肠杆菌耐草甘膦基因deoA、编码蛋白及其应用_2

文档序号:9411539阅读:来源:国知局
D-Plus) : 10XPCRBuffer(5uL),2mM dNTPs(5uL),2mMMgS04 (2uL),引物(各 1. 5uL),DNA(2uL),KOD-Plus(luL),dH20 (32uL)。
[0046] 步骤二:按照以下程序进行PCR反应:预变性92°C,2min;变性94°C,15S(2-4步, 30 个cycle);退火 56. 5°C,30S;延伸 68°C,1. 5min;保存 4°C,。
[0047] 步骤三:PCR产物于1 %的琼脂糖凝胶电泳中检测(如图1所示),利用胶纯化试 剂盒(购自Axygen公司)回收片段,将回收的片段克隆至PMD19-Tsimplevector(购 自TaKaRa公司)中,转化大肠杆菌BL21感受态中,挑取单菌落,培养,测序,测序后根据 BLASTN查看同源性比例,由于微生物基因间同源性较高,因此若得到的序列与大肠杆菌序 列同源性高,则确定为肠杆菌的deoA基因,引物序列见SeqIDN0. 3、4。
[0048] 实施例2 :基因deoA在大肠杆菌BL21中的表达分析
[0049] (1)设计特异性引物,加入酶切位点Ndel和Xbal及保护碱基,以克隆获得的deoA 基因为模板,扩增deoA基因,特异性引物为:
[0050]SeqIDN0.5:上游引物 5' -CACATTTCCCCCGATTCC-3';
[0051]SeqIDN0.6:下游引物 5' -ATGTGGCCCATGGTATCAG-3'。
[0052] (2)进行PCR扩增,产物回收,及TA克隆至PMD19-Tsimplevector,测序,具体操 作同上),选择含有正确扩增序列的菌液,利用质粒提取试剂盒(购自Axygen公司)回收 质粒。利用限制性内切酶Ndel和Xbal对含有基因的T载体和原核表达载体pCold进行 双酶切,琼脂糖胶检测回收片段,用T4DNA连接酶对切割后的载体和基因进行连接,构建的 PCold-deoA重组载体,将重组载体转入大肠杆菌BL21感受态,阳性单克隆送公司测序。
[0053] (3)重组蛋白的原核表达:将含有正确重组质粒的细菌于37°C培养至0D= 0. 6, 保存部分菌株作为诱导前样品,另一部分菌株用ImMIPTG,30°C诱导6h,菌液离心收集,一 部分作为诱导后总样品,另一部分3s/5S间歇超声10min,破碎细胞以释放蛋白质,离心沉 淀作为一部分样品,上清作为可溶性样品,利用SDS-PAGE对正确含有基因的4份大肠杆菌 BL21样品进行目的蛋白的可溶性鉴定。
[0054] (4)表达产物的SDS-PAGE分析:SDS-PAGE电泳按常规方法进行。
[0055]如图 2 所示,marker从上至下分别是 116. 0KD、66. 2KD、45. 0KD、35. 0KD、25. 0KD、 18. 4KD、14. 4KD,每张基因图从左往右分别是marker、诱导前对照、诱导后菌的总蛋白、总蛋 白经超声波裂解后的沉淀、总蛋白经超声波裂解后的上清。deoA大小为47KD,对比marker, 大肠杆菌BL21经6h诱导都在预测位置出现浓厚的条带,获得的蛋白大小正确,而作为阴 性对照的诱导前大肠杆菌BL21则无此条带。同时对诱导的蛋白进行可溶性鉴定结果表明, deoA蛋白在大肠杆菌BL21的超声波裂解上清与沉淀中同时存在特异性条带,说明表达的 deoA蛋白部分可溶,为有功能的蛋白,部分不溶,为无功能蛋白。
[0056] (5)原核表达菌株耐草甘膦的能力:
[0057] 对能够可溶性表达功能蛋白的大肠杆菌过夜培养,取相应的体积于1. 5ML的离心 管,并加入新的培养,同时施加草甘膦的逆境,各溶液的体积比为V培养液:V草甘膦:V菌 液=200 :1 :20,以空载为对照,30°C,150rpm震荡培养24h,利用分光光度计测量0D600,3 次重复取平均值。如图3所示,含有deoA基因的E.Coli的0D600大于对照CK,说明deoA 对微生物耐草甘膦具有一定的作用。
[0058] 实施例3:基因deoA在拟南芥中的表达分析
[0059] (1)选择pMDC83(南京农业大学国家大豆改良中心提供)作为植物过量表达载 体,该载体的抗性筛选为潮霉素,便于转基因苗的筛选;deoA基因的植物表达载体构建参 照Gateway试剂盒说明操作。
[0060] (2)根据肠杆菌耐草甘膦基因deoA的序列,设计扩增编码完整阅读框的引物,并 在上、下游引物引入gateway接头序列:
[0061]SeqIDN0.7:上游引物如下
[0062] 5' -GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCATGGGGGTTACCGTGTTT-3';
[0063]SeqIDN0.8:下游引物如下
[0064] 5' -CGGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCTTCAGTGATGCGGCGATA-3';
[0065] (3)以实施例1中获得的PCR扩增产物为模板,进行PCR扩增,具体操作同实 施例1,将deoA基因克隆至入门载体pD0N0RTM/zeo(BP反应),进一步克隆至表达载体 PMDC83(LR反应)。
[0066]BP反应:离心管中加入4uL含有接头的基因,luLpDONORTM/zeo载体(抗zecion, 3K),3uLdH20,2uLBPclonaseTMIIenzymemix,轻轻混勾;25°C温育 16h,加入luL蛋白 酶K,37°C温育lOmin,终止反应;连接产物转化E.coli;挑取阳性单克隆,培养测序,选取正 确含有目的基因的菌株提取质粒,用于LR反应。
[0067]LR反应:2uL正确的入门载体质粒,2uLPMDC83(卡那抗性,12513bp),4uLdH20, 2uLBPclonaseTMIIenzymemix,轻轻混勾;25°C温育 16h,加入luL蛋白酶K,37°C温育 10min,终止反应;连接产物转化E.coli;挑取阳性单克隆,培养测序,选取正确含有目的基 因的菌株提取质粒。
[0068] (4)将正确含有目的基因的植物表达载体利用滴花法转化拟南芥,具体步骤如 下:
[0069] 步骤一:将达到盛花期的拟南芥上已有的种子剪去;
[0070] 步骤二:将含有正确目的基因的植物表达载体的农杆菌接种于50mL的含有卡那 和利福平的YEB培养基中培养,28°C培养过夜;4°C,5000rpm,离心10min,弃上清;用侵染液 (5%的蔗糖,起能量和黏着的作用,不加抗生素的MS液体培养基,0. 01-0. 03%的表面活性 剂silwetRu77)悬浮沉淀,4°C,5000rpm,离心10min,弃上清;重复一次;加入侵染液悬浮沉 淀至 0D600 为 1. 2-1. 6;
[0071] 步骤三:用移液器将农杆菌悬浮液滴到拟南芥花蕾上;
[0072] 步骤四:侵染后的拟南芥于暗室中培养24h;
[0073] 步骤五:侵染植株正常培养,至角果成熟,收集种子;
[0074] (5)阳性转基因苗的筛选,具体步骤如下:
[0075] 步骤一:将转基因拟南芥种子加dH20(没过种子),置于4°C冰箱,春花2-3天;
[0076] 步骤二:纯化后的种子用70%的乙醇清洗lmin,10%的NaCIO清洗8min;将灭过 菌的种子用dH20洗6-8遍;将种子布于含有潮霉素(终浓度50mg/L)的MS培养基中,封 上封口膜,置于光照培养箱中;若为成功转入重组质粒的种子,能够在培养基中长出4片真 叶,且根系较长,非转基因的植株叶片无法正常展开且根系几乎不生长或极短;待植株4片 叶子完全展开,将苗转至土壤中继续培养;
[0077] 步骤三:待植株有较多叶片时,取叶片提取RNA,利用植物RNA提取试剂盒(购自 天根)提取转基因拟南芥总RNA,总RNA利用反转录试剂盒(购自TaKaRa)合成cDNA;利用 基因特异性引物(SeqIDN0. 3、4)检测基因是否导入拟南芥;如图4所示,对T3代阳性拟 南芥对潮霉素的耐性检测结果表明,与对照相比T3代转基因苗无受潮霉素抑制的苗,说明 转基因拟南芥已达纯合,对纯合的T3代植株再次进行PCR检测。
[0078] 步骤四:对转基因拟南芥进行PCR鉴定,如图5所示,对T3代纯合阳性拟南芥的分 子鉴定,利用微生物克隆基因的引物对转基因拟南芥进行扩增,因为植物基因组中不存在 同源序列,因此有条带即说明微生物基因已整合至拟南芥基因组中。结果表明deoA基因已 成功整合到拟南芥基因组中,并且能够在拟南芥中稳定遗传。
[0079] (6)对转基因拟南芥进行耐性评价,具体步骤如下:
[0080] 步骤一:将纯合的转基
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