1.一种用番茄基因和丹参內源基因提高丹参抗虫和活性成分的方法,由下述步骤组成:
(1)番茄prosystemin基因克隆
TM
用E.Z.N.A. Plant RNA Kit提取试剂盒,按照说明书分离提取番茄总RNA,用PrimeScript RT reagent Kit反转录试剂盒,按照说明书将番茄总RNA反转录成cDNA备用;
采用Primer Premier5.0软件,设计番茄prosystemin基因编码框的上游引物、下游引物,以番茄cDNA为模板,进行聚合酶链式反应,反应体系为:取番茄cDNA与DNA聚合酶、DNA聚合酶缓冲液、dNTP、上游引物、下游引物、二次蒸馏水的体积比为1:0.5:5:5:1:1:37.5,按照如下条件反应:95℃3分钟,95℃30秒、57℃30秒、72℃45秒、循环35次,得到番茄prosystemin基因,并在番茄prosystemin基因的上游引物前引入Spe I限制性酶切位点和保护碱基GACTAGT,在下游引物前引入BstE II限制性酶切位点和保护碱基CAGGGTAACC,用番茄prosystemin基因引物:上游引物prosystemin-F5′-GACTAGTATGGGAACTCCTTCATATGATATC-3′
下游引物prosystemin-R5′-CAGGGTAACCCGTTTGTCTGTTATTATTTGAG-3′
以番茄cDNA为模板,按下述反应体系进行混合:番茄cDNA与DNA聚合酶、DNA聚合酶缓冲液、dNTP、prosystemin-F、prosystemin-R、二次蒸馏水的体积比为2:0.5:5:
5:1:1:36.5,并按照95℃3分钟,95℃30秒、57℃30秒、72℃45秒、循环35次,进行聚合酶链式反应扩增,得含有酶切位点的番茄prosystemin基因,获得的扩增产物进行电泳分离,回收扩增产物与pMD19-T载体用T4DNA连接酶按连接酶使用说明书连接,构成prosystemin-pMD19-T载体,并采用热激转化法转入大肠杆菌DH5α感受态细胞中,prosystemin-pMD19-T载体与大肠杆菌DH5α的体积比为1:9.5~10.5,挑选所得阳性克隆,经菌落聚合酶链式反应检测、测序验证得到番茄prosystemin基因序列,该基因序列如下:(2)构建含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体
用Spe I和BstE II分别 双酶切prosystemin-pMD19-T载 体、植物 表达载 体pCAMBIA-1302,分别回收prosystemin基因片段和pCAMBIA-1302双酶切后的酶切产物,将片段与产物用T4DNA连接酶连接,筛选,获得pCAMBIA-1302-prosystemin中间载体;
选取位于丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因,简称COMT,编码区3′端345bp的片段作为RNA干涉的靶片段,在该片段分别引入酶切位点Cla I/Kpn I及Xho I/BamH I,应用Primer Prime5.0设计扩增引物:iCOMT-F:5′-CCATCGAT GGTACCACCCTCCCCGACGGCGGCGTCCA-3′
iCOMT-R:5′-GCTCTAGACTCGAG GGATCCCACACCACCTACAACCACCTCCT-3′;
用聚合酶链式扩增反应,将该345bp的上游引入Cla I和Kpn I两个酶切位点,于其下游引入Xho I和BamH I两个酶切位点;经聚合酶链式扩增反应扩增,得含有Cla I/Kpn I及Xho I/BamH I的产物COMTi,连接p-MD19T载体得COMTi-pMD19T载体;用Xho I和Kpn I分别酶切COMTi-pMD19T载体、pKannibal载体,将用Xho I、KpnI酶切COMTi-pMD19T载体的片段与经Xho I、Kpn I酶切pKannibal载体的片段,用DNA连接酶相连成pKannibal+中间载体;用BamH I和Cla I分别酶切COMTi-pMD19T载体、pKannibal+载体,用含有BamH I和Cla I酶切COMTi-pMD19T载体的片段与经BamH I和Cla I酶切pKannibal+的片段用DNA连接酶相连,获得的新载体为pKANNIBAL/COMTi;
用Sac I和Pst I双酶切pKANNIBAL/COMTi、pCAMBIA1302-prosystemin载体,将双酶切pKANNIBAL/COMTi所获得的干涉转录框,连接到经双酶切后的pCAMBIA1302-prosystemin载体上,得pCAMBIA1302/prosystemin+pKANNIBAL/COMTi载体,并转入大肠杆菌DH5α中进行扩增,提取质粒,用酶切方法进行鉴定,得到含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体pCAMBIA1302/prosystemin+pKANNIBAL/COMTi,命名为pCPKC载体;
(3)制备含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体的根癌农杆菌菌株
将pCPKC载体转化根癌农杆菌EHA105感受态细胞,采用液氮冻融法进行转化,转化后的产物于27.5℃~28.5℃培养箱中倒置培养36~72小时,挑取抗性单菌落分别用prosystemin基因特异性引物prosystemin-F和prosystemin基因特异性引物prosystemin-R进行聚合酶链式反应,筛选,用pCPKC载体上特异性引物,序列为:
35S-F5′-TACAAAGGCGGCAACAAACG-3′
35S-R5′-GCAATGGAATCCGAGGAGGT-3′
进行聚合酶链式反应,筛选,获得含有pCPKC载体的根癌农杆菌菌株;
(4)制备转基因丹参植株
采用常规组织培养方法获得无菌丹参试管苗,采用叶盘转化法,将含有pCPKC载体的根癌农杆菌与无菌丹参试管苗进行浸染,获得含有番茄prosystemin基因并且干涉丹参内源咖啡酰-O-甲基转移酶基因的丹参植株。
2.根据权利要求1所述的用番茄基因和丹参內源基因提高丹参抗虫和活性成分的方法,其特征在于在本发明的构建含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体的步骤(2)中,所述的用Spe I和BstE II双酶切prosystemin-pMD19-T载体、植物表达载体pCAMBIA-1302为:取含有prosystemin-pMD19-T载体、10×M Buffer、限制性内切酶Spe I、限制性内切酶BstE II、二次蒸馏水于37℃反应2小时20分钟,限制性内切酶Spe I与限制性内切酶BstE II、10×M Buffer、含有prosystemin-pMD19-T载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:6:10;取植物表达载体pCAMBIA-1302、10×M Buffer、限制性内切酶Spe I、限制性内切酶BstE II、二次蒸馏水于
37℃反应3小时,限制性内切酶Spe I与限制性内切酶BstE II、10×M Buffer、植物表达载体pCAMBIA-1302、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:6:10。
3.根据权利要求1所述的用番茄基因和丹参內源基因提高丹参抗虫和活性成分的方法,其特征在于在本发明的构建含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体的步骤(2)中,所述的用Xho I和Kpn I分别酶切COMTi-pMD19T载体、pKannibal载体为:取COMTi-pMD19-T载体、10×M Buffer、限制性内切酶Xho I、限制性内切酶Kpn I、二次蒸馏水,37℃反应2小时40分钟,限制性内切酶Xho I与限制性内切酶Kpn I、10×M Buffer、COMTi-pMD19-T载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:
6:10;取pKannibal载体、10×M Buffer、限制性内切酶Xho I、限制性内切酶Kpn I、二次蒸馏水,37℃反应2小时40分钟,限制性内切酶Xho I与限制性内切酶Kpn I、10×M Buffer、pKannibal载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:6:10。
4.根据权利要求1所述的用番茄基因和丹参內源基因提高丹参抗虫和活性成分的方法,其特征在于在本发明的构建含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体的步骤(2)中,所述的用BamH I和Cla I分别酶切COMTi-pMD19T载体、pKannibal+载体为:取含有COMTi-pMD19T载体、10×K Buffer、限制性内切酶Cla I、限制性内切酶BamH I、二次蒸馏水,37℃反应2小时30分钟,限制性内切酶Cla I与限制性内切酶BamH I、10×K Buffer、COMTi-pMD19-T载体、二次蒸馏水的体积比为
1:1:2:6:10;取pKannibal+载体、10×K Buffer、限制性内切酶Cla I、限制性内切酶BamH I、二次蒸馏水,37℃反应2小时30分钟,限制性内切酶Cla I与限制性内切酶BamH I、10×K Buffer、pKannibal+载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:6:10。
5.根据权利要求1所述的用番茄基因和丹参內源基因提高丹参抗虫和活性成分的方法,其特征在于在本发明的构建含有番茄prosystemin基因和丹参咖啡酰-O-甲基转移酶基因干涉片段的植物表达载体的步骤(2)中,所述的用Sac I和Pst I双酶切pKANNIBAL/COMTi、pCAMBIA1302-prosystemin载体为:取pKANNIBAL/COMTi载体、10×M Buffer、限制性内切酶Sac I、限制性内切酶Pst I、二次蒸馏水,37℃反应3小时,限制性内切酶Sac I、限制性内切酶Pst I、10×M Buffer、pKANNIBAL/COMTi载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:
6:10;取pCAMBIA-1302-prosystemin载体、10×M Buffer、限制性内切酶Sac I、限制性内切酶Pst I、二次蒸馏水于37℃反应3小时,限制性内切酶Sac I与限制性内切酶Pst I、10×M Buffer、pCAMBIA1302-prosystemin载体、二次蒸馏水的体积比为1:1:2:6:10。