为外源基因是稳定的。但也有不稳定的例子,如转HPT基因玉米植株到R2代,外源基因的序列仍存在,但基因表达活性消失。在全同胞的不同子代植株中,外源基因的表达水平也有差异,可能是由于雌雄配子在形成过程或相互结合过程中基因结构、排列等方面发生了变化。外源基因的遗传稳定性,使利用转基因技术改造植物品种成为可能。转基因产品的上市,也为基因稳定遗传提供了证据。

然而到目前为止,对T —DNA的整合过程、机制仍不清楚,对于影响外源基因整合的因素了

解仍不全面。检测技术在研究外源基因的整合遗传中发挥了重要的作用。相信随着检测技术的发展,必将全面了解外源基因的整合机制,从而提高转化率,加快转基因产品进入市场的步伐。

参考文献

:

[1]傅荣昭,孙勇如,贾士荣1植物遗传转化技术手册〔M〕1北京:中国科学出版社, 1994 , 41

[2]贾士荣1转基因食品中标记基因的安全性评价〔J〕1中国农业科学, 1997, 30 (2) : 11511

[3]邵莉,李毅,杨美株等1查尔酮基因对转基因植物花色和育性的影响〔J〕1植物学报, 1996 , 38 (7) : 517～5241

[4]陈丹,米景九,谢友菊等1细菌CAT基因在转基因番茄植株上的表达〔J〕1植物学报, 1990 , 32 (8) : 589～5931

[5]梁小友,米景九,朱玉贤等1双抗植物表达载体的构建及番茄的转化鉴定〔J〕1植物学报, 1994 , 36 (11) : 849～85411

[6]武长剑,范云六1水稻广亲和品种“02428”抗除草剂转基因植株的获得〔A〕1农作物遗传工程〔C〕1北京:中国农业出版社. 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第1期盖树鹏等:转基因植物的筛选与检

[7]毛慧珠唐惕,曹湘玲等1抗虫转基因甘蓝及其后代的研究〔J〕1中国科学

(C辑) , 1996, 26 (4) : 339～3471

[8]罗云波,生吉萍,申琳1番茄中反义ACC合成酶基因的导入与乙烯生物合成的控制〔J〕1农业生物技术学报, 1995, 3 (2) : 38～431

[9]钟蓉,刘玉乐,朱峰等1TA29 -Bar基因导致油菜雄性不育的研究〔J〕1植物学报

, 1996 , 38 (7) : 582～5851

[ 10 ]方荣祥,田颖川,王玉玲1抗烟草和黄瓜花叶病毒的双价抗病毒工程烟草〔J〕1科学通报

, 1990 , 35 : 1358～13591

[ 11 ]黄大年,李敬阳,章善庆等1用抗除草剂基因快速检测和提高杂交稻纯度的新技术〔J〕1科学通报

表达载体的构建方法及步骤

表达载体的构建方法及步骤 令狐采学 一、载体的选择及如何阅读质粒图谱 目前，载体主要有病毒和非病毒两大类,其中质粒DNA 是一种新的非病毒转基因载体。 一个合格质粒的组成要素： （1）复制起始位点Ori 即控制复制起始的位点。原核生物DNA 分子中只有一个复制起始点。而 真核生物DNA 分子有多个复制起始位点。 （2）抗生素抗性基因可以便于加以检测，如Amp+ ,Kan+ （3）多克隆位点MCS 克隆携带外源基因片段 （4）P/E 启动子/增强子 （5）Terms 终止信号 （6）加poly（A）信号可以起到稳定mRNA 作用 选择载体主要依据构建的目的，同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。如果构建的目 的是要表达一个特定的基因，则要选择合适的表达载体。 载体选择主要考虑下述3点： 【1】构建DNA 重组体的目的，克隆扩增/基因表达，选择合适的克隆载体/表达载体。 【2】.载体的类型：

（1）克隆载体的克隆能力－据克隆片段大小（大选大，小选小）。如<10kb 选质粒。 （2）表达载体据受体细胞类型－原核/真核/穿梭，E.coli/哺乳类细胞表达载体。 （3）对原核表达载体应该注意：选择合适的启动子及相应的受体菌，用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位；表达天然蛋白质或融合蛋白作为相应载体的参考。 【3】载体MCS 中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异，适应目的基因与载体易于链接，不能产生阅读框架错位。 综上所述，选用质粒（最常用）做载体的5点要求： （1）选分子量小的质粒，即小载体（1－1.5kb）→不易损坏，在细菌里面拷贝数也多（也有大载 体）； （2）一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束，一般10个以上的拷贝，而严谨型质粒<10个。 （3）必需具备一个以上的酶切位点，有选择的余地； （4）必需有易检测的标记，多是抗生素的抗性基因，不特指多位Ampr（试一试）。 （5）满足自己的实验需求，是否需要包装病毒，是否需要加入荧光标记，是否需要加入标签蛋白，是否需要真核抗性（如Puro、G418）等等。 无论选用哪种载体，首先都要获得载体分子，然后采用适当的限制酶将载体DNA 进行切割，获得线性载体分子，以便于与

叶绿体表达载体--如何构建载体

如何构建载体 1 启动子的选用和改造 外源基因表达量不足往往是得不到理想的转基因植物的重要原因。由于启动子在决定基因表达方面起关键作用，因此，选择合适的植物启动子和改进其活性是增强外源基因表达首先要考虑的问题。 目前在植物表达载体中广泛应用的启动子是组成型启动子，例如，绝大多数双子叶转基因植物均使用CaMV35S启动子，单子叶转基因植物主要使用来自玉米的Ubiquitin启动子和来自水稻的Actinl启动子。在这些组成型表达启动子的控制下，外源基因在转基因植物的所有部位和所有的发育阶段都会表达。然而，外源基因在受体植物内持续、高效的表达不但造成浪费，往往还会引起植物的形态发生改变，影响植物的生长发育。为了使外源基因在植物体内有效发挥作用，同时又可减少对植物的不利影响，目前人们对特异表达启动子的研究和应用越来越重视。已发现的特异性启动子主要包括器官特异性启动子和诱导特异性启动子。例如，种子特异性启动子、果实特异性启动子、叶肉细胞特异性启动子、根特异性启动子、损伤诱导特异性启动子、化学诱导特异性启动子、光诱导特异性启动子、热激诱导特异性启动子等。这些特异性启动子的克隆和应用为在植物中特异性地表达外源基因奠定了基础。例如，瑞士CIBA-GEIGY公司使用PR-IA启动子控制转基因烟草中Bt毒蛋白基因的表达，由于该启动子可受水杨酸及其衍生物诱导，通过喷酒廉价、无公害的化学物质，诱导抗虫基因在虫害重发生季节表达，显然是一个十分有效的途径。 在植物转基因研究中，使用天然的启动子往往不能取得令人满意的结果，尤其是在进行特异表达和诱导表达时，表达水平大多不够理想。对现有启动子进行改造，构建复合式启动子将是十分重要的途径。例如，Ni等人将章鱼碱合成酶基因启动子的转录激活区与甘露碱合成酶基因启动子构成了复合启动子，GUS表达结果表示：改造后的启动子活性比35S启动子明显提高。吴瑞等人将操作诱导型的PI-II基因启动子与水稻Actinl基因内含子1进行组合，新型启动子的表达活性提高了近10倍（专利）。在植物基因工程研究中，这些人工组建的启动子发挥了重要作用。 2 增强翻译效率 为了增强外源基因的翻译效率，构建载体时一般要对基因进行修饰，主要考虑三方面内容：2.1添加5｀-3｀-非翻译序列 许多实验已经发现，真核基因的5｀-3｀-非翻译序列（UTR）对基因的正常表达是非常必要的，该区段的缺失常会导致mRNA的稳定性和翻译水平显著下降。例如，在烟草花叶病毒（TMV）的126kDa蛋白基因翻译起始位点上游，有一个由68bp核苷酸组成的Ω元件，这一元件为核糖体提供了新的结合位点，能使Gus基因的翻译活性提高数十倍。目前已有许多载体中外源基因的5｀-端添加了Ω翻译增强序列。Ingelbrecht等曾对多种基因的3｀-端序列进行过研究，发现章鱼碱合成酶基因的3｀-端序列能使NPTII基因的瞬间表达提高20倍以上。另外，不同基因的3｀-端序列增进基因表达的效率有所不同，例如，rbcS3｀-端序列对基因表达的促进作用比查尔酮合酶基因的3｀-端序列高60倍。 2.2 优化起始密码周边序列 虽然起始密码子在生物界是通用的，然而，从不同生物来源的基因各有其特殊的起始密码周边序列。例如，植物起始密码子周边序列的典型特征是AACCAUGC,动物起始密码子周边序列为CACCAUG，原核生物的则与二者差别较大。Kozak详细研究过起始密码子ATG周边碱基定点突变后对转录和翻译所造成的影响，并总结出在真核生物中，起始密码子周边序列为ACCATGG时转录和翻译效率最高，特别是-3位的A对翻译效率非常重要。该序列被后人称

植物表达载体转化农杆菌操作步骤

植物表达载体转化农杆菌操作步骤 来源：郭庆水的日志 植物表达载体转化农杆菌操作步骤 第一部分：农杆菌介导转化水稻 1、农杆菌选择：LBA4404、EHA105、GV3101 2、农杆菌活化：将保存的农杆菌在固体LB培养基上画线（或加或不加抗生素，LBA4404:Rif 或Str；EHA105：Rif或Str；GV3103：庆大霉素。如果不加抗生素就有可能造成这些菌株的Ti质粒丢失，导致农杆菌缺乏侵染性），抗生素浓度为：50μg/ml。28℃培养。 3、农杆菌感受态细胞的制备： 1）挑取单菌落接种于3ml LB液体培养基中，220rpm 28℃振荡培养至OD600 =0.5。 2）吸取1.5ml菌液于离心管中，冰浴10min； 3）5000（13000）rpm离心30s，弃去上清液； 4）沉淀用1.5 ml 0.5M NaCl悬浮,冰浴20min； 5）5000（13000）rpm离心30s，弃去上清液； 6）每管用100μl 20mMCaCl2悬浮，用于转化； 制备好的感受态细胞可马上使用，也可按每管200ul分装于无菌离心管中，于4℃保存48小时内使用，长期贮存时必须在液氮中速冻后转一70℃保存。使用时从一70℃取出，置冰上融化后使用。 4、DNA直接转化农杆菌： 1）50μl农杆菌感受态细胞中加入质粒DNA 0.1～1μg（5－10ul），之后冰浴30 min； 2）放入液氮中5min（或1min），然后立即放入37℃水浴锅中水浴5min； 3）取出离心管，加入0.5mlLB，28℃、220rpm振荡培养3～5hr； 4）取出菌液于含相应抗生素的LB平板上涂板，在培养箱中28℃条件下倒置培养。2天左右菌落可见。 （pEmu载体：AMP+Rif/Str；pK载体：Kan＋Rif/Str；pTCK载体：Kan＋Rif/Str） 5、重组农杆菌鉴定： 1）挑取单菌落，接种于含相应抗生素的LB液体培养基中，28℃振荡培养过夜。（pEmu载体：AMP+Rif/Str；pK载体：Kan＋Rif/Str；pTCK载体：Kan＋Rif/Str） 2）小量提取质粒DNA，加GTE同时加5μL溶菌酶（50μg "ml -1，贮藏浓度为50mg/ml或10mg/ml）。 3）质粒酶切或PCR鉴定。 6、三亲交配法： 参考一： 1）接种含重组质粒的大肠杆菌于含的LB平板，于37℃培养； （pEmu载体：50μg"ml -1AMP；pK载体：50μg"ml -1Kan；pTCK载体：50μg"ml -1Kan）2）接种含动员质粒pRK2013的大肠杆菌于不含抗生素的LB平板上，于37℃培养； 3）接种受体农杆菌EHA105/LBA4404于50μg"mL-1 Rif/Str的LB平板上28 ℃培养； 4）分别挑取上述平板单菌落，分别于LB液体培养基中震荡培养； 5）待三种菌生长到对数期时，各取50μL，混匀，涂布于无抗生素的LB 平板上，28℃培养过夜； 6）挑取长出的小块菌，接种于含相应抗生素的LB液体培养基中，28℃振荡培养24h；（pEmu载体：50μg"ml -1AMP＋50μg"mL-1 Rif/Str；pK载体：50μg"ml -1Kan＋50μg"mL-1

表达载体的构建方法及步骤

表达载体的构建方法及步骤 一、载体的选择及如何阅读质粒图谱 目前，载体主要有病毒和非病毒两大类,其中质粒 DNA 是一种新的非病毒转基因载体。 一个合格质粒的组成要素： （1）复制起始位点 Ori 即控制复制起始的位点。原核生物 DNA 分子中只有一个复制起始点。而 真核生物 DNA 分子有多个复制起始位点。 （2）抗生素抗性基因可以便于加以检测，如 Amp+ ,Kan+ （3）多克隆位点 MCS 克隆携带外源基因片段 （4） P/E 启动子/增强子 （5）Terms 终止信号 （6）加 poly（A）信号可以起到稳定 mRNA 作用 选择载体主要依据构建的目的，同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。如果构建的目 的是要表达一个特定的基因，则要选择合适的表达载体。 载体选择主要考虑下述3点： 【1】构建 DNA 重组体的目的，克隆扩增/基因表达，选择合适的克隆载体/表达载体。 【2】.载体的类型： （1）克隆载体的克隆能力－据克隆片段大小（大选大，小选小）。如<10kb 选质粒。 （2）表达载体据受体细胞类型－原核/真核/穿梭，哺乳类细胞表达载体。

（3）对原核表达载体应该注意：选择合适的启动子及相应的受体菌，用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位；表达天然蛋白质或融合蛋白作为相应载体的参考。 【3】载体 MCS 中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异，适应目的基因与载体易于链接，不能产生阅读框架错位。 综上所述，选用质粒（最常用）做载体的5点要求： （1）选分子量小的质粒，即小载体（1－）→不易损坏，在细菌里面拷贝数也多（也有大载 体）； （2）一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束，一般 10个以上的拷贝，而严谨型质粒<10个。 （3）必需具备一个以上的酶切位点，有选择的余地； （4）必需有易检测的标记，多是抗生素的抗性基因，不特指多位 Ampr（试一试）。（5）满足自己的实验需求，是否需要包装病毒，是否需要加入荧光标记，是否需要加入标签蛋白，是否需要真核抗性（如Puro、G418）等等。 无论选用哪种载体，首先都要获得载体分子，然后采用适当的限制酶将载体 DNA 进行切割，获得线性载体分子，以便于与目的基因片段进行连接。 如何阅读质粒图谱 第一步：首先看 Ori 的位置，了解质粒的类型（原核/真核/穿梭质粒） 第二步：再看筛选标记，如抗性，决定使用什么筛选标记。 （1）Ampr 水解β－内酰胺环，解除氨苄的毒性。 （2）tetr 可以阻止四环素进入细胞。 （3）camr 生成氯霉素羟乙酰基衍生物，使之失去毒性。 （4）neor（kanr）氨基糖苷磷酸转移酶使 G418（长那霉素衍生物）失活 （5）hygr 使潮霉素β失活。

噬菌体的分类

病原微生物名词解释与解答题 噬菌体的分类:毒性噬菌体温和噬菌体 沙门菌肠热证胃肠炎败血症病 毒复制T：吸附穿入脱壳生物合成装配与释放 乙肝颗粒：大小球形颗粒管型颗粒 梅毒分期硬性下疳全身和皮肤黏膜出现梅毒疹皮肤黏膜溃疡性坏死和内脏器官肉芽肿样变（梅毒骝） 细菌的致病性物质:毒素（外神经毒素细胞毒素肠毒素内） 霍乱弧菌致病因子：霍乱肠毒素鞭毛菌毛及其他毒力因子内毒素 细胞壁保护细菌物质交换决定抗原性与致病性染色性药物敏感性有关 真菌培养基沙保弱(G 蛋白胨） 病毒培养法细胞培养鸡胚接种动物接种 AIDS性接触血源性母婴垂直 IMVIC：I吲哚M甲基红VP C枸橼酸盐 病毒自然条件入侵机体呼吸道消化道皮肤黏膜 病毒抗原变异类型抗原漂移抗原性转变 细菌生繁条件水碳源氮源无机盐生长因子（有些）温度：37℃ pH：7.2～7.6 气体：对O2要求(专性需氧菌、微需氧菌、兼专性厌氧菌）对CO2求： 5~10% CO2 渗透压 革兰染色初染媒染脱色复染将细菌涂片标本固定，初染加结晶紫，约一分钟，水洗。滴加碘液媒染，约一分钟，水洗，形成结晶紫—碘复合物，成深紫色。用95 ％酒精脱色，30 秒钟，用水冲净酒精。用稀释复红复染1 分钟，水洗。镜检干燥后，置油镜观察．革兰氏阴性菌呈红色，革兰氏阳性菌呈紫色。 链球菌所致脓疾病：化脓性感染（淋巴管炎淋巴结炎蜂窝组织炎痈等局部皮肤和皮下组织感染）毒素性疾病（猩红热）超敏反应性疾病（风湿病急性肾小球肾炎）

狂犬病：管理传染源（捕杀野犬多犬预防接种对咬过人的猫犬隔离观察7·10发病处死取脑组织检查病毒抗原和內基小体）伤口处理和注射抗体（用3%·5%肥皂水0.1%苯扎溴铵或清水洗再用75%乙醇或碘酒注射高效价抗狂犬病毒血清于伤口周围与底部）预防接种（咬后和接触病毒危险的人及早接种疫苗） 真原核差异：无典型细胞结构核质无核膜核仁仅核糖体DNA RNA 细菌生长曲线分期定义将一定量的细菌接种于合适的培养基和T 过程有规律数目对数纵T横的曲线a迟缓期（最初准备代谢活跃V大储蓄E 中间代谢产物不繁殖1-4h 对数期（最快先短暂的加速期后对数期活细菌快增细菌形态染色性生理活性典型）稳定期（繁殖减慢死活相等活细菌保持稳定典型小改变代谢产物产生）衰退期（更慢死大于活典型大改变生理活动停滞出现衰退形菌体自溶） 内外毒素差异1（来源阳及部分阴分泌于菌体外或菌体自溶阴细胞壁裂解释放）2化学成分（蛋白质脂多糖）3稳定性（不稳定60死160 2-4h死）3抗原性（强产抗毒素经甲醛脱毒成类毒素4毒性作用强选择性毒害较弱引起发热休克DIC） 病毒感染类型隐性感染（无明显症状获得免疫力显性感染感染靶细胞大量增殖造成细胞结构域功能损伤急性感染持续性感染（慢性感染潜伏感染慢病毒感染） 微生物是存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助于光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物 消毒消除和杀灭物体上或环境中的病原微生物及其它有害因子，但不一定能杀死全部非病原微生物的方法 灭菌杀死物体上所有微生物的方法，包括杀死芽胞 无菌操作防治病原微生物进入人体或其他物品上的方法 热原质是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应的物质，产生它的dad是阴，其细胞壁的脂多糖是热原质 正常菌群正常下人动物体表及呼吸道消化道泌尿生殖道德微生物种类数量稳定与机体平衡 致病菌少数正常菌在条件下致病 病原菌：少数微生物引起人动植物具有致病性

几种新型植物基因表达载体的构建方法

几种新型植物基因表达载体的构建方法 摘要:利用基因工程技术手段研究基因功能过程中，构建基因表达载体处于转基因植物的主导地位，采用合适的构建方法会使实验效果事半功倍。植物基因表达载体的构建方法除了传统构建法、Gateway 技术、三段T-DNA 法、一步克隆法等，还有近年来出现的几种新型的载体构建方法：基于竞争性连接原理快速构建小片段基因表达载体；Micro RNA 前体PCR 置换法适用于构建小分子RNA 表达载体；重组融合PCR 法特别适用于插入片段中含有较多限制性酶切位点的载体构建；利用In-Fusion 试剂盒可以将任何目的片段插入一个线性化载体的某个区域；构建多片段复杂载体可采用不依赖序列和连接的克隆方法(Sequence and ligation-independent cloning, SLIC) 法；Gibson 等温拼接法。本文将在总结分析前人工作的基础上，分析这6种新方法的特点，期望通过这几种新的方法给植物基因工程表达载体的构建提供新的思路。 关键词: Micro RNA 前体PCR 置换法，In-Fusion 试剂盒法，重组融合PCR 法，Gibson 等温拼接法，Golden Gate 拼接法 基因克隆、载体构建是植物功能基因组研究中的常规步骤[ 1 ]。而载体构建是基因工程和分子生物学研究中常用的基础技术。随着植物基因工程技术的发展，适合于不同研究目的各种载体系统应运而生，其中在转基因植物中最常用的是质粒载体。传统的载体构建方法在进行构建多片段拼接的复杂载体时，需要精心选择酶切位点[ 2 ]，有时还需要构建多个中间载体，操作比较麻烦，费时费力，因此寻找简单、高效、快捷的载体构建方法具有重要的现实意义。从1969 年Arber 等发现了限制性内切酶，载体的构建方法逐步发展，从传统构建方法到

第一章1-6噬菌体载体2

3、λ噬菌体载体的优缺点：?优点：包装的λ噬菌体感染大肠杆菌要比 质粒转化细菌的效率高。 ?缺点：λ噬菌体载体的克隆操作要比质粒载体复杂。 ?用途：λ噬菌体载体比质粒载体能插入的DNA长得多，常用于构建cDNA文库或基因组文库。 第一章 分子克隆的工具酶和载体?第八节噬菌体载体 ?一、λ噬菌体 ?（一）λ噬菌体 ?（二）λ噬菌体载体的改造 ?（三）λ噬菌体载体举例 （三）λ噬菌体载体举例?Lambda gt10 ?Lambda gt11 ?EMBL3和EMBL4Lambda gt10 概述： ?Lambda gt10是一种插入载体。 ?在噬菌体阻遏基因cI 内有单一的EcoRⅠ克隆位点。用于插入小的cDNA片段(约6kb)，构建cDNA文库或基因文库。 ?该载体克隆效率很高。 ?在构建cDNA文库时，利用Oligo(dT)或随机引物合成的cDNA经过EcoRⅠadaptors或Linkers修饰后，就可以和λgt10连接起来。?克隆到λgt10的噬菌体，可用核酸探针进行筛选。 Lambda gt10map 宿主： ?建议用C600 and C600hf1作受体菌。 筛选： ?如果有外源DNA插入，cI基因失活，该噬 菌体进入裂解生长途径，在培养皿形成噬 菌斑。反之，若无插入，cI基因表达，噬 菌体进入溶原生长途径，不形成噬菌斑。 ?核酸探针杂交。

Insertional cloning ?Insertional cloning into the cI gene of the lambda -gt10 cDNA cloning vector (DNA inserts of ~1-5 kb) can be selected in hfl (high frequency of lysogeny ) mutant strains of E. coli. In hflA strains of E. coli, expression of the lambda cII gene is elevated, resulting in transcriptional induction of the lambda cI repressor gene which promotes lysogeny . Disruption of the lambda cI coding sequence by DNA insertion into the unique EcoRI site of the lambda gt10 cDNA cloning vector, blocks the lysogenic pathway leading to cell lysis and plaque formation. Lambda gt11 ?λgt 载体系列：是插入型载体。插入了大肠 杆菌β-半乳糖苷酶基因片段，可以表达外源cDNA 而形成β-半乳糖苷酶融合蛋白。?λgt18/19 、λgt20/21和λgt 22/23 是λgt 11的衍生载体。?重组体筛选： ?未重组的噬菌体载体转入lac -宿主后，在X-gal 平板上形成淡蓝色噬斑；而外源DNA 片段插入载体后，重组噬菌体形成无色噬斑，很容易辩别。 ?常常用免疫学方法对噬班或菌落进行筛选。 Lambda gt10 map Lambda gt11 map Lambda gt11 概述： ?Lambda gt11是一个克隆和表达载体。 ?用于小的插入（7.2 kb ）片断构建cDNA 文库或基因文库。 ?在其β-半乳糖苷酶翻译终止位点上游的LacZ 基因内，有单一的EcoR Ⅰ位点。 ?如果外源DNA 的阅读框与lacZ 吻合，即可表达融合蛋白。 ?在构建cDNA 文库时，利用Oligo (dT)或随机引物合成的cDNA 经过EcoR ⅠAdaptors 或Linkers 修饰后，可以和λgt11连接起来。 宿主： ?建议用Y1089(r-) and Y1090(r-)作受体菌。筛选： ?利用特异的抗体进行筛选。 EMBL3和EMBL4 ?EMBL3/4是由λ1059衍生的λ置换型载体。?是常用的基因组克隆载体，克隆的DNA 片 段大小为9-23kb 。 ?多克隆位点分别位于一个14 kb 填充片段的两侧。 ?两载体均在填充片段内含有red 及gam 基因，可由Spi 表现型筛选重组子。 ?除多克隆位点的顺序相反外，EMBL3和EMBL4的其余特征相同。

第八讲单链噬菌体载体及噬菌粒载体

第八讲单链噬菌体载体及噬菌粒载体 吴乃虎 中国科学院遗传与发育生物学研究所

第八讲单链噬菌体载体及噬菌粒载体 一、单链噬菌体的一般生物学 1．单链噬菌体的优越性 2．M13噬菌体的生物学特性 二、M13克隆体系 1．M13克隆体系 2．M13克隆体系-半乳糖苷酶的显色反应原理 3．M13载体系列的发展 4．M13载体系列的优点 三、噬菌体展示载体 1．噬菌体展示载体的构建原理 2．噬菌体展示载体 3．噬菌体表面展示文库 4．应用噬菌体展示载体分离有关蛋白质的实例 四、噬菌粒载体

1．M13噬菌体载体克隆的若干难点2．噬菌粒 3．若干常用的噬菌粒载体4．pBluescript噬菌粒载体5．pUC118和pUC119噬菌粒载体

第八讲单链噬菌体载体 一、单链噬菌体一般生物学 大肠杆菌丝状单链DNA噬菌体有M13噬菌体、f1噬菌体及fd 噬菌体，它们均含有分子量约为6400个核苷酸的单链闭环DNA分子。 1．单链DNA phage的优越性 A．具有双链的复制型DNA(RF DNA)，可如质粒质粒一样进行遗传操作；RF DNA：Replication Form DNA。 B．RF DNA和ssDNA均可感染感受态的寄主细胞——形成phaque或colony。 C．不受包装的限制。因为单链DNA phage的大小是受其DNA 多寡制约的。 D．可容易地测出外源DNA的插入取向。 E．可产生大量的含有外源DNA的单链DNA分子，这种单链DNA分子有如下用途(作为模板)： *1用作双脱氧链终止法进行DNA测序

*2制备单链的放射性标记的杂交用DNA探针 *3利用寡核苷酸进行定点突变 2．M13 phage的生物学特性 A．M13 phage同f1 phage亲缘关系十分密切，例如： ①基因组组织形式相同； ②病毒颗粒大小、形状相近； ③DNA同源性高达98%以上。 B．在M13 phage颗粒中只有(+)链DNA，感染具F性须的大肠杆菌菌株，因此M13噬菌体是雄性E.coli特有的；M13噬菌体的(+)链DNA，又称为感染性单链DNA。 C．复制型双链DNA(RF DNA=Replication Form DNA) 感染过程：当感染的M13 phage颗粒穿过性须时，其外层主要 衣壳蛋白质脱落，M13 DNA及附着其上的Gene Ⅲ 蛋白进E.coli细胞内， ↓ 感染性单链DNA(正链DNA)在细菌胞内酶的作用 下转变为双链DNA，称复制型DNA。通过结构 进行几轮复制。

噬菌体载体word版

第三章噬菌体载体 一、填空题 1．噬菌体之所以被选为基因工程载体，主要有两方面的原因：一是—-----------—；二是----------——。 2．第一个报道的全测序的单链DNA噬菌体是ФX174，DNA长5386个碱基对，共一个基因，为一环状DNA分子，基因组的最大特点是—----------—。 3．λ噬菌体的基因组DNA为———————kb，有——多个基因。在体内，它有两种复制方式，扩增时(早期复制)按—-----—复制，成熟包装(晚期复制)则是按—--------—复制。它有一个复制起点，进行—-------—向复制。λ噬菌体的DNA既可以以线性存在又可以环状形式存在，并且能够自然成环。其原因主要是在λ噬菌体线性DNA分子的两端各有一个——个碱基组成的天然黏性末端。这种黏性末端可以自然成环。成环后的黏性末端部位就叫做——————位点。 4．根据噬菌体的包装能力，将野生型λ噬菌体的基因组DNA改造成插入型载体，该载体的最小分子大小约为————kb，插入的外源片段最大不超过——————kb。 5．野生型的M13不适合用作基因工程载体，主要原因是————和--------------—。 6．黏粒(cosmid)是质粒—噬菌体杂合载体，它的复制子来自——、COS位点序列来自—--------—，最大的克隆片段达到—----------—kb。 7．有两类改造型的λ噬菌体载体，即插入型和取代型。从酶切点看，插入型为——个，取代型为——个。 8．野生型的λ噬菌体DNA不宜作为基因工程载体，原因是：(1)---------------——(2)——————————(3)—---------------------—。 9． M13单链噬菌体的复制分为三个阶段：(1)————————(2)—-------------—， (3)———————————。 10．噬菌粒是由质粒和噬菌体DNA共同构成的，其中来自质粒的主要结构是—-----—，而来自噬菌体的主要结构是—-------------------—。 11．M13单链噬菌体基因2和基因4之间的IG区有三个最重要的功能，即(1)—————(2)—------------—(3)—-------------—。 12．野生型的M13有10个基因，分为三个功能集团，其中与复制有关的两个基因是：——------------------和——-----------------。 13．以丸噬菌体载体和黏粒载体构建文库时，起始DNA的长度是不同的，前者为—----— kb，后者为————kb。

λ噬菌体载体

λ噬菌体载体 λ噬菌体，一种大肠杆菌双链RNA噬菌体。 是一种中等大小的温和噬菌体。迄今已经定位的λ噬菌体的基因至少有61个，其中有一半左右参与了噬菌体生命周期的活动，我们称这类基因为λ噬菌体的必要基因；另一部分基因，当它们被外源基因取代之后，并不影响噬菌体的生命功能，我们称这类基因为λ噬菌体的非必要的基因。 一．λ噬菌体的分子生物学概述 （1）λ噬菌体基因组的结构 在λ噬菌体线性双链 DNA分子的两端，各有一条由12个核劳酸组成的彼此完全互补的5′单链突出序列，即通常所说的粘性末端。注入到感染寄主细胞内的λ噬菌体的线性DNA分子，会迅速地通过粘性末端之间的互补作用，形成环形双链DNA分子。随后在DNA连接酶的作用下，将相邻的5′-P和3′-OH基团封闭起来，并进一步超盘旋化。这种由粘性末端结合形成的双链区段称为cos 位点（略语cos，系英语cohesive-end site的缩写，即粘性末端位点之意）（如图）。 在环化的状态下，λ噬菌体DNA分子的长度为48 502碱基对。

（2）λ噬菌体DNA的复制 在λ噬菌体感染的早期，环形的λ DNA分子按θ形式从双向进行复制。到了感染的晚期，控制滚环复制机理的开关被启动了，合成出了由一系列线性排列的人基因组oxA组成的长多连体分子。 （3）λ噬菌体DNA的整合与删除 λ噬菌体基因组的整合作用，是通过它的附着位点att，同大肠杆菌染色体DNA的局部同源位点之间的重组反应实现的。整合作用需要int基因的表达，它是一种可逆的过程。的复制子，这种过程叫做原噬菌体的删除作用。λ噬菌体的删除，需要噬菌体xis基因和bio基因的协同作用才能实现。 （4）λ噬菌体DNA的转录与转译 在溶菌周期，λ噬菌体DN A的转录是在三个时期，即早期、中期和晚期发生的。大体的情况是，早期基因转录确立起溶菌周期；中期基因转录的结果导致DNA进行复制和重组；晚期基因的转录最终使DNA被包装为成熟的噬菌体颗粒。 二．λ噬菌体载体的构建及其主要类型 （1）构建λ噬菌体载体的基本原理 构建λ噬菌体载体的基本原理是多余限制位点的删除。 按照这一基本原理构建的λ噬菌体的派生载体，可以归纳成两种不同的类型： 一种是插入型载体（insertion vectors），只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点(如图)。 另一种是替换型载体（rePlacement vectors），具有成对的克隆位点，在这两个位点之间的人 DNA区段可以被外源插入的 DNA片段所取代。

植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定

植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定 金万枚　巩振辉　李桂荣　张桂华 (西北农业大学　陕西杨陵　712100) 提　要　对现有主要植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定进行了比较分析,并对它们在植物遗传转化中的前景进行了展望。 关键词　植物;遗传转化方法;转基因植株;转基因植株鉴定 人们可通过有性杂交,物理化学诱变或自然变异来创造新物种和新品种。但常常存在着杂交不亲和或杂种不育而造成的生殖隔离,也存在诱变的非定向性。采用遗传转化技术,将所要求的外源目的基因导入受体植株,并通过对转化植株的鉴定选择,从而创造出人类所需要的新品种或新物种。植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定是植物遗传转化的重要环节。关 3国家自然科学基金资助,项目编号39770522。 优质小麦品质的决定性因素;其次要有较强的生活力,保证营养生长健壮。 3.3.2　播种　研究表明,适当晚播和增加密度能在稳定产量的基础上提高小麦品质。根据我省实际,关中优质专用小麦播量应控制在每亩6～8kg,渭北应控制在9kg。播期可依据实际情况较当地常规适播期推迟2～3d。提倡机械以精量半精量播种。 3.4　灌水 灌水对小麦品质的影响比较复杂,尤以抽穗至成熟期间影响最大,此期灌水会降低蛋白质含量,对沉淀值等加工品质也不利,但如果氮量充足或灌水与施氮结合则蛋白质含量不下降或下降很慢。因而施肥上的前氮后移也为后期合理灌水提供了条件。中国农业大学曾研究出一套节水高产栽培技术,小麦春季可只灌一次,并将灌水时期移至孕穗期;若特别干旱,可在拔节期和开花期分别灌水。这种灌水制度与前氮后移的施肥方法配合起来,有利于优质专用小麦生产。 3.5　地膜覆盖 地膜覆盖栽培能使小麦产量大幅度提高,对品质的影响这方面研究还较少。陕西省农科院小麦中心的初步研究表明,小麦覆膜后籽粒容重有不同程度提高;蛋白质含量与正常露地播种没有差异;覆膜不影响不同生态类型品种的干、湿面筋值和沉淀值;但不同生态类型品种之间籽粒容重、蛋白质含量、干、湿面筋值和沉淀值存在较大差异。优质专用小麦可以采用地膜栽培,但不应忽视地膜覆盖后对小麦生育期及农艺性状的影响,比如植株增高,应采取化控措施,在小麦返青～起身期,喷施壮丰安防止倒伏;再如部分病虫害发生的提前与危害加重问题,应及时开展病虫防治,减少对产量和品质的影响。同时提供麦收前一个月揭膜,减少地膜污染。 3.6　病虫害防治 优质专用小麦病虫害的防治,应尽量减少化学药品残苗,不要影响食用品质。应坚持综合防治的原则,要采用农业防治、物理防治和生物防治措施,减少化学药剂防治次数;选用高效低毒低残留农药;收获前20d以内严禁施药;使用农药增效剂,提高防治效果。 3.7　收获 收获是优质专用小麦栽培的最后一个环节;也是比较关键的环节。要做到单收、单贮、单独销售,实现优质优价优加工。

单子叶植物表达载体pUN3300的构建

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/3319050134.html, 单子叶植物表达载体pUN3300的构建 作者：孙萍等 来源：《山东农业科学》2013年第01期 摘要：植物双元表达载体在植物基因工程研究中具有重要作用，表达载体所包含的结构元件，如启动子、多克隆位点、筛选标记等，对植物遗传转化效率、外源基因表达强度及遗传稳定性等具有重要影响。本研究中，为提高目的基因对单子叶植物的遗传转化效率，对植物表达载体pCAMBIA3300进行改造，在原有以bar基因作为选择标记的基础上，采用不完全酶切的方法添加了Ubiquitin启动子，经酶切、测序表明，植物双元表达载体pUN3300构建成功。该载体对于研究外源基因功能、植物性状改良及新品种的培育，具有重要的价值。 关键词：单子叶植物；表达载体；pUN3300；Ubiquitin启动子；bar基因 中图分类号：Q781文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）01-0034-04 植物双元表达载体是植物基因工程研究的重要组成部分。通过植物表达载体，外源目的基因可进入宿主细胞并高效表达，为阐明基因功能、利用基因资源改良作物种质奠定了基础[1～3]。获得稳定、高效的植物双元表达载体是进行遗传转化研究的重要内容之一。目前，虽已有pBR121、pCAMBIA等系列的商业化表达载体出售，但并不能完全满足实验需求，因此，必须根据实际需要对表达载体进行改造。表达载体上携带的抗性标记基因是筛选转化体的有效手段，但同时也带来了生态环境及食品安全方面的潜在隐患，影响了大众对转基因植物的接受。而以除草剂抗性bar 基因作为筛选标记，具有一定的生物安全性，客观上可消除人们的顾虑[4]。因此本研究中，选取以bar 基因为筛选标记的商业化表达载体pCAMBIA3300为基础，通过不完全酶切等方法添加了单子叶植物高效、专一性启动子Ubiquitin，构建并获得了适于单子叶植物遗传转化的表达载体pUN3300，为外源目的基因对单子叶植物的遗传转化提供了有力 的分子生物学工具。 1材料与方法 11试验材料 植物表达载体pCAMBIA3300、含有Ubiquitin启动子的植物表达载体pUN1301由本实验室保存。大肠杆菌DH5α感受态细胞购自北京全式金公司，各种限制性内切酶、琼脂糖凝胶回收试剂盒、质粒小量提取试剂盒、T4 DNA连接酶购自大连宝生物工程有限公司，其他各种试剂均为国产分析纯产品。PCR引物由上海生物工程有限公司合成。 12试验方法

植物乳杆菌高表达组成型表达载体构建

2018年第5期 吉林畜牧兽医·实验研究· ShiYan YanJiu 植物乳杆菌高表达组成型表达载体构建 王 雪，尚晓敏，李桂玲,刘 琼* 吉林工程技术师范学院食品工程学院，吉林长春 130052 摘 要：乳酸菌宿主对表达载体的启动子具有高度的选择性，本研究利用PCR技术扩增嗜酸乳杆菌表面蛋白SlpA 基因启动子，以诱导型表达载体pSIP409为基本框架删除其诱导型启动子，采用能快速连接的无缝克隆技术将SlpA 基因启动子连接到gusA基因上游，获得重组质粒409SlpA电转化至植物乳杆菌NC8中，Western Blot定性测定的gusA表达情况，同时利用MRS-X-gluC培养基特异性显色反应来鉴定阳性重组子表达gusA的活性，为利用该启动 子表达外源蛋白研制新型基因工程微生态制剂奠定基础。 关键词：嗜酸乳杆菌；启动子；组成型表达载体； Construction of constitutive Expression Vector Base on SlpA Gene Promoter and the Function Analysis Wang Xue, Shang Xiao-min，Li Gui-ling，Liu Qiong* College of Food Engineering Jilin Engineering Normal University, Changchun, Jilin, 130052 Abstract: Lactobacillus hosts have a high selectivity for the promoter of the expression vector. In this study, the promoter of the SlpA gene from Lactobacillus acidophilus was amplified by PCR, and the expression vector pSIP409 was used as the base frame to remove its inducible promoter. The promoter of the SlpA gene was ligated upstream of thegusAgene by Seamless Assembly Cloning technology and the recombinant plasmid 409SlpA was transformed into Lactobacillus plantarumNC8 by electrotransformation. The positive colony was screened by MRS-X-gluC medium and the specific colony was screened, and the complex steps of detecting the activity of expressed proteins were avoided. This study lays the foundation for further application of SlpA gene constitutive promoter. Keywords: Lactobacillus acidophilus; promoter; constitutive expression vector 乳酸菌(Lactic acid bacteria，LAB)是一群革兰氏阳性、能够发酵碳水化合物、以乳酸为主要代谢产物的各类细菌统称，是人与大多数动物肠道内常见优势菌群。由于乳酸菌在医药、食品、饲料生产等相关领域具有较高的应用价值，被公认为安全级微生物(generally recognized as safe，GRAS)[1]。构建乳酸菌工程菌株最重要的是高效稳定表达，而启动子是决定外源基因表达效率的关键遗传组件[2]，且乳酸菌属的启动子对宿主有着高度的选择[3]。因此，在LAB表达系统中很少使用外源启动子。目前可用于构建LAB表达载体的启动子主要有lac A、lac R、lacS、nisA/nisZ、nisF和usp等[4]，启动子数量偏少，并且大多数属于诱导型启动子[5]。组成型乳酸菌表达载体在不添加诱导物情况下可以不断地表达目的蛋白，在饲料生产、食品 基金项目：吉林省教育厅科技研究项目（2016120）； 吉林工程技术师范学院（2016）校科研发展基金项目。 作者简介：王 雪（1995-），女，本科，生物工程专业， 河北省阜城，E-mail:7107172322@https://www.sodocs.net/doc/3319050134.html,. *通讯作者：刘 琼（1980-）,女,实验师，研究方向为 动物微生态与黏膜免疫学。 E-mail:liuqiong@https://www.sodocs.net/doc/3319050134.html,. 6

几种新型植物基因表达载体的构建方法

几种新型植物基因表达载体的构建方法 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

几种新型植物基因表达载体的构建方法 摘要:利用基因工程技术手段研究基因功能过程中，构建基因表达载 体处于转基因植物的主导地位，采用合适的构建方法会使实验效果事半 功倍。植物基因表达载体的构建方法除了传统构建法、Gateway 技术、 三段T-DNA 法、一步克隆法等，还有近年来出现的几种新型的载体构建 方法：基于竞争性连接原理快速构建小片段基因表达载体；Micro RNA 前体 PCR 置换法适用于构建小分子 RNA 表达载体；重组融合 PCR 法特 别适用于插入片段中含有较多限制性酶切位点的载体构建；利用 In-Fusion 试剂盒可以将任何目的片段插入一个线性化载体的某个区域；构建多片段复杂载体可采用不依赖序列和连 接的克隆方法 (Sequence and ligation-independent cloning, SLIC) 法；Gibson 等温拼接法。本文将在总结分析前人工作的基础 上，分析这 6种新方法的特点，期望通过这几种新的方法给植物基因工 程表达载体的构建提供新的思路。 关键词: Micro RNA 前体 PCR 置换法，In-Fusion 试剂盒法，重组融合PCR 法，Gibson 等温拼接法，Golden Gate 拼接法 基因克隆、载体构建是植物功能基因组研究中的常规步骤[ 1 ]。而载 体构建是基因工程和分子生物学研究中常用的基础技术。随着植物基因 工程技术的发展，适合于不同研究目的各种载体系统应运而生，其中在 转基因植物中最常用的是质粒载体。传统的载体构建方法在进行构建多 片段拼接的复杂载体时，需要精心选择酶切位点[ 2 ]，有时还需要构建多 个中间载体，操作比较麻烦，费时费力，因此寻找简单、高效、快捷的

单子叶植物CRISPR载体的构建资料

目录 摘要 (1) 引言 (1) 1.材料与方法 (4) 1.1实验材料 (4) 1.1.1菌株 (4) 1.1.2体质粒载 (4) 1.1.2酶和试剂 (4) 1.1.2.1酶 (4) 1.1.2.2抗生素 (5) 1.1.2.3生化试剂 (5) 1.2仪器设备 (5) 1.3实验方法 (5) 1.3.1酶切 (5) 1.3.2DNA片段补平 (6) 1.3.3大片段去磷酸化............................................................................. 1.3.4乙醇沉淀纯化DNA (7) 1.3.5胶回收 (7) 1.3.6连接................................................................................................. 1.3.7KOD plus高保真酶PCR反应............................................................... 1.3.8检测PCR反应 (8) 1.3.9Gateway技术 .................................................................................. 1.3.9.1BP反应 (7) 1.3.10大肠杆菌转化............................................................................... 1.3.11质粒提取 (9) 2.结果与分析 (12) 2.1pWBVec8+Ga-b载体的酶切 (12)