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位点特异性重组酶FLP存在于酵母2 μ质粒上,能识别34bp的FRT位点,并根据2个FRT位点的相对方向完成位点间DNA序列的交换、重组、删除与逆转,在现代分子生物学理论研究与基因工程技术开发中具有广泛应用。
本研究构建了在原核大肠杆菌中高效表达FLP重组酶的表达载体pQE32-FLP并建立起相应的原核高效表达体系,在大肠杆菌M15菌株中实现FLP酶蛋白的高效表达,同时建立了相应的纯化方法。纯化时先用硫酸铵沉淀法富集FLP酶蛋白,经透析脱盐后再用镍离子鳌合微柱(0.5~1.0mL)亲合层析梯度洗脱的方法获得纯化的FLP酶蛋白。通过构建含有2个方向相同的FRT序列位点的质粒pUC18-FRT-gfp-FRT和含有1个FRT位点的表达载体pET30a-FRT,并分别以其为底物来检测FLP重组酶的删除、交换与重组功能的活性。结果表明,该方法不仅能有效表达FLP酶蛋白,并能行之有效地纯化FLP酶蛋白,以及检测纯化的FLP酶蛋白对DNA序列的删除、重组与交换功能。该方法简单易行并能获得有活性的FLP酶蛋白,为深入研究其机理以及研发相应的DNA重组技术提供重要参考。
以毛白杨(Populus tomentosa)叶片为材料、用CTAB方法提取基因组DNA,并以其为模板用PCR技术扩增愈伤诱导表达启动子winp序列并插入克隆载体。测序结果表明该启动子序列长为731bp。与NCBI GenBank登注的(Populus trichocarpa×Populus deltoides)的愈伤诱导表达启动子的DNA序列比较,具有97%相似性。将该启动子与GUS报告基因融合构建成二元植物表达载体pWinp-GUS并转化农杆菌LBA-4404后用叶圆片农杆菌浸染法浸染转化杨树和烟草。经瞬时表达实验检测,该启动子具有表达活性。经染色显示在损伤处明显地显示出GUS基因表达时特有的蓝色,而在未损伤的部位未见有gus基因表达;对照叶片在损伤处和未损伤处均未见有GUS基因表达所显现的颜色。用生物信息学方法对该启动子分析结果表明,该启动子序列中富含植物激素响应和光响应的保守DNA序列以及机械损伤响应和病原菌侵入的锌指型转录因子WRKY结合序列。
将重组酶FLP系统与克隆的杨树愈伤诱导启动子融合,构建了植物外源基因删除载体。在获得外源基因功能性状后,将外源基因及选择标记基因一并删除,既可以达到改良现有品种和创建新型优良种质的目的,同时又能消除人们对基因安全性的疑虑。
利用植物基因工程手段改良植物性状时,常常会需要同时引入两个或两个以上的外源基因。若同时用多个启动子构建转基因载体,通常会由于两个启动子之间的相互作用、启动子沉默等问题致使外源基因不能有效表达。本文在实验室原有的双向启动子基础上,将其改造成为通用型植物双向启动子表达载体,并在启动子的两个方向上连有两个报告基因gfp和dsRed。将该二元双向表达载体转化入烟草,荧光显微镜下检测瞬时表达情况,结果显示,两个方向的报告基因都有表达。