pBIN438—CMV△Rep表達(dá)載體的構(gòu)建及其在根癌農(nóng)桿菌中的轉(zhuǎn)化

雷霄飛+楊學(xué)領(lǐng)

摘 要：用PCR方法擴(kuò)增黃瓜花葉病毒部分復(fù)制酶基因（CMV△Rep），連接到PUCm-T載體上構(gòu)建成克隆載體PUCm-T-CMV△Rep。用BamHⅠ和SalⅠ分別對(duì)克隆載體PUCm-T-CMV△Rep和植物表達(dá)載體pBIN438進(jìn)行雙酶切，獲得目的片段和線性質(zhì)粒。在T4 DNA連接酶的作用下進(jìn)行定向連接，構(gòu)建成植物表達(dá)載體pBIN438- CMV△Rep。采用CaCl2凍融法將重組子導(dǎo)入根癌農(nóng)桿菌LBA4404。經(jīng)PCR和雙酶切鑒定，表明重組質(zhì)粒pBIN438- CMV△Rep已成功導(dǎo)入根癌農(nóng)桿菌中。

關(guān)鍵詞：復(fù)制酶基因；載體構(gòu)建； 農(nóng)桿菌； 黃瓜花葉病毒

中圖分類號(hào) S188 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）08-13-02

PBIN438-CMV△Rep Expression Vector and its Transformation in Agrobacterium Tumefaciens

Lei Xiaofei et al.

（Department of science and technology， Wuhan Bioengineering Institute，Wuhan 430415，China）

Abstract：Cucumber mosaic virus partial replicase gene were amplified by PCR （CMV Rep），connected to the PUCm-T vector to construct the cloning vector of PUCm-T-CMV Rep. With BamH I and Sal I of PUCm-T-CMV cloning vector Rep and the plant expression vector pBIN438 were digested， obtained fragment and linear plasmid. Directional connection in T4 DNA ligase， a plant expression vector was constructed by pBIN438-CMV Rep. Using CaCl2 freeze-thaw method the recombinant plasmid into Agrobacterium LBA4404. By PCR and double enzyme digestion showed that the recombinant plasmid， pBIN438- CMV Rep has been successfully introduced into Agrobacterium tumefaciens.

Key words：Replicase gene； Vector construction； Agrobacterium tumefaciens；Cucumber mosaic virus

黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）是一種寄主范圍非常廣泛的病毒，可以侵染多種經(jīng)濟(jì)類作物，導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。利用基因工程技術(shù)將病毒本身的一部分基因轉(zhuǎn)化至植物基因組中獲得具有抗病性的植株是當(dāng)前病毒病防治的主要途徑[1-2]。

本實(shí)驗(yàn)利用PCR技術(shù)獲黃瓜花葉病毒CMV△Rep基因片段，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建含有該序列的植物表達(dá)載體pBIN438-CMV△Rep，為利用基因沉默技術(shù)進(jìn)行植物廣譜抗病研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料 大腸桿菌DH5a，根癌農(nóng)桿菌LBA4404和質(zhì)粒pBIN438；PUCm-T載體、T4 DNA連接酶、限制性內(nèi)切酶BamHⅠ、SmaⅠ等均購(gòu)自Fermentas公司。

1.2 方法

1.2.1 含CMV△Rep基因質(zhì)粒DNA的制備 挑取含有載體pCAMBIA1302-CMV△Rep的單菌落接種于LB液體培養(yǎng)基中，37℃振蕩過(guò)夜培養(yǎng)，根據(jù)堿裂解法提取質(zhì)粒，用1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定，于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 帶特定酶切位點(diǎn)的CMV△Rep基因的引物設(shè)計(jì)與合成 依據(jù)CMV△Rep基因的序列設(shè)計(jì)擴(kuò)增引物，引物的合成、測(cè)序分析工作均由大連寶生物公司完成。Rep-F5'-GATAACTAAGTGGTGG-3'，Rep-R（SalI）5'-CGGTCGACCCAGACTTCTTGTATTTC-3'。

1.2.3 PUCm-T-CMV△Rep載體的構(gòu)建及鑒定 回收CMV△Rep基因片段，與PUCm-T載體相連接，轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞DH5a，涂布于含有Amp的平板上，隨即挑取單菌落，37℃振蕩培養(yǎng)，PCR檢測(cè)并測(cè)序[3]。

1.2.4 pBIN438-CMV△Rep載體的構(gòu)建及鑒定 利用BamHⅠ和SalⅠ雙酶切PUCm-T-CMV△Rep和pBIN438，PUCm-T-CMV△Rep酶切基因用瓊脂糖凝膠回收，T 4DNA連接酶過(guò)夜，再轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞DH5a，在抗Amp的培養(yǎng)基平板上篩選陽(yáng)性克隆菌落，并用PCR擴(kuò)增鑒定，獲得植物表達(dá)載體pBIN438-CMV△Rep[4]。

1.2.5 重組農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化及CMV△Rep基因檢測(cè) 采用CaCl2凍融法將植物表達(dá)載體pBIN438-CMV△Rep轉(zhuǎn)化至根癌農(nóng)桿菌LBA4404中，在篩選培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)，獲得陽(yáng)性菌落，經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增和酶切鑒定后保存[5]。

2 結(jié)果和分析

2.1 CMV△Rep基因片段的PCR擴(kuò)增 以pCAMBIA1302-CMV△Rep為模板，用引物Rep-F和Rep-R 擴(kuò)增CMV△Rep基因后進(jìn)行電泳， 獲得一條約500bp的目的基因，與預(yù)期結(jié)果相符。使用凝膠回收試劑盒回收CMV△Rep基因片段。

2.2 pBIN438-CMV△Rep載體的構(gòu)建及鑒定 將構(gòu)建好的質(zhì)粒PUCm-T-GFP測(cè)序，通過(guò)DNAstar和Oligo6軟件對(duì)比，與GenBank中CMV△Rep基因序列一致。用BamHⅠ和SalⅠ對(duì)重組質(zhì)粒PUCm-T-CMV△Rep進(jìn)行雙酶切，獲得目的基因CMV△Rep，以pBIN438為基本結(jié)構(gòu)，通過(guò)雙酶切切開(kāi)，并和CMV△Rep基因鏈接，獲得植物表達(dá)載體pBIN438-CMV△Rep，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。以pBIN438-CMV△Rep基因?yàn)槟０澹靡颮ep-F和Rep-R擴(kuò)增CMV△Rep基因后進(jìn)行電泳，結(jié)果顯示擴(kuò)增出一條500bp左右的基因片段。

圖1 pBIN438-CMV△Rep表達(dá)載體結(jié)構(gòu)

2.3 根癌農(nóng)桿菌LBA4404-pBIN438-CMV△Rep轉(zhuǎn)化及鑒定 重組質(zhì)粒pBIN438-CMV△Rep導(dǎo)入根癌農(nóng)桿菌LBA4404，平板培養(yǎng)，對(duì)陽(yáng)性克隆菌落進(jìn)行PCR檢測(cè)，重組的農(nóng)桿菌LBA4404-pBIN438-CMV△Rep可以擴(kuò)增出約500bp的基因片段。通過(guò)提取質(zhì)粒，再用BamHⅠ和 SalⅠ對(duì)重組質(zhì)粒pBIN438-CMV△Rep進(jìn)行雙酶切，通過(guò)1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定雙酶切后的CMV△Rep基因片段，電泳結(jié)果顯示重組質(zhì)粒可以被切成2個(gè)片段，大片段大于2 000bp，小片段為CMV△Rep約為500bp，結(jié)果見(jiàn)圖2。說(shuō)明載體pBIN438-CMV△Rep已經(jīng)成功的轉(zhuǎn)入到根癌農(nóng)桿菌LBA4404中。

圖2 質(zhì)粒pBIN438-CMV△Rep的雙酶切鑒定

3 討論

植物病毒是造成作物減產(chǎn)的重要原因，傳統(tǒng)的育種抗病、農(nóng)藥、脫毒等方法對(duì)于病毒的治理不僅耗時(shí)而且污染環(huán)境，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的基因沉默被證明能很好的抗相關(guān)病毒的侵染。植物抗病毒基因工程廣泛采用基于病毒復(fù)制酶基因的抗病策略，復(fù)制酶基因介導(dǎo)的抗病性具有抗病性強(qiáng)的特點(diǎn)，是解決植物病毒病害的有效方法，已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)際中取得較好的效果。本文是在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建含有這種病毒復(fù)制酶的植物表達(dá)載體，擬用于今后進(jìn)一步對(duì)神農(nóng)香菊的遺傳轉(zhuǎn)化，希望通過(guò)沉默基因的轉(zhuǎn)化來(lái)培育出具有抗黃瓜花葉病毒的轉(zhuǎn)基因植株，從根本上解決危害神農(nóng)香菊的黃瓜花葉病毒病害問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]Ding S W， Anderson B J， Haase H R， et al. New overlapping gene encoded by the cucumbermosaic virus genome[J]. Virology，1994，198：593-601.

[2]牛顏冰，青玲，周雪平.RNA沉默機(jī)制及其抗病毒應(yīng)用[J].中國(guó)生物工程雜志，2004，24（2）：76-79.

[3]張響玲，張延龍， 牛立新，等. 岷江百合中黃瓜花葉病毒誘導(dǎo)的LrPR10的克隆及表達(dá)分析[J].園藝學(xué)報(bào)，2014，41（6）：1218-1226.

[4]尤佳，張寧，文義凱，等.Gry ⅢA基因植物表達(dá)載體構(gòu)建及馬鈴薯遺傳轉(zhuǎn)化[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23（1）：248-256.

[5]尚愛(ài)芹，田傳衛(wèi)，趙梁軍，等.Z根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)北海道黃楊遺傳轉(zhuǎn)化體系的建立[J].園藝學(xué)報(bào)，2008，35（3）：409-414.

（責(zé)編：張長(zhǎng)青）