来源于大豆的根特异性启动子GmPRP2p-852及其应用_2

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农业科学院作物科学研究所 供给。
[0046] 实施例1、GmPRP2p全长启动子的克隆及序列测定
[0047] 以栽培大豆(Glycine max(L. )Merr. ) Williams82为材料,采用CTAB法提取大豆 根系基因组DNA。根据大豆基因组数据库查找PRP2基因及其上游序列,设计特异引物上游 引物Fl和下游引物R1,以提取的总DNA为模板,进行PCR扩增。
[0048] Fl :5' -ATTTTCCGGACAAACTCTGG-3'(序列 1 的第 1-20 位);
[0049] Rl :5'-TGGGGGGTTTTCAACTGG-3'(序列 1 的第 1219-1236 位的反向互补序列),
[0050] 反应程序:94°C 5min ;94°C 30s,55°C 30s,72°C 2min,35 个循环;72°C延伸 lOmin。
[0051 ] 反应结束后,用1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物。
[0052] 结果见图1,其中,泳道M为DL2000的DNA分子量标准,泳道1为PCR产物。用回收 试剂盒纯化回收PCR产物,PCR产物回收后与pEASY-Tl载体(全式金公司,目录号:CTlOl) 连接,连接产物转化E. coli感受态细胞DH5a (TIANGEN,目录号:CB101),提取质粒,经PCR 扩增为阳性的重组质粒送去测序。测序结果表明,PCR产物为1236bp,如序列1所示,其中 包括174bp PRP2基因 CDS序列(序列1的第1063-1236位)。
[0053] 为了得到不含PRP2基因 CDS序列的启动子片段,从翻译起始密码子ATG开始,新 设计了一条下游引物R2进行第二轮PCR扩增,以第一轮PCR产物(序列1)为模板,以Fl和 R2为引物进行第二轮PCR扩增。
[0054] Fl :5' -ATTTTCCGGACAAACTCTGG-3'(序列 1 的第 1-20 位);
[0055] R2 :5' -GGTTTCTCACGTTGTAGTTG-3'(序列 1 的第 1043-1062 位的反向互补序列)。
[0056] 反应程序:94°C 5min ;94°C 30s,52°C 30s,72°C 2min,35 个循环;72°C延伸 lOmin。
[0057] 反应结束后,用1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物。
[0058] 结果见图2,其中,泳道M为DL2000的DNA分子量标准,泳道1为PCR产物。用回 收试剂盒纯化回收PCR产物,PCR产物回收后与pEASY-Tl载体连接,连接产物转化E. coli 感受态细胞DH5a,提取质粒,经PCR扩增为阳性的重组质粒送去测序。测序结果得到了 1062bp的GmPRP2p全长启动子序列,如序列2所示,命名为GmPRP2p-1062。将测序正确的 重组质粒命名为pEASY-GmPRP2p-1062。
[0059] 实施例2、含有GmPRP2p-1062启动子及5'缺失片段的系列重组表达载体的构建
[0060] -、大見GmPRP2p_1062启动子及序列5'缺失序列的获得
[0061] 本发明的发明人对GmPRP2p-1062序列的5'进行了缺失。根据GmPRP2p-1062序 列(序列2),分别设计了 1条上游引物F-852,以R2为下游引物,以实施例1获得的重组质 粒pEASY-GmPRP2p-1062为模板,分别进行PCR扩增。
[0062] 引物序列如下:
[0063] F-852 :5' -ATGGAAATTGCAAATG-3'(序列 2 的第 211-226 位);
[0064] R2 :5' -GGTTTCTCACGTTGTAGTTG-3'(序列 2 的第 1043-1062 位的反向互补序列)。
[0065] 反应程序:94°C 5min ;94°C 30s,54°C 30s,72°C lmin,35 个循环;72°C延伸 lOmin。
[0066] 反应结束后,用1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物。
[0067] 结果如图3所示。将所得PCR产物进行测序,结果显示:引物对F-852/R2扩增所 得PCR产物的序列为序列2的第211-1062位(命名为GmPRP2p-852)。
[0068] 将以上PCR产物与pEASY-Tl载体连接,将所得重组质粒命名为 pEASY-GmPRP2p-852。
[0069] 二、含有GmPRP2p-1062启动子及5'缺失片段的系列重组表达载体的构建
[0070] 将实施例 1 获得的 pEASY-GmPRP2p-1062,以及步骤一获得的 pEASY-GmPRP2p-852 分别进行Sac I和Xba I (pEASY-Tl载体上自带酶切位点)双酶切,回收酶切产物,将所得 2种回收片段分别与经过同样双酶切的PC13P1载体(质粒图谱如图5所示)的骨架大片段 相连(酶切图谱如图4所示),获得2种重组质粒。将经酶切鉴定正确的质粒送样测序。将 经测序表明在PC13P1载体的多克隆位点Sac I和Xba I之间插入含有序列表中序列2的 DNA片段的重组质粒命名为pCAM-PRP2p-1062 ;将经测序表明在pC13Pl载体的多克隆位点 Sac I和Xba I之间插入含有序列表中序列2的第211-1062位核苷酸的DNA片段的重组质 粒命名为 pCAM-PRP2p-852。
[0071] 在重组表达载体pCAM-PRP2p-1062和pCAM-PRP2p-852中,相应启动子 (GmPRP2p-1062和GmPRP2p-852)均位于⑶S基因上游,驱动⑶S基因的转录,同时在⑶S基 因下游均连接有终止其转录的NOS终止子。
[0072] 实施例3、转GmPRP2p-1062和GmPRP2p-852拟南芥的获得及表达特性研究
[0073] 一、浸花法转化拟南芥及鉴定
[0074] YEP液体培养基:溶剂为水,溶质及其浓度如下:5g/L NaCl,5g/L酵母提取物, l〇g/L胰蛋白胨;pH7. 0。各浓度为相应组分在培养基中的终浓度。
[0075] 1/2MS固体培养基:溶剂为水,溶质及其浓度如下:2. 17g/L MS盐(Phyto Tech,目 录号:M524)、7g/L琼脂、30g/L蔗糖,lml/L MS有机(Phyto Tech,目录号:Μ533),ρΗ5·8。各 浓度为相应组分在培养基中的终浓度。
[0076] 1、用实施例2获得的两种重组质粒pCAM-PRP2p-1062和pCAM-PRP2p-852,以及 PC13P1空载体分别转化根癌农杆菌GV3101感受态细胞,得到3种重组农杆菌。将3种重 组农杆菌分别接种于YEP液体培养基(含卡那霉素 50mg/L),28°C、220rmp振荡培养,得到 0D600=0. 4-0. 6的3种重组农杆菌菌液。
[0077] 2、将pC13 (Delta)⑶S载体(质粒图谱如图6所示)转化根癌农杆菌GV3101感 受态细胞,得到重组农杆菌。将重组农杆菌接种于YEP液体培养基(含卡那霉素50mg/L), 28°C、220rmp振荡培养,得到0D600=0. 4-0. 6的重组农杆菌菌液。
[0078] 3、将步骤1得到的3种重组农杆菌菌液分别与步骤2中的重组农杆菌菌液按体积 比1:1混合,加入0. 5% (v/v) silwet L-77,共得到3种农杆菌混合液,用来浸染植株。
[0079] 4、浸染植株的准备:将拟南芥(Arabidopsis thaliana (L. )Heynh. )Columbia 的 种子在10%(v/v)次氯酸钠的水溶液中消毒15min,用无菌水洗3-4次后,将种子种于1/2MS 固体培养基上,4°C培养3d后,置于22°C培养箱中培养,光照16h/黑暗8h。生长2周的植 株从培养基中移栽到土壤基质中继续生长,生长到开花期的拟南芥用来浸染。
[0080] 5、浸染:将上述步骤4中生长到花期的拟南芥植株在步骤3中制备好的3种农杆 菌混合液中浸泡lmin,浸染后的植株遮光过夜,浸染第二天后,恢复正常培养,一周后采用 同样方法对植株进行第二次浸染。直至收获T 1代种子。
[0081] 6、将收获的T1代种子消毒后,种植于含50mg/L潮霉素的1/2MS培养基上,4°C培 养3d后,置于22°C培养箱中培养,光照16h/黑暗8h,筛选出能够正常生长的植株,将生长 2周的植株从培养基中移栽到土壤基质中继续生长,收获T 2代种子。同时提取T1代植株的 基因组DNA,进行PCR检测。具体如下:以基因组DNA为模板,对于转入pCAM-PRP2p-1062 的抗性转基因拟南芥,采用引物对F-1062/R2进行PCR检测,得到大小约为1062bp目的条 带(序列2)的拟南芥为阳性。对于转入pCAM-PRP2p-852的抗性转基因拟南芥,采用引物对 F-852/R2进行PCR检测,得到大小约为852bp目的条带(序列2的第211-1062位)的拟南 芥为阳性。各处理均同时设置以未转基因的拟南芥基因组DNA代替模板的阴性对照,以及 以对应质粒代替模板的阳性对照。PCR检测结果如图7所示。
[0082] 7、检测出目的条带的株系,其T2代种子采用步骤6中同样的方法种植培养,收获 T3种子,选择T3代不再分离的纯合株系的种子用来后续的试验。
[0083] 二、转GmPRP2p-1062和GmPRP2p-852拟南芥表达特性的研究
[0084] 1、
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