小麦microRNA408及其编码基因与应用_3

文档序号:8333981阅读:来源:国知局
NA,并反转录为cDNA,实时定量 PCR分析TamiR408基因的表达水平。
[0092]内参基因TaActin引物对序列如下:
[0093]上游引物:5' -TATGCCAGCGGTCGAACAAC-3',如序列5所示;
[0094]下游引物:5' -GGAACAGCACCTCAGGGCAC-3',如序列6所示;
[0095]目的基因TamiR408引物对序列如下:
[0096]上游引物:5' -GGATGGAGCAGAGCAAGG-3',如序列7所示;
[0097]下游引物:5' -TGGCAACTCTCTCCCTCTTCTC-3',如序列8所示;
[0098]实时定量PCR扩增体系为:SYBR,10yl;上游引物,0. 5yl;下游引物,0. 5yl;模 板,2 y 1 ;ddH20将总体积补充至20 y 1。扩增条件为:95°C预变性30秒;95°C变性5秒,60°C 退火10秒,72°C延伸15秒,45个循环。
[0099]结果如图1所示,TamiR408基因在根、茎、叶鞘的表达量较高。
[0100] 为明确TamiR408基因在茎端分生组织发育过程中的作用,分析了TamiR408基因 在茎端分生组织不同生长发育时期的表达水平(图2),TamiR408基因在小麦单棱期和二 棱期的茎端分生组织及小穗中表达水平较低;在穗分化时期的茎端分生组织表达水平非常 高,推测TamiR408基因可能在茎端分生组织发育成穗的时期具有重要作用,其作用机理需 要进一步研宄。
[0101]实施例2、TamiR408基因的功能研宄
[0102] 一、植物重组载体pZP211 UBI: :TamiR408的构建
[0103]用限制性内切酶BamHI与KpnI酶切pZP211: :UBI表达载体(《玉 米ZmAATP基因的克隆及遗传转化载体的构建》,山东农业大学学报(自然科学版), 2012, 43(3)321-327;公众可从山东农业大学获得)和实施例1的一的3得到的PCR产物,将 空表达载体酶切大片段和PCR产物酶切产物用用T4连接酶连接,操作步骤参照Fermentas 公司产品T4 DNA ligase说明书进行。连接产物转化大肠杆菌DH5a感受态细胞,在含有 壮观霉素(50mg/L)的LB固体培养基上培养过夜。挑取白色菌落,在含有壮观霉素(50mg/ L)的LB液体培养基中培养过夜。碱法提取质粒DNA并进行BamH I与Kpn I酶切鉴定,得 到243bp为阳性质粒。
[0104] 该阳性质粒为将序列表中序列1所示的核苷酸替换PZP211: :UBI载体的BamH I 与Kpn I酶切识别位点间的DNA片段得到的质粒,命名为pZP211 UBI: :TamiR408(图3), 为表达miR408的重组载体。
[0105]将表达载体pZP211 UBI::TamiR408(图3)转化农杆菌C58C1感受态细胞,并获得 可供转化使用的农杆菌菌株,命名C58Cl/pZP211 UBI: :TamiR408(提取质粒BamH I与Kpn I酶切鉴定,得到243bp为C58Cl/pZP211 UBI: :TamiR408)。
[0106] 二、农杆菌介导的小麦幼胚转化及抗性植株的获得
[0107] 侵染前一天挑取农杆菌C58Cl/pZP211 UBI::TamiR408单菌落,接种于含有50mg/ L壮观霉素的YEP液体培养基中,28°C,180rpm振荡过夜。
[0108] 收集小麦品种轮选987 (以下也称为野生型小麦)授粉后10-12天的幼胚(长度 在1. Omm-1. 2mm之间)接种在预培养基上25°C暗培养4天(图4A),将愈伤组织集中至灭 菌小培养皿中,加入农杆菌悬浮液至愈伤组织全部浸没,室温放置30分钟。将农杆菌悬浮 菌液吸出后,侵染的愈伤组织转移至带滤纸的灭菌空培养皿中,25°C暗培养2天,移至筛选 培养基中(图4B)筛选2-3周,筛选剂为G418,筛选浓度为25mg/L,同时添加250mg/L羧苄 青霉素抑制农杆菌生长;筛选后的愈伤组织转入分化培养基(图4C)。2周后,将分化得到 的幼苗转入壮苗培养基(图4D),将生长健壮的幼苗炼苗后,移栽至花盆(图4E)置于可控 温室,得到T0代转TamiR408小麦。
[0109] 本实验的培养基为添加了2. Omg/L dicamba的MS培养基(Murashige and Skoog, 1962),其中的dicamba为3, 6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。
[0110] 三、转TamiR408小麦的分子检测
[0111] 1、候选转基因植株的PCR检测
[0112] 采用CTAB法(Sambrook and Russell,分子克隆实验指南,2001)提取T0代转 TamiR408小麦株系S2-5、Gul05、Gul07、Gul08植株基因组DNA,设计引物检测标记基因NPT II。以野生型小麦为对照。
[0113] 标记基因NPT II基因引物对如下:
[0114]上游引物:5' -GTGGAGAGGCTAITCGGCTATGACTG-3',如序列9所示;
[0115]下游引物:5' -AGCTCTTCAGCAATATCACGGGTAGC-3',如序列10所示;
[0116] 标记基因NPT II扩增序列长度为650bp,扩增条件为:94°C预变性8分钟;94°C变 性30秒,59°C退火30秒,72°C延伸45秒,循环35次;72°C延伸10分钟。
[0117] 结果如图5A所示,可以看出,得到650bp的为含有标记基因NPT II的T0代转 TamiR408小麦,表明S2-5、Gul05、Gul07、Gul08为阳性转基因植株。
[0118] 野生型小麦没有650bp标记基因NPT II。
[0119] 2、利用Southern blot技术对候选转基因植株进行鉴定
[0120] 以T0代转TamiR408小麦株系S2-5、Gul05、Gul07、Gul08叶片为实验材料,参照 CTAB法提取总基因组DNA,按照Roche公司地高辛试剂盒的说明书步骤进行Southern杂交 检测。以野生型小麦为对照。
[0121] 探针引物对序列如下:
[0122]上游引物:5' -GAGAGAAAGAGAGITGAITITGTGAG-3',如序列11所示;
[0123]下游引物:5' -CTATAACAGGGGCAGAAAATGG-3',如序列12所示;
[0124] 结果如图5B所示,小麦为异源六倍体,野生型植株可检测到三条内源带,候选T0 代转TamiR408小麦株系Gul05、S2-5、Gul07和Gul08中均能检测到四条带,由此可知目的 基因TamiR408为单拷贝插入,确定为阳性转基因植株。
[0125] 3、实时定量PCR分析TamiR408基因在阳性转基因株系中的表达水平
[0126]提取TO代转TamiR408小麦株系S2-5、Gul05、Gul07、Gul08叶片的总RNA,并反转 录为cDNA。
[0127]内参基因TaActin引物对序列如下:
[0128]上游引物:5' -TATGCCAGCGGTCGAACAAC-3',如序列5所示;
[0129]下游引物:5' -GGAACAGCACCTCAGGGCAC-3',如序列6所示;
[0130] 目的基因TamiR408引物对序列如下:
[0131]上游引物:5' -GGATGGAGCAGAGCAAGG-3',如序列7所示;
[0132]下游引物:5' -TGGCAACTCTCTCCCTCTTCTC-3',如序列8所示;
[0133]实时定量PCR扩增体系为:SYBR,10yl;上游引物,0. 5yl;下游引物,0. 5yl;模 板,2 y 1 ;ddH20将总体积补充至20 y 1。扩增条件为:95°C预变性30秒;95°C变性5秒,60°C 退火10秒,72°C延伸15秒,45个循环。
[0134]结果如图5C所示,阳性转基因株系Gul05、S2-5、Gul07、Gul08中TamiR408基因 的表达量均高于野生型植株,说明TamiR408基因不仅整合到阳性转基因植株的基因组内, 而且在阳性转基因小麦体内转录水平得到有效表达。
[0135]从上述结果可以看出,T0代转TamiR408小麦株系S2-5、Gul05、Gul07、Gul08为阳 性转TamiR408小麦。
[0136]采用同样的方法将空载体pZP211: :UBI转入野生型小麦中,得到T0代转 PZP211: :UBI小麦,按照上述方法检测,结果与野生型无显著差异。
[0137]将上述T0代植株播种,培育,得到T1代植株。
[0138]四、阳性转基因株系表型分析
[0139] 1、抽穗时间
[0140]将T1代转pZP211: :UBI小麦、T1代转TamiR408小麦株系S2-5、Gul05、Gul07、 Gul08和野生型小麦同时播种,对各株系的抽穗时间进行观察和统计,每个株系20株,实验 重复3次,结果取平均值。
[0141]在播种后第193天,观察表型如图6A所示,可以看出,T1代转TamiR408小麦株系 抽穗时间早于野生型小麦;
[0142]在播种后第193天,统计抽穗时间结果如图6B所示,Gul05株系抽穗时间比野生 型植株提前约5天;S2-5、Gul07、Gul08株系
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