CN106834339A - 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用 - Google Patents

特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106834339A
CN106834339A CN201710003675.5A CN201710003675A CN106834339A CN 106834339 A CN106834339 A CN 106834339A CN 201710003675 A CN201710003675 A CN 201710003675A CN 106834339 A CN106834339 A CN 106834339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
corn
krp
seq
expression cassettes
expressed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710003675.5A
Other languages
English (en)
Inventor
关春峰
王畅
王罡
季静
金超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201710003675.5A priority Critical patent/CN106834339A/zh
Publication of CN106834339A publication Critical patent/CN106834339A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用,特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒,是由胚乳特异性启动子、SEQ ID No:1所示的核苷酸序列、SEQ ID No:3所示的核苷酸序列和SEQ ID No:1的反向序列组成,本发明利用RNAi技术,构建了含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒的植物双元表达质粒,将此质粒通过宿主菌转化玉米,成功抑制了KRP基因的表达,转基因株系显著提高了玉米籽粒大小,提高了玉米植株的丰产性,且对植株形态特征和生育期无影响,在玉米育种中具有重要意义和有良好的应用价值。

Description

特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达 盒及应用
技术领域
本发明属于植物基因工程领域,具体是涉及一种提高玉米籽粒大小的方法。
背景技术
玉米是全世界最主要的禾谷类粮食和饲料作物之一,广泛应用于农业、工业及食品行业。由于胚乳占玉米籽粒重量80%-85%左右,胚乳细胞的分裂和发育状况决定着籽粒的重量和品质。而植物的胚乳发育是一个高度程序化的过程,在多个层面上受到精确调控,其发育及调控机制是生殖与发育生物学领域的前沿科学问题。
由于胚乳发育对玉米籽粒形成的重要性,近些年来,玉米胚乳发育的分子机理研究逐渐得到国内外研究者的关注。中国农业大学赖锦盛教授以及中国农业科学院张春义教授课题组分别研究发现,玉米胚乳的转录调控过程中存在大量的新转录区域,且多为胚乳组织特异性表达,除贮藏蛋白基因外,仍有大量差异基因的表达(Lai et al.2004;Lu etal.2013)。除从全基因组水平的研究外,细胞周期调控网络逐渐成为人们探讨玉米胚乳发育分子机理的研究热点。Leiva-Neto等研究发现,在玉米胚乳中特异性表达CDKA1-DN显性负相关等位基因,可使玉米胚乳胞内复制水平降至50%左右(Leiva-Neto et al.2004)。Sabelli等发现CYCA1;3在玉米胚乳发育游离核期大量表达,而CYCB1;3,D5;1和D2;1在胚乳发育中期高表达,说明不同亚族CYCs在玉米胚乳发育的不同阶段可能发挥不同的调控作用(Sabelli 2012)。同一课题组最近在PNAS杂志发表文章表明,在玉米胚乳发育的过程中,视网膜母细胞瘤相关蛋白(RBR)可负向调节CDKA;1活性,通过RNAi手段下调RBR1基因的表达,可以促进胚乳的细胞分裂和胞内复制(Sabelli et al.2013)。通过以上研究分析可知,玉米胚乳存在大量组织特异性表达基因,玉米胚乳发育各个时期,细胞周期相关调控蛋白的表达量及功能不尽相同。
细胞周期调控系统控制细胞的分裂,从而维持有机体的正常代谢和增殖,其核心成分是CDKs,这些激酶活性的周期性变化,控制着细胞周期进程。细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CDK inhibitors,CKIs)通过结合并抑制CDKs的活性来调控细胞周期进程,在阻止细胞分裂、响应环境信号等方面起着非常重要的作用(Morgan 1997)。植物CKIs与哺乳动物Kip/Cip家族具有较高的同源性,因此植物CKIs命名为Kip-related protein,简称为KRPs。KRPs对植物胚乳发育过程的调控作用已得到初步研究。如等人研究发现,过量表达Orysa;KRP1基因促使胚乳细胞核内复制水平下降,水稻种子内含物减少,胚乳细胞数量减少( et al.2006)。原位杂交分析表明Orysa;KRP3基因在水稻开花后第2天胚乳游离核期表达,但在开花后第5天胚乳细胞化期表达急剧下降,酵母双杂交实验证实Orysa;KRP3与Orysa;CKA1;1、Orysa;CKA2、以及Orysa;CYCD2;2互作,表明Orysa;KRP3可能参与调控水稻胚乳游离核期的细胞周期进程(Mizutani et al.2010)。
综合本领域的研究现状,KRPs在植物的不同组织及植物发育的不同阶段发挥着极其重要的作用,在调控植物胚乳发育过程中所发挥的重要功能也越来越凸显,但玉米胚乳游离核发育细胞周期进程的分子调控机制尚不明朗,通过抑制玉米KRP家族基因提高玉米籽粒大小的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒。
本发明的第二个目的是提供一种含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒。
本发明的第三个目的是提供一种含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的细胞株系。
本发明的第四个目的是提供含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的细胞株系在提高玉米籽粒大小的应用。
本发明的技术方案概述如下:
特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒,是由胚乳特异性启动子、SEQ ID No:1所示的核苷酸序列、SEQ ID No:3所示的核苷酸序列和SEQ ID No:1的反向序列组成,所述SEQ ID No:1所示的核苷酸序列、SEQ ID No:3所示的核苷酸序列和SEQID No:1的反向序列形成发夹结构。
胚乳特异性启动子的核苷酸序列优选SEQ ID No:2所示。
含有上述特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒。
含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的宿主菌。
含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的宿主菌在提高玉米籽粒大小的应用,包括如下步骤:利用权利要求4所述宿主菌对玉米进行遗传转化操作,遗传筛选得到基因组含有所述KRP-RNAi表达盒的、提高玉米籽粒大小的转基因玉米株系。
本发明的优点:
本发明利用RNAi技术,构建了含有特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的植物双元表达质粒,将此质粒通过宿主菌转化玉米,成功抑制了KRP基因的表达,转基因株系显著提高了玉米籽粒大小,提高了玉米植株的丰产性,且对植株形态特征和生育期无影响,在玉米育种中具有重要意义和有良好的应用价值。
附图说明
图1为从玉米叶片中克隆SEQ ID No:1所示的KRP基因片段。1:空白对照,2:PCR产物,M:DNA marker III。
图2为重组质粒用PstI酶切结果。1-5为质粒,M:DNA marker III。
图3为农杆菌菌落PCR检测结果。M:DNA marker III,1:C58阴性对照,2:质粒阳性对照,3-10:农杆菌转化菌落。
图4为转基因玉米基因组DNA的PCR检测,M:DNA marker III,1:野生型阴性对照,2:质粒阳性对照,3-8:转基因阳性植株L1-L6。
图5为转基因玉米基因组DNA的KRP基因表达水平检测,M:DNA marker III,1:野生型对照,2-7:转基因阳性植株L1-L6。
图6为转基因玉米籽粒大小与非转基因玉米籽粒对比图,A为玉米转基因株系L2籽粒,B为非转基因玉米籽粒。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
B73玉米为商品化玉米自交系。
实施例1
玉米总RNA提取与逆转录。
所用仪器,玻璃器皿用180℃烘烤4h,塑料器皿,如枪头,离心管等可用0.1%DEPC浸泡过夜,再高压灭菌(121℃,20min),烘干备用。
以试剂盒RNAeasy kit(Qiagen)从100mg新鲜B73玉米叶片中提取总RNA。以1μgRNA为模板,用iScriptTM cDNA Synthesis Kit(Bio-Rad)试剂盒进行反转录,得到cDNA第一链,反应体系如下:
5X iScript Reaction Mix:4μl
Transcriptase:1μl
RNA:15μl
实施例2
KRP基因CDS部分片段的克隆。
根据玉米KRP基因序列进行引物设计(GenBank accession number NM_001112308),扩增其CDS中340bp片段为KRP-RNAi表达盒中的正向序列即SEQ ID No:1核苷酸序列。
引物序列:
SEQ ID NO.4所示上游引物为:5'-GGGCCCCTCGAGTGCAAGGCGTCGTCTCCCTG-3'
SEQ ID NO.5所示下游引物为:5'-GGGCCCAGATCTTCTCGAGCCTCCGGTTCCTT-3'。
PCR反应体系:
10X Buffer:5μl
2.5mM dNTP(超纯):4μl
引物(Forward):1μmol/L
引物(Reverse):1μmol/L
模板(cDNA第一链):1μl
Pfu DNA聚合酶:1U
加水补至50μl
PCR程序:
94℃预变性 5min
94℃变性 30s
58℃退火 30s
72℃延伸 1min
30个循环
72℃延伸 8min
取4μL产物进行凝胶电泳检测,序列测定由Invitrogen公司完成,PCR产物检测结果如图1所示。
实施例3
KRP基因CDS部分片段(SEQ ID No:1所示的核苷酸序列)与载体连接
将实施例2获得的PCR产物按以下步骤进行纯化:
1.加与产物等体积的氯仿,剧烈混匀,13000r/min,离心10min。
2.取上清,加1/10体积的NaAc(3M),混匀。
3.加总体积10/3体积的无水乙醇,-20℃沉淀3h,然后12000r/min离心10min。
4.加30μl去离子H2O溶解沉淀。
用XhoI和BglII两个限制性内切酶将纯化的PCR产物和载体pUCCRNAi分别进行酶切过夜(37℃),反应体系如下:
DNA:15μl
H-Buffer:2μl
H2O:2μl
XhoI:0.5μl
BglII:0.5μl
将以上酶切好的产物进行连接反应:
两个酶切产物65℃加热30min终止反应。琼脂糖凝胶电泳检测,定量分析,使PCR产物量与质粒载体量比例为10:1,进行连接反应(16℃,6h)。
反应体系如下:
PCR产物:13μl
质粒:3.5μl
T4DNA ligase Buffer:2.5μl
T4DNA ligase:1μl
ATP:2.5μl
H2O:2.5μl
连接产物转化E.coli:
1.取出制备好的感受态细胞于冰上化冻后,加入连接产物,轻轻摇匀后在
冰上放置30min。
2.移至42℃水浴中热激90s,再迅速放回冰上冷却1min。
3.加入200μl不含抗生素的液体培养基于37℃振荡培养45min。
4.取100μl菌液涂布于含氨苄青霉素(Amp)的筛选平板上,置37℃下培养12h。
5.从平板上挑取抗性菌落进行鉴定和保存。
连接产物鉴定:
挑取抗性菌落,放在含Amp 100mg/L LB液体培养基中培养,提取质粒DNA,在进行酶切验证。得到连接KRP基因CDS部分片段(340bp)的pUCCRNAi命名为pUCCRNAi-sense。
实施例4
反向KRP 340bp片段(SEQ ID No:1的反向序列)与pUCCRNAi-sense连接
将pUCCRNAi-sense,再进行KRP 340bp片段的反向连接。
用BamHI和SalI两个限制性内切酶将纯化的反向KRP 340bp片段的PCR产物和载体pUCCRNAi-sense分别进行酶切过夜(37℃),反应体系如下:
质粒载体:
DNA:15μl
H-Buffer:2μl
H2O:2μl
BamHI:0.5μl
SalI:0.5μ
PCR产物:
DNA:15μl
H-Buffer:2μl
H2O:2μl
BamHI:0.5μl
SalI:0.5μl
连接、转化和鉴定过程与实施例3一致。
将连有正、反KRP片段的质粒命名为pUCCRNAi-sense-antisense。
实施例5
将中间序列SEQ ID No:3与pUCCRNAi-sense-antisense连接
根据SEQ ID No:3所示的核苷酸序列进行引物设计,扩增出两端含有BglII和BamHI酶切位点核苷酸序列。
引物序列:
SEQ ID NO.6所示上游引物为:5'-GGGCCCAGATCTGCGCCTTGTGAGCACGTTT-3'
SEQ ID NO.7所示下游引物为:5'-GGGCCCGGATCCTCTCGAGCCTCCGGTTCCTT-3'。
用BglII和BamHI两个限制性内切酶将纯化的PCR产物和载体pUCCRNAi-sense-antisense分别进行酶切过夜(37℃),反应体系如下:
质粒载体:
DNA:15μl
H-Buffer:2μl
H2O:2μl
BamHI:0.5μl
BglII:0.5μ
PCR产物:
DNA:15μl
H-Buffer:2μl
H2O:2μl
BamHI:0.5μl
BglII:0.5μl
连接、转化和鉴定过程与实施例3一致。
将连有正、反KRP片段以及中间序列的质粒命名为pUCCRNAi-sense-intron-antisense。实施例6
将pCAMBIA2300载体与胚乳特异性启动子的核苷酸序列SEQ ID No:2连接
根据SEQ ID No:2所示的核苷酸序列进行引物设计,扩增出两端含有BglII和BamHI酶切位点核苷酸序列。
引物序列:
SEQ ID NO.8所示上游引物为:5'-GGGCCCAGATCTGTTAACAGACCCGCCTCATT-3'
SEQ ID NO.9所示下游引物为:5'-GGGCCCGGATCCCATTGTTGGTACACTATTGT-3'。
用BglII和BamHI两个限制性内切酶将纯化的PCR产物和载体pCAMBIA2300分别进行酶切过夜(37℃),反应体系与实施例5一致,连接、转化和鉴定过程与实施例3一致。
将连有胚乳特异性启动子核苷酸序列SEQ ID No:2的pCAMBIA2300质粒命名为pCAMBIA2300-Pzein。
实施例7
将sense-intron-antisense连接到表达载体pCAMBIA2300-Pzein中。
将质粒pUCCRNAi-sense-intron-antisense和pCAMBIA2300-Pzein分别用PstI酶切(37℃,过夜)。
DNA:50μl(两个质粒,各取25μl)
H-Buffer:20μl
H2O:128μl
PstI:2μl
两个酶切产物65℃加热30min终止反应。
将质粒pUCCRNAi-sense-intron-antisense切下的约900bp片段切胶回收,根据试剂盒说明书操作(Takara胶回收试剂盒)。
1.在紫外光源凝胶成像系统保护罩下,切取含DNA片段的琼脂糖,按切取重量:溶胶液体积为1:3(100mg:300μL)的比例加入Extraction Buffer。
2. 65℃水浴8min,至胶完全溶化。
3.将溶液置于离心柱中,静置1min,6000r/min离心30s。
4.弃去液体,在离心柱中加入500μL Washing Buffer,12000r/min离心30s,弃去液体。
5.在离心柱中加入650μL Washing Buffer,12000r/min离心30s,弃去液体。
6.重复步骤5。
7.12000r/min离心1min,甩干剩余液体。
8.加入20μL TE,静置2min,12000r/min离心1min即为回收的DNA。
将酶切后的质粒pCAMBIA2300-Pzein去磷酸化,37℃,1h,反应体系如下:
10X CIAP Buffer:10μl
CIAP:2μl
质粒:50μl
H2O:38μl
去磷酸化产物75℃加热10min终止反应,和切胶回收的900bp片段进行连接,16℃,6h,体系如下:
900bp片段:10μl
去磷酸化质粒:9μl
T4DNA ligase Buffer:2.5μl
T4DNA ligase:1μl
ATP:2.5μl
连接产物转化细菌,提取质粒进行PstI酶切鉴定,结果如图2所示,1-5号为含有目基因的阳性质粒,将得到的新质粒命名为pCAMBIA2300-Pzein-sense-intron-antisense,其中Pzein-sense-intron-antisense的即为KRP-RNAi表达盒。
sense-intron-antisense为发夹结构。
实施例8
工程菌的制备,将含有KRP-RNAi表达盒的pCAMBIA2300-Pzein-sense-intron-antisense转化到农杆菌C58中。
1.从–80℃取出C58感受态,置于冰上,缓慢融化。
2.将2μl植物表达载体质粒DNA加入到200μl农杆菌C58感受态细胞中,用移液器混匀。
3.转移至电击杯中,置冰上放置。
4.设置好电击转化仪参数,25μF,400olm,1500V,时间为5ms,电击转化。
5.室温静置2min后加入1mL YEB培养液,28℃,200r/min培养3h。
6.离心收集菌液,沉淀用200μL dd H2O悬浮,将菌体涂布于含100mg/L Ka YEB平板上,28℃培养48h,直至长出清晰可见的单菌落。
7.挑取单克隆菌落,并做好标记,将菌落分别溶于30μL无菌水中,煮沸10min,取上述菌液1μL作为模板,用克隆KRP片段的引物,进行PCR鉴定,结果如图3所示,3-10号农杆菌转化菌落为阳性菌株,得到含有pCAMBIA2300-Pzein-sense-intron-antisense质粒的C58农杆菌,即得到含有KRP-RNAi表达盒的宿主菌。
实施例9
玉米遗传转化。
将B73玉米未成熟胚愈伤组织浸入制备好的农杆菌液(OD600约为0.8)中,浸6-8min,使愈伤组织充分接触菌液,取出,用无菌的滤纸吸净多余的菌液后,正面朝下放入MS培养基中,25℃暗培养3d,将愈伤组织转移到新配制MS培养基中,两周换一次培养基,等小芽从愈伤上长出来到1cm左右,切出小芽移到1/2MS培养基中。
实施例10
转基因玉米移栽。
将在生根培养基中生长良好的转化植株去除封口膜,人工气候箱内炼苗3~5天,洗净培养基,种植在经过灭菌处理的蛭石中,人工气候箱内培养,控制适当的湿度(70%)、温度25℃和光照条件(16h光照/8h黑暗),至健壮苗种植到温室中。
实施例11
转基因植物检测。
1.取植物新鲜叶片约1g放入研钵中,加300μL CTAB提取液,充分研磨。
2.混匀,于65℃温育1h。
3.加等体积的氯仿/异戊醇(24:1),轻轻地颠倒混匀,室温下12000r/min离心10min。
4.取上清,加等体积异丙醇,会出现絮状沉淀,室温下12000r/min离心10Min。
5.弃上清,75%乙醇清洗2次。
6.烘干沉淀,溶于50μL dd H2O中备用。
7.将基因组DNA进行PCR检测,通过选用npt II为目的片段设计引物。
SEQ ID NO.10所示上游引物为:5'-TATTCGGCTATGACTGGGCAC-3'
SEQ ID NO.11所示下游引物为:5'-GTCGATGAATCCAGAAAAGCG-3'。
结果如图4所示,转基因L1-L6株系玉米基因组DNA的PCR检测为阳性,基因组含有KRP-RNAi表达盒。
实施例12
半定量PCR检测KRP基因表达水平。
1.转基因玉米总RNA提取
提取方法同上述,严格按照说明书,所需枪头和离心管均从公司购买进口RNase-free产品,确保提取RNA无降解。提取RNA进行电泳检测,测定OD260、280,初步定量。
2.cDNA第一链合成
取相同浓度的RNA进行反转录,cDNA进行电泳检测,定量。
3.半定量PCR
取相同浓度的cDNA第一链进行PCR,引物:同实施例2引物,即SEQ ID NO.4所示上游引物和SEQ ID NO.5所示下游引物。
PCR反应体系为:
10X Buffer 2.5μl
2.5mM dNTP 2μl
引物(Forward) 1μmol/L
引物(Reverse) 1μmol/L
cDNA第一链 1μl
普通Taq酶 0.5U
总体积 25μl
PCR程序:
94℃预变性 5min
94℃变性 30s
58℃退火 30s
72℃延伸 45s
72℃延伸 8min
循环数为25、27和30个梯度。结果如图5所示,转基因玉米基因组DNA的KRP基因表达水平明显降低。说明本发明KRP-RNAi表达盒可以发挥抑制KRP基因表达的作用。
实施例13
转基因玉米T1代植株的栽培及籽粒收获
将经过验证的转基因玉米L2株系的种子在天津大学转基因实验基地于5月份进行播种,7-8月份进行套袋授粉,11月份进行籽粒的收获,如图6所示,转基因玉米株系的籽粒大小要大于对照非转基因玉米株系的籽粒大小。提高了玉米植株的丰产性,且对植株形态特征和生育期无影响,在玉米育种中具有重要意义和有良好的应用价值。
SEQUENCE LISTING
<110> 天津大学
<120> 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒及应用
<130>
<160> 11
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 340
<212> DNA
<213> zea mays
<400> 1
atgggcaagt acatgcgcaa ggccaaggct tccagcgagg ttgtcatcat ggatgtcgcc 60
gccgctccgc tcggagtccg cacccgagcg cgcgccctcg cgctgcagcg tctgcaggag 120
cagcagacgc agtgggagga aggtgctggc ggcgagtacc tggagctaag gaaccggagg 180
ctcgagaagc tgccgccgcc gccggcgacc acgaggaggt cgggcgggag gaaagcggca 240
gccgaggccg ccgcaactaa ggaggctgag gcgtcgtacg gggagaacat gctcgagttg 300
gaggccatgg agaggattac cagggagacg acgccttgca 340
<210> 2
<211> 1452
<212> DNA
<213> zea mays
<400> 2
gttaacagac ccgcctcatt tttgtcaagc aaacaagaac cccttatata tcaaagagta 60
gtggtttgaa tttgtctaat atgaagttta acgggcttgg ctcatttaaa gtatttaata 120
attctgaaag acaagattaa actaactatg tatgatcctt tagcacgtta cagatggtcg 180
atgggcaagt tacatggttt atatagatgg acctatctat attccttcag tggttgagaa 240
aaaggtaaag gtgtgtccac actcacgtgc tcggctgcct ccgccgagac gaggcatggc 300
gttgcaaggt gaggcatggc atggtgtagc acgatagcag tcatggtcgt ggcacagtgt 360
agcattgctg tggatagata gataaactat tgttgtagtt agagtgcatg agtttttgaa 420
tgcaacacta gaattttcac aatttaactt aattaagaag ttatatcttg atgacataga 480
gttacctgac cattgatctc gcatgccctt ttagctctct cgttctctag actcaccctg 540
actatttaag tctcttgact cgccaatata aacaccatcc tatcatttgc tctcgaatac 600
ttctgtgtca caactcaact gtcagatgag tactccatta cagcacttac gtacacgagt 660
tctatgagag caggcctcca aaatgaatat ctacttagat gaaggacgac aatcgtgttc 720
tagggaaata tcagcgacac aactccttac ttccttcgct tcttcctagt gttttttgtt 780
gtgattgagt cgacacagca acaacactgc actattacaa ccagtacgac tatatcaact 840
agcaatgtct tccttatatg ttactattta ttttgcacat attcattatg tttaaatcac 900
ataggcacct ttctattggc atcaaaaaat tagtatcaac tttctagatt aaaatgaaac 960
taaaagtaca taaatttcta tcggtgggga tcgagtgatt ctttaaaccg attattacac 1020
aagttaacca cactaaaatt aacattggtg aatcgtgcca tgattttttt tctagtggaa 1080
aatagccaaa ccaagcaaca catatgtggc tatcgttaca catgtgtaaa ggtattgcat 1140
cacactattg tcacccatgt atttggacaa taccgagagg aaaaaccact tatttattgt 1200
attttatcaa gtttgtcttg cttacgtata aattataacc caacaaagta atcactaaat 1260
gtcaaaacca actagatacc atgtcatctc taccttatct tactaatatt ctttttgcaa 1320
aatccaaaat taatcttgca caagcacaag gactgagatg tgtataaata tctcttaaat 1380
tagtagctaa tatatcgcac atattattta gaccaactag caacatagaa gcacaatagt 1440
gtaccaacaa tg 1452
<210> 3
<211> 199
<212> DNA
<213> zea mays
<400> 3
tgcgccttgt gagcacgttt ggatccgcga aggcaatcgc tcggatcttc ccctaaccca 60
acccgggaac ggaccggagg gaaccgcagc atgaggaatg tccgcgtctc gtcgcaaggc 120
tcgttttgag ttttgggtca tagggcgggc agtccggggc acaagggtcc tggtactacc 180
caggtgcgaa gaaccccgg 199
<210> 4
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 4
gggcccctcg agtgcaaggc gtcgtctccc tg 32
<210> 5
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 5
gggcccagat cttctcgagc ctccggttcc tt 32
<210> 6
<211> 31
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 6
gggcccagat ctgcgccttg tgagcacgtt t 31
<210> 7
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 7
gggcccagat cttctcgagc ctccggttcc tt 32
<210> 8
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 8
gggcccagat ctgttaacag acccgcctca tt 32
<210> 9
<211> 32
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 9
gggcccggat cccattgttg gtacactatt gt 32
<210> 10
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 10
tattcggcta tgactgggca c 21
<210> 11
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 11
gtcgatgaat ccagaaaagc g 21

Claims (5)

1.特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒,其特征是由胚乳特异性启动子、SEQ ID No:1所示的核苷酸序列、SEQ ID No:3所示的核苷酸序列和SEQ IDNo:1的反向序列组成,所述SEQ ID No:1所示的核苷酸序列、SEQ ID No:3所示的核苷酸序列和SEQ ID No:1的反向序列形成发夹结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是所述胚乳特异性启动子的核苷酸序列为SEQID No:2所示。
3.含有权利要求1或2的特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒。
4.含有权利要求3的特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的宿主菌。
5.含有权利要求4的特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP-RNAi表达盒的质粒的宿主菌在提高玉米籽粒大小的应用,其特征是包括如下步骤:利用权利要求4所述宿主菌对玉米进行遗传转化操作,遗传筛选得到基因组含有所述KRP-RNAi表达盒的、提高玉米籽粒大小的转基因玉米株系。
CN201710003675.5A 2017-01-04 2017-01-04 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用 Pending CN106834339A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710003675.5A CN106834339A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710003675.5A CN106834339A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106834339A true CN106834339A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59118587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710003675.5A Pending CN106834339A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106834339A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112048506A (zh) * 2020-08-20 2020-12-08 华南师范大学 BmKRP基因的dsRNA及其在害虫防治中的应用
CN112062824A (zh) * 2020-08-20 2020-12-11 华南师范大学 Krp基因在害虫防治中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1852982A (zh) * 2003-07-14 2006-10-25 孟山都技术有限公司 用于调节玉米中细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂样多肽的物质和方法
CN101296613A (zh) * 2005-07-29 2008-10-29 目标栽培公司 显性失活突变体krp蛋白保护活性细胞周期蛋白-cdk复合物不受野生型krp抑制
CN102480925A (zh) * 2009-07-14 2012-05-30 瑞克斯旺种苗集团公司 产生双单倍体植物的方法
CN104099331A (zh) * 2013-04-12 2014-10-15 中国科学院遗传与发育生物学研究所 一种通过胚乳特异性沉默小麦脂肪氧化酶基因表达提高储藏小麦发芽率和面粉白度的方法
CN104805106A (zh) * 2014-05-14 2015-07-29 北京市农林科学院 含tgev及pedv保护性抗原的融合基因及其编码蛋白和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1852982A (zh) * 2003-07-14 2006-10-25 孟山都技术有限公司 用于调节玉米中细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂样多肽的物质和方法
CN101296613A (zh) * 2005-07-29 2008-10-29 目标栽培公司 显性失活突变体krp蛋白保护活性细胞周期蛋白-cdk复合物不受野生型krp抑制
CN102480925A (zh) * 2009-07-14 2012-05-30 瑞克斯旺种苗集团公司 产生双单倍体植物的方法
CN104099331A (zh) * 2013-04-12 2014-10-15 中国科学院遗传与发育生物学研究所 一种通过胚乳特异性沉默小麦脂肪氧化酶基因表达提高储藏小麦发芽率和面粉白度的方法
CN104805106A (zh) * 2014-05-14 2015-07-29 北京市农林科学院 含tgev及pedv保护性抗原的融合基因及其编码蛋白和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GIOVINAZZO,G.等: "Z.mays zein gene promoter region", 《GENBANK》 *
TIAN,M.L.等: "Zea mays subsp.mays NADH dehydrogenase subunit1(nad1) gene, intron 2; mitochondrial", 《GENBANK》 *
薛建平等: "《植物基因工程》", 30 June 2008, 中国科学技术大学出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112048506A (zh) * 2020-08-20 2020-12-08 华南师范大学 BmKRP基因的dsRNA及其在害虫防治中的应用
CN112062824A (zh) * 2020-08-20 2020-12-11 华南师范大学 Krp基因在害虫防治中的应用
CN112062824B (zh) * 2020-08-20 2021-05-11 华南师范大学 Krp基因在害虫防治中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarkar et al. Stress inducible expression of AtDREB1A transcription factor in transgenic peanut (Arachis hypogaea L.) conferred tolerance to soil-moisture deficit stress
Chen et al. DREB1C from Medicago truncatula enhances freezing tolerance in transgenic M. truncatula and China Rose (Rosa chinensis Jacq.)
Shekhawat et al. Transgenic banana plants overexpressing MusabZIP53 display severe growth retardation with enhanced sucrose and polyphenol oxidase activity
WO2020221029A1 (zh) 玉米类受体激酶基因ZmRLK7及其应用
CN105087640B (zh) 调节植物种子发育的基因及其应用
Sun et al. Sensitivity of translation initiation factor eIF1 as a molecular target of salt toxicity to sodic-alkaline stress in the halophytic grass Leymus chinensis
CN106755018A (zh) 利用棉花GhPEPC基因创造棉花高油材料的方法
CN105838726B (zh) 一种紫花苜蓿耐盐基因MsCDPK及其编码蛋白与应用
AU2020100800A4 (en) Use of aegilops tauschii hmt1 gene
CN107881172A (zh) 一种逆境诱导型启动子、逆境诱导型启动子植物表达载体及诱导目标基因表达方法
WO2016128998A1 (en) Improved transgenic rice plants
CN106834339A (zh) 特异性抑制玉米KRP基因在玉米胚乳中表达的KRP‑RNAi表达盒及应用
Kawazu et al. Detailed characterization of Mirafiori lettuce virus-resistant transgenic lettuce
CN116144700A (zh) 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用
CN103255112B (zh) 花生GA20-氧化酶蛋白及其编码基因AhGA20ox1与应用
Li et al. Differential transformation efficiency of Japonicarice varieties developed in northern China
CN105132428B (zh) 一种与植物根系性状相关的ZmLRT基因及其相关生物材料与应用
CN109694874B (zh) 小麦基因TaCPSF30编码序列的克隆及应用
CN104673803B (zh) 基因甲基化在调控基因表达方面的应用
CN101831429B (zh) 水稻胚乳特异表达基因的启动子及表达模式鉴定
WO2013010368A1 (zh) 水稻通气组织形成关键基因OsLSD2的应用
CN104293808A (zh) 一种杂交鹅掌楸LhMKK2基因及其表达蛋白和应用
CN110904106A (zh) 春兰miR159b在增强植物冷敏感性中的应用
BR102013007201B1 (pt) Composições e métodos contendo promotor específico de folhas para modificar a expressão de genes de interesse em plantas
CN102851294B (zh) 一种维管组织特异表达启动子vsp1及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170613

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication