CN1325652C - 提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 - Google Patents
提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1325652C CN1325652C CNB200510030446XA CN200510030446A CN1325652C CN 1325652 C CN1325652 C CN 1325652C CN B200510030446X A CNB200510030446X A CN B200510030446XA CN 200510030446 A CN200510030446 A CN 200510030446A CN 1325652 C CN1325652 C CN 1325652C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- protein
- offspring
- targeting signal
- hgm
- exogenous protein
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
一种生物技术领域的提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法。包括如下步骤:①用限制性内切酶酶切pCAMBIA2300和pCAMBIA3300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子hGM-CSF基因,补平,去磷酸化,②用上述同样的方法构建另一种系列的表达载体,③吸取适量农杆菌加入含有抗生素的YEP培养基中,28℃,250rpm培养36hr,④将这两种转基因植株的后代进行杂交,得到杂交的后代;⑤对后代和亲本进行蛋白定量分析。本发明将这两种转基因植物后代杂交,外源蛋白的表达量比亲本提高50%以上。不改变其他的序列,仅在目的基因的末端加上的内质网和液泡导向信号,实现提高外源蛋白在植物中的积累。提高外源蛋白在转基因植物中的累积。达到提高外源蛋白在植物种子中积累的目标。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种生物技术领域的方法,特别是一种提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法。
背景技术
提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,通常是寻找高表达的启动子和调节序列。现有大量资料表明,将菜豆球蛋白C端的AFVY(Ala-Phe-Val-Tyr)液泡导向信号连在绿色荧光蛋白的末端,可以实现绿色荧光蛋白在液泡中的积累。将绿色荧光蛋白的末端加上KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu)短肽,绿色荧光蛋白能在细胞质的内质网中积累。
经对现有文献检索,尚未发现在不改变启动子和调节序列的前提下,仅仅在基因末端分别加上导向内质网和贮藏液泡的运输信号,再利用传统杂交育种的途径,提高外源蛋白在植物中累积的方法,也未发现与本发明相同技术主题的报导。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种提高外源蛋白在转基因植物种子中累积的方法。使其提高外源蛋白在转基因植物中的累积。构建两种含有内质网和液泡导向信号的组织特异性表达载体,分别转化植株,得到转基因后代,再将两种转基因植物后代杂交。将两种体系的优点整合到一起,从而达到提高外源蛋白在植物种子中积累的目标。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括如下步骤:
①用限制性内切酶酶切pCAMBIA2300和pCAMBIA3300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因,补平,用碱性磷酸酶去磷酸化。将hGM-CSF基因和酶切过的载体用T4连接酶连接,过夜。基因的末端有KDEL内质网导向信号,在成熟肽中该短肽能被正确切除。
②用上述同样的方法构建另一种系列的表达载体,其特点是hGM-CSF基因的末端有AFVY贮藏液泡导向信号,在成熟肽中该短肽能被正确切除。
③将这两种表达载体分别导入农杆菌GV3101和LBA4404中,吸取适量农杆菌加入含有抗生素的YEP(每升含10g胰蛋白胨,10g酵母抽提物,5gNaCl)培养基中,28℃,250rpm培养36hr。当OD值达到0.8左右,开始用于转化拟南芥和大豆。拟南芥转化参考Clough和Bent文献(Clough S J and Bent A F,1998.Floral dip:a simplified method for Agrobacterium-mediatedtransformation of Arabidopsis thaliana.Plant J 16:735-743)。大豆的转化采用本实验室建立的大豆转化和培养程序,其专利公开号是ZL 02 150782.1(大豆转基因植株原位丛生芽再生培养方法)和ZL 02 50777.5(真空渗透辅助大豆原位丛生芽转化方法)。
④将这两种转基因植株的后代进行杂交,得到杂交的后代。
⑤对后代和亲本进行蛋白定量分析。
a)参考Bradford法(Bradford,1976)对总可溶性蛋白定量。取2μl蛋白样品,加入1mlBradford试剂,混匀后,分光光度计测OD585。
b)SDS-PAGE分离蛋白和膜上蛋白检测参照《分子克隆》(Sambrook等,1989)。蛋白在SDS-PAGE胶中电泳直到指示剂前沿达到凝胶的底部。
c)蛋白质向硝酸纤维素膜上转移在室温下用半干式电转仪转移1h,凝胶两侧各垫3层Whatman滤纸。
d)膜上蛋白检测:加入第一抗体(抗人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子的抗体),37℃温育30分钟;洗涤三次;在加入第二抗体(亲和素-碱性磷酸酶复合物),37℃温育30分钟,洗涤两次;加入底物显色观察蛋白带。
本发明分别构建含有内质网和液泡导向信号的植物表达载体,转化植株,得到转基因后代,再将这两种转基因植物后代杂交,外源蛋白的表达量比亲本提高50%以上。本发明不改变其他的序列,仅在目的基因的末端加上的内质网和液泡导向信号,再将转基因株系进行杂交,利用导向信号的不同,实现提高外源蛋白在植物中的积累。提高外源蛋白在转基因植物中的累积。构建两种含有内质网和液泡导向信号的组织特异性表达载体,分别转化植株,得到转基因后代,再将两种转基因植物后代杂交。将两种体系的优点整合到一起,从而达到提高外源蛋白在植物种子中积累的目标。
具体实施方式:
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子在拟南芥种子中的表达
1.用XhoI限制性内切酶酶切pCAMBIA2300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因,用T4 DNA聚合酶补平,用Shrimp碱性磷酸酶去磷酸化。将hGM-CSF基因和pCAMBIA2300载体用T4连接酶连接,过夜。基因末端加上aaggatgagctt寡核苷酸导向信号。
2.用XhoI限制性内切酶酶切pCAMBIA2300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因,用T4 DNA聚合酶补平,用Shrimp碱性磷酸酶去磷酸化。将hGM-CSF基因和pCAMBIA2300载体用T4连接酶连接,过夜。基因末端加上gctttcgtttac寡核苷酸导向信号。
3.将含有步骤1和步骤2pCAMBIA2300表达载体的农杆菌GV3101菌液,吸取适量加入YEP(每升含10g胰蛋白胨,10g酵母抽提物,5gNaCl)/Gent(庆大霉素25mg/L)+Kan(卡那霉素50mg/L)培养基中,28℃,250rpm培养36hr。22℃,5500g离心20min,去上清,用转化介质(1/2×MS大量成分(Murashigeand Skoog,1962),1/2×B5微量成分(Gamborg et al,1968),5%sucrose,0.05%silwet-77,44nM benzylaminopurine)重悬,调整OD值达到0.8左右。将刚开花的拟南芥倒立在转化介质中,浸30秒中,并轻轻摇动。取出拟南芥,将叶、茎、花上多余的水珠抖落,平放在干净的塑料盆中,并用薄膜覆盖闭光保湿16hr。揭开薄膜,将拟南芥放置在日光灯下,光照强度80~110μmol.M-2.s-1,并浇Hogland营养液(KNO35×10-3mol/L,KH2PO45×10-3mol/L,MgSO4.7H2O 4×10-3mol/L,Ca(NO3)2 4×10-3mol/L,FeSO4·7H2O 5×10-5mol/L,Na2-EDTA 5×10-5mol/L,MS微量成分(Murashige and Skoog,1962)),待其拟南芥角果完全枯黄、开裂时,收获种子。将消毒过的拟南芥种子移至含有Kan(50g/ml)的筛选平板上,均匀平铺,并吸去平板内多余的水。4′C春化2d,移至温室中,保证光照强度80~110μmol.m-2.s-1。约10d之后已转入质粒的植株具有Kan抗性,所以子叶为绿色,下胚轴较长,并已长出两片真叶。将转化子移至已用营养液浇透的蛭石中,用薄膜保湿过夜,第二天移至气候温室中,培养条件同上。收获T2代种子,分析。
4.对这两种转基因株系后代进行杂交。
5.对后代和亲本进行蛋白定量分析。
a)取50mg叶片,加入100μl 1×PBS(KH2PO4 0.2g/l,Na2HPO4 1.15g/l,KCl0.2g/l,NaCl 8g/1)于1.5ml离心管中研碎;130008,4℃离心10分钟;取上清,备用(以上过程于冰上进行)。
b)参考Bradford法(Bradford,1976)。取2μl蛋白样品,加入1mlBradford试剂,混匀后,分光光度计测OD595。
c)SDS-PAGE分离蛋白:SDS-PAGE的制备参考《分子克隆》(Sambrook等,1989):加样前,将样品置于含50mmol/LDTT的加样缓冲液(2×加样缓冲液:甘油2.4g,1M Tris-HCl 1ml(pH6.8);溴酚兰0.01%,H2O定容20ml),煮沸10分钟;室温100V电压下聚丙烯酰胺凝胶电泳,直到指示剂(溴酚兰)前沿达到凝胶的底部。
d)蛋白质向硝酸纤维素膜上转移:转移之前,用缓冲液(39ml甘氨酸,48mmolTris-base,0.037%SDS,20%甲醇)平衡凝胶和硝酸纤维膜30分钟;室温下用半干式电转仪转移1h,凝胶两侧各垫3层Whatman滤纸。
e)膜上蛋白检测:将硝酸纤维膜浸在封闭液中,37℃缓慢摇动,封闭60分钟(封闭液:取5克脱脂奶粉溶于100ml 1×PBS(含0.5g叠氮钠));再将滤膜浸泡在洗涤缓冲液中,37℃洗涤两次,每次15分钟;加入第一抗体(抗人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子的抗体),37℃温育30分钟;同步骤b),洗涤三次;加入第二抗体(亲和素-碱性磷酸酶复合物),37℃温育30分钟,洗涤两次;加入底物显色观察蛋白带。
杂交后代分别比亲本提高了63%和70%
实施例2人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子在大豆品种合丰25种子中的表达
1用XhoI限制性内切酶酶切pCAMBIA3300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因,用T4 DNA聚合酶补平,用Shrimp碱性磷酸酶去磷酸化。将hGM-CSF基因和pCAMBIA3300载体用T4连接酶连接,过夜。基因末端加上aaggatgagctt寡核苷酸导向信号。
2.用XhoI限制性内切酶酶切pCAMBIA3300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)基因,用T4 DNA聚合酶补平,用Shrimp碱性磷酸酶去磷酸化。将hGM-CSF基因和pCAMBIA3300载体用T4连接酶连接,过夜。基因末端加上gctttcgtttac寡核苷酸导向信号。
3.将这两种表达载体转入农杆菌LBA4404中,转化大豆合丰25 。
a)大豆种子经过消毒,放在MSB(MS大量成分(Murashige and Skoog,1962)+B5微量成分(Gamborg et al,1968))+6-BA(6-苄氨基嘌呤,6-benzylaminopurine)0.4mg/L(PH5.8)培养基上萌发5天,去顶芽并制造伤口,得到外植体,放在MSB(+6-BA10mg/L+IBA 0.2mg/L(PH5.8)培养基预培养一天。
b)真空条件下在104Pa负压条件下,实施列4中构建pCAMBIA3300表达载体农杆菌LBA4404感染10~20分钟(OD600nm≈0.5),放在MSB+6-BA 1.0mg/L+IBA 0.2mg/L(PH5.8)培养基上共培养3天,取出放在MSB+6-BA0.5mg/L+IBA0.1mg/L+头孢霉素300mg/L+羧苄青霉素300mg/L(PH=5.8)培养基上除菌2周。
c)除菌后的外植体放在MSB+卡那霉素80mg/L(PH=5.8)培养基上,每2周转接一次,进行筛选至出现不定芽。伸长到1~2cm时切除子叶,至伸长到3~4cm。
d)切下外植体上的不定芽并放在1/2MSB+卡那霉素50mg/L(PH=5.8)培养基上,进行转化芽诱导生根15~20天,移栽到大盆直至获得转化植株产生的种子。
e)收获T2代种子,进行分析。
4.将这两种转基因株系后代进行杂交。
5.测定转基因株系种子中人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子累积量,并分别与未杂交前的亲本相比较。蛋白的定量分析同实施例1中的步骤5。
杂交后代分别比亲本提高了68%和76%。
实施例3人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子在大豆品种合丰42种子中的表达
1.转化载体的构建同实施例2中步骤1和步骤2。
2.将含有pCAMBIA3300表达载体农杆菌LBA4404,转化大豆品种合丰42。具体步骤见实施例2的步骤3。
4.将这两种转基因株系后代进行杂交。
5.测定转基因株系种子中人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子累积量,并分别与未杂交前的亲本相比较。测定方法见实施例1的步骤5。
杂交后代分别比亲本提高了52%和87%。
Claims (6)
1、一种提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征在于,包括如下步骤:
①用限制性内切酶酶切pCAMBIA2300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子hGM-CSF基因,补平,去磷酸化,将hGM-CSF基因和上述酶切过的pCAMBIA2300质粒用T4连接酶连接,过夜,在所述的基因的末端加上KDEL内质网导向信号,在成熟肽中该导向信号能被正确切除;
②用上述同样的方法构建另一种系列的表达载体,其特点是hGM-CSF基因的末端加上AFVY贮藏液泡导向信号,在成熟肽中该导向信号能被正确切除;
③将①和②构建的载体分别导入农杆菌GV3101中,吸取适量农杆菌加入含有抗生素的YEP培养基中,28℃,250rpm培养36hr,当OD值达到0.8左右,开始用于转化拟南芥和大豆;
④将分别用步骤①和步骤②的载体转化的转基因植株的后代进行杂交,得到杂交的后代;
⑤对后代和亲本进行蛋白定量分析。
2、一种提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征在于,包括如下步骤:
①用限制性内切酶酶切pCAMBIA3300质粒和人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子hGM-CSF基因,补平,去磷酸化,将hGM-CSF基因和上述酶切过的pCAMBIA3300质粒用T4连接酶连接,过夜,在所述的基因的末端加上KDEL内质网导向信号,在成熟肽中该导向信号能被正确切除;
②用上述同样的方法构建另一种系列的表达载体,其特点是hGM-CSF基因的末端加上AFVY贮藏液泡导向信号,在成熟肽中该导向信号能被正确切除;
③将①和②构建的载体分别导入农杆菌LBA4404中,吸取适量农杆菌加入含有抗生素的YEP培养基中,28℃,250rpm培养36hr,当0D值达到0.8左右,开始用于转化拟南芥和大豆;
④将分别用步骤①和步骤②的载体转化的转基因植株的后代进行杂交,得到杂交的后代;
⑤对后代和亲本进行蛋白定量分析。
3、根据权利要求1或者2所述的提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征是,在步骤①中,所述的去磷酸化,是指用碱性磷酸酶。
4、根据权利要求1或者2所述的提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征是,在步骤③中,所述的含有抗生素的YEP培养基,是指:每升含10g胰蛋白胨,10g酵母抽提物,5gNaCl。
5、根据权利要求1或者2所述的提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征是,在步骤⑤中,所述的对后代和亲本进行蛋白定量分析,按照如下方法实施:
a)对总可溶性蛋白定量,取2μl蛋白样品,加入1mlBradford试剂,混匀后,分光光度计测OD595;
b)SDS-PAGE分离蛋白和膜上蛋白检测,蛋白在SDS-PAGE胶中电泳直到指示剂前沿达到凝胶的底部;
c)蛋白质向硝酸纤维素膜上转移,在室温下用半干式电转仪转移1h,凝胶两侧各垫3层Whatman滤纸;
d)膜上蛋白检测:加入第一抗体,37℃温育30分钟;洗涤三次;再加入第二抗体,37℃温育30分钟,洗涤两次;加入底物显色观察蛋白带。
6、根据权利要求5所述的提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法,其特征是,所述的第一抗体,是指:抗人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子的抗体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB200510030446XA CN1325652C (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB200510030446XA CN1325652C (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1778932A CN1778932A (zh) | 2006-05-31 |
CN1325652C true CN1325652C (zh) | 2007-07-11 |
Family
ID=36769387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB200510030446XA Expired - Fee Related CN1325652C (zh) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1325652C (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014030165A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Transalgae Israel Ltd. | Transgenic microalgae and use thereof for oral delivery of proteins |
JP6578283B2 (ja) | 2014-02-12 | 2019-09-18 | トランサルガエ イスラエル リミテッド | 藻類をベースとした食用ワクチン |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0225952A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | ファイルアクセス方式 |
JPH11285382A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-10-19 | Exonhit Therapeutics Sa | 神経変性疾患の細胞及び動物モデルを獲得するための方法及び手段 |
-
2005
- 2005-10-13 CN CNB200510030446XA patent/CN1325652C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0225952A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | ファイルアクセス方式 |
JPH11285382A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-10-19 | Exonhit Therapeutics Sa | 神経変性疾患の細胞及び動物モデルを獲得するための方法及び手段 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
′Increasing Accumulation Levels of Foreign Protein inTransgenic Plants Through Protein Targeting. Deng Chao.Yang et al,Acta Botanica Sinica,Vol.45 No.9 2003 * |
′Increasing Accumulation Levels of Foreign Protein inTransgenic Plants Through Protein Targeting. Deng Chao.Yang et al,Acta Botanica Sinica,Vol.45 No.9 2003;A C-Terminal Signal Prevents Secretion of LuminalERP roteins Munro S. et al,Cell.,No.48 1987;The 2.0 A Crystal Structure and Substrate Specificity ofthe KDEL-tailed Cysteine Endopeptidase Functioningin Programmed Cell Death of Ricinus communis Endosperm Manuel E. Than et al,J.Mol.Biol.,Vol.336 2004;植物贮藏蛋白体的形成与发育及其控制 林鹿,生物学杂志,第2卷 1993 * |
A C-Terminal Signal Prevents Secretion of LuminalERP roteins Munro S. et al,Cell.,No.48 1987 * |
The 2.0 A Crystal Structure and Substrate Specificity ofthe KDEL-tailed Cysteine Endopeptidase Functioningin Programmed Cell Death of Ricinus communis Endosperm Manuel E. Than et al,J.Mol.Biol.,Vol.336 2004 * |
植物贮藏蛋白体的形成与发育及其控制 林鹿,生物学杂志,第2卷 1993 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1778932A (zh) | 2006-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2394367C (en) | Method to enhance agrobacterium-mediated transformation of plants | |
WO1994000583A1 (en) | Transformation of plants by direct injection of dna | |
US20080229447A1 (en) | Transformation of immature soybean seeds through organogenesis | |
WO2000037663A2 (en) | Plant transformation process | |
AU4365200A (en) | Plant transformation process | |
MX2007002083A (es) | Metodos para regeneracion, transformacion y produccion de plantas de abelmoschus esculentus transgenica resistente a insectos. | |
US20090023212A1 (en) | Method for transforming soybean (Glycine max) | |
US7611898B2 (en) | Agrobacterium transformation of stolons | |
CN1325652C (zh) | 提高外源蛋白在转基因植物中累积的方法 | |
Klink et al. | MiniMax, a new diminutive Glycine max genotype with a rapid life cycle, embryogenic potential and transformation capabilities | |
EP0808372A1 (en) | Agrobacterium mediated transformation of eucalyptus | |
KR101557043B1 (ko) | 국화 유래의 항시 발현용 프로모터 | |
FI104907B (fi) | Rypsin Agrobacterium-välitteinen transformaatio | |
US8569582B2 (en) | Method for transformation of grasses | |
CN107475174B (zh) | 转化油菜的方法 | |
CN110627887A (zh) | SlTLFP8蛋白及其相关生物材料在调控番茄抗旱性中的应用 | |
Khan et al. | Agrobacterium mediated transformation to build resistance against bacterial blight in rice | |
US20240132903A1 (en) | Plant-based synthesis products | |
KR101820925B1 (ko) | 뿌리 조직 특이적 발현 프로모터 | |
JP4016075B2 (ja) | コーヒー属植物の形質転換法 | |
Gadir et al. | Effect of Agrobacterium-mediated transformation on regeneration efficiency of tomato explants | |
Shafique et al. | EVALUATION OF PARAMETERS AFFECTING THE GENETIC ENGINEERING OF RECALCITRANT SWITCHGRASS (PANICUM VIRGATUM ROXB. EX STEUD.) USING GUS REPORTER GENE SYSTEM | |
KR101444215B1 (ko) | 배추 유래 BrSTY1 프로모터 및 상기BrSTY1 프로모터로 형질 전환된 식물 | |
WO2023076272A9 (en) | Vectors and methods for improved dicot plant transformation frequency | |
WO2023076272A1 (en) | Vectors and methods for improved dicot plant transformation frequency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070711 Termination date: 20091113 |