一种提高植物根毛生成能力的蛋白及其编码基因与应用_3

文档序号:8392451阅读:来源:国知局
悬液中,维持2min;取出erh,侧放 于湿润的托盘内,避光放置24小时后,将erh竖直,同普通植物一样培养。
[0104] (三)转基因植物的筛选及验证
[0105] 从农杆菌浸泡后的植物上,收获种子(称之为AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟南 芥T1代种子)。种子经消毒后,将其铺在琼脂浓度为0. 55g/100ml的MS(含有50ug/ml卡那 霉素)平板上,4°C春化2天;将平板放入温室,平放生长12天后,筛选抗性植株移入土中。 单株收获抗性植株的种子(即AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟南芥T2代种子)。由于从 AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟南芥T2代种子长出的T2代AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟 南芥对导入的转基因载体可能为杂合子,从每一株单独的转基因株系选择种植10-20株T2 代AtERSl: :AtERSlgDNA转基因拟南芥。从T2代AtERSl: :AtERSlgDNA转基因拟南芥中,分 别收取AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟南芥T3代种子,将其铺在琼脂浓度为1. 2g/100ml, 含卡那霉素的MS平板上,观察T3代AtERSl: :AtERSlgDNA转基因拟南芥代幼苗的抗性分 离比例。若所有幼苗均显示为卡那霉素抗性表型,则被认为其T2代亲本植株所带的转基因 载体已是纯合子。AtERSl::AtERSlgDNA转基因拟南芥T3代种子在培养基上萌发后,被用 以表型的分析。以相同生长天数的Columbia-0生态型拟南芥(野生型拟南芥)和突变体 erh为对照,7天大小的拟南芥幼苗形态结果和主根根尖的根毛形态如图4所示。
[0106] 图4中,A为7天大小的拟南芥幼苗形态;B为7天大小的拟南芥幼苗主根根尖的 根毛形态。AtERSl: :AtERSl代表T3代AtERSl: :AtERSlgDNA转基因拟南芥。
[0107] 图4表明,与突变体erh相比,T3代AtERSl:: AtERSl gDNA转基因拟南芥的根毛 长度显著变短,根毛密度显著降低,恢复到与Columbia-0生态型拟南芥(野生型拟南芥) 的根毛一样的表型,表明将AtERSl基因导入到突变体erh中可使突变体erh的性状恢复到Columbia-0生态型拟南芥(野生型拟南芥)的水平。
[0108] 并提取了3代八七£1?1:士£1?1§0嫩转基因拟南芥的基因组0嫩,以其为模板,以引 物F(AtERSl基因中的序列,5' -CAGGTGAAGGACACAGGG-3')和引物R(pBI101载体上⑶S基 因中的序列,5' -GGCGTGGTGTAGAGCATT-3')为引物,进行PCR鉴定,结果表明PCR产物大小 约为1200bp,并将该PCR产物进行序列测定,与预期序列一致,因此T3代AtERSl::AtERSl gDNA转基因拟南芥确定为阳性AtERSl: :AtERSlgDNA转基因拟南芥。
[0109] 三、为了进一步验证所发现的AtERSl基因突变确实是造成根毛性状突变的原因, 进行如下遗传互补实验:
[0110] (一)35S::AtERSlgDNA的构建
[0111] 将SEQIDNo. 3所示的序列替换pZHOl载体CaMV35S启动子后的BamHI和SacI 酶切识别位点间的序列,PZH01的其余序列保持不变,得到35S: :AtERSlgDNA重组质粒,该 质粒表达SEQIDNo. 2所示的蛋白。
[0112] (二)按照步骤二中(二)的方法得到35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥。
[0113] (三)转基因植物的筛选及验证
[0114] 从农杆菌浸泡后的植物上,收获种子(称之为35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥T1 代种子)。种子经消毒后,铺在琼脂浓度为〇. 55g/100ml的MS(含有50ug/ml卡那霉素) 平板上,4°C春化2天;将平板放入温室,平放生长12天后,筛选抗性植株移入土中。单株 收获抗性植株的种子(即35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥T2代种子)。由于从T2代种 子长出的T2代植株对导入的转基因载体可能为杂合子,从每一株单独的转基因株系选择 种植10-20株T2代35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥。从这些T2代35S::AtERSlgDNA转 基因拟南芥中,分别收取35S: :AtERSlgDNA转基因拟南芥T3代种子,将其铺在琼脂浓度为 1. 2g/100ml,含卡那霉素的MS平板上,观察T3代35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥幼苗的 抗性分离比例。若所有幼苗均显示为卡那霉素抗性表型,则被认为其T2代亲本植株所带的 转基因载体已是纯合子。35S: :AtERSlgDNA转基因拟南芥T3代种子在培养基上萌发后,被 用以表型的分析。
[0115] 图 4 中,35S::AtERSl代表T3 代 35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥。
[0116] 图4表明,与突变体erh相比,T3代35S:: AtERSl gDNA转基因拟南芥的根毛长度 显著变短,根毛密度显著降低,恢复到与Columbia-0生态型拟南芥(野生型拟南芥)的根 毛一样的表型,进一步表明将AtERSl基因导入到突变体erh中去,可使突变体erh的性状 恢复到Columbia-0生态型拟南芥(野生型拟南芥)的水平。
[0117] 并提取T3代35S::AtERSlgDNA转基因拟南芥的基因组DNA,以其为模板,以引物 F'(位于35S启动子中的序列,5' -AACAGAACTCGCCGTAAAGA-3')和引物R'(位于AtERSl基 因中的序列,5'-CATAAGCACCCATTTGTAAGG-3')为引物,进行PCR鉴定,结果表明PCR产物大 小约为1100bp,并将该PCR产物进行序列测定,与预期序列一致,因此T3代35S: :AtERSl gDNA转基因拟南芥确定为阳性35S: :AtERSlgDNA转基因拟南芥。
[0118] 实施例3、过表达突变的AtERSl基因提高植物的根毛生成能力
[0119] 一、35S::mAtERSlgDNA的构建
[0120] 将SEQIDNo. 4所示的序列替换pZHOl载体CaMV35S启动子后的BamHI和SacI 识别位点间序列,pZHOl的其余序列保持不变,得到35S::mAtERSlgDNA重组质粒,该质粒 表达SEQIDNo. 5所示的蛋白,即mAtERSl蛋白。
[0121] SEQ IDNo.4所示的序列为突变的AtERSl基因(将其命名为mAtERSl基因)的基 因组序列。mAtERSl蛋白的编码序列如SEQ IDNo.11所示。
[0122] mAtERSl基因的基因组序列(SEQIDNo. 4所示的序列)与AtERSl基因的基因组 序列(SEQIDNo. 1中第2033位至第4925位所示的序列)相比,仅存在基因组序列第758 位的一个核苷酸的差异,AtERSl基因的该位点的核苷酸为C,mAtERSl基因的该位点的核苷 酸为T。
[0123]mAtERSl蛋白的编码序列(SEQIDNo. 11所示的序列)与AtERSl蛋白的编码序列 (SEQIDNo. 10所示的序列)仅存在第329位的一个核苷酸的差异,AtERSl蛋白的编码序 列在该位点的核苷酸为C,mAtERSl蛋白的编码序列在该位点的核苷酸为T。
[0124]相应地,mAtERSl蛋白(SEQIDNo. 5 所示的蛋白)和AtERSl蛋白(SEQIDNo. 2 所示的蛋白)相比,仅存在蛋白序列第110位的一个氨基酸的差异,AtERSl蛋白的该位点 的氨基酸为脯氨酸(P),mAtERSl蛋白的该位点的氨基酸为为亮氨酸(L)。
[0125] 二、将35S::mAtERSlgDNA重组质粒导入根癌农杆菌GV3101,得到重组农杆菌。通 过花序浸泡法(参考文献CloughSJandBentAF,1998)将重组农杆菌转染Columbia-0 生态型拟南芥(野生型拟南芥),得到转AtERSl基因拟南芥,将其命名为的35S::mAtERSl gDNA转基因拟南芥。
[0126] 三、转基因植物的筛选及验证
[0127](一)将消毒的35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥的T1代种子铺在琼脂浓度为 0? 55g/100ml的MS(含有30ug/ml潮霉素)平板上,4°C春化2天后,将平板放入温室,平 放生长12天后,筛选抗性植株移入土中。单株收获土中抗性植株种子(即35S::mAtERSl gDNA转基因拟南芥的T2代种子)。将其再次铺在含潮霉素的筛选培养基(琼脂浓度为 0.55g/100ml的MS(含有30ug/ml潮霉素)平板)上,挑选抗潮霉素的植株(即T2代 35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥)。再在T2代35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥株系中 挑选10株抗性苗,移到土中,成熟后单株收获种子(即35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥的 T3代种子)。将种子再次铺到含潮霉素的筛选培养基(琼脂浓度为0. 55g/100ml的MS(含 有30ug/ml潮霉素))上,检验抗潮霉素性状的分离情况。如无分离,则表明产生该种子的 T3代35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥植株为转基因纯合株系,可用于表型的分析,将其 命名为T3代35S::mAtERSlgDNA转基因拟南芥纯合株系。
[0128] 提取T3代35S::mAtERSlgDNA转
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