新一代多基因转化载体系统及其在代谢工程遗传改良的应用
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- 论文作者：刘耀光 ; 祝钦泷
- 年：2014
- 作者机构：华南农业大学生命科学学院;
- 会议召开时间：2014-12-19
- 会议录名称：广东省遗传学会第九届代表大会暨学术研讨会论文及摘要汇编
- 英文会议录名称：Theses and Abstracts Compilation of 9th Conference on Genetics,Guangdong
- 语种：中文
- 分类号：Q943.2
- 学会代码：GDKL
- 会议名称：广东省遗传学会第九届代表大会暨学术研讨会
- 会议地点：中国广东广州
- 主办单位：广东省遗传学会
- 学会名称：广东省科学技术协会科技交流部
- 页数：1
- 文件大小：54k
- 原文格式：O
- 会议级别：地方
摘要
植物中重要性状和复杂代谢产物的合成涉及到多个基因的共同作用,其基因工程操作常常需要用到多基因转化技术(Multigene stacking),而现有常规技术手段只能完成少数(通常1-3个)基因的操作。因此,多基因组装与转化技术是目前基因工程研究的热点与难点。为解决上述技术难题,我们利用Cre/LoxP系统和两个归巢酶(I-Sce I和PI-Sce I),发明了TransGene Stacking I系统(TGS-I)。在此基础上,我们利用野生型LoxP位点和自主研发的不可逆LoxP位点,开发了操作更简单、更高效,能自动组装并能实现无标记删除(Marker-Free)的新一代多基因组装与转化载体系统TGS-Ⅱ。TGS-Ⅱ由接受载体系统,供给载体系统和MF(Marker-Free)元件组成,利用1个野生型LoxP位点(可逆重组)和2组突变的LoxP位点(1L和2L;1R和2R;不可逆重组)。野生型LoxP的作用是使供给载体和接受载体整合,不可逆LoxP突变位点的作用是自动去除供给载体骨架(包括1个野生型LoxP位点),使整合的目的基因留在接受载体。将含有目的基因的不同供给载体交替地和接受载体进行多轮的质粒整合,就可以快速高效的实现多个基因的组装。花青素是对人体健康具有重要作用的植物次生代谢产物,但在粮食作物(水稻、小麦、玉米等)的胚乳中不产生花青素。由于花青素的合成与调控涉及多个基因,常规基因工程技术操作很难实现对其的合成操作。我们利用TGS-Ⅱ系统和新的研究策略,构建了多达10个基因的多基因载体,包含不同胚乳特异启动子启动的8个植物花青素合成的关键基因(6个关键酶基因和2个调节基因),以及MF元件中的植物筛选标记HPT基因和实现诱导删除的Cre基因。通过农杆菌介导的对水稻品种(白米品种)的转化,我们首次实现了在胚乳中合成和积累花青素的目标。本研究表明,TGS-Ⅱ系统能有效的用于复杂的生物合成途径和多基因调控的复杂农艺性状的遗传改良操作,是植物合成生物学研究的强大工具。
引文