pSiM24:简化植物基因工程

由玛丽传动装置

作为以前的博客人类已经注意到,植物是地球上生命的重要基础。选择性育种方法塑造了我们种植和食用的植物,而基因工程将继续改善植物的营养、产量和抗虫害能力。很多植物基因工程都围绕着这个问题展开农杆菌属tumifaciens农杆菌携带“肿瘤诱导”或Ti质粒,其允许其将遗传物质转移到宿主植物基因组中。科学家们已经努力优化该系统进行基因转移,研究在植物感染期间改性Ti质粒的稳定性,以及在制备期间的质粒产率大肠杆菌。Addgene储户Indu Maiti.为植物中的瞬时和稳定基因表达应用创造了一种新的和通用二进制TI载体。这种较小的,可自定义的传染媒介功能,包括多种物种,包括烟草和拟南芥

改善农杆菌二进制向量

设计用于农杆菌被称为二进制向量,因为它们必须用两种物种复制:农杆菌大肠杆菌。与其他系统中使用的质粒一样,二进制载体被克隆并预备大肠杆菌。但是,他们还需要能够复制农杆菌确保在与目标植物共栽培期间保持它们。因此,二元向量包含两个起源的复制,每人一个大肠杆菌农杆菌,以及一个可选择的标记。左右T-DNA边界指定了将被转移到植物上的DNA区域,类似于病毒载体的末端重复序列。伟德BV下载一个质粒包含了大量的信息,所以大多数第一代二进制载体都相当大(>10 kb)。由于转化效率与大小成反比,而且许多植物科学家希望转移大基因,具有较大克隆能力的较小的二进制载体将是非常有用的:进入pSIM24!

在双载体pSiM24驱动下GUS基因在烟草植株中的表达为了构建一个更好的二进制向量,Sahoo等。从他们实验室常用的载体,13kb的pKM24KH开始。为了减少载体的大小,他们将T-DNA的边界缩短为25个碱基。通过切换大肠杆菌复制起源和codon-optimizing农杆菌ORI,他们在这两种细菌中获得了更高的DNA产量和转化效率。他们还用一个结构性的、健壮的M24启动子取代了调控感兴趣基因的启动子。M24启动子最初是从Mirabilis花叶病毒中分离出来的,其组成型活性启动子经过了重复增强子结构域的修饰,并在烟草研究中得到了特征。拟南芥,和玉米。Sahoo等发现,对于β-葡萄糖苷酸酶(GUS)和GFP报告基因,以及多个瞬时和转基因系统,M24启动子的基因表达量远远高于常用的35S启动子。转基因烟草和转基因烟草中也有有效的遗传拟南芥。最后,Sahoo等人。证明这个新的矢量,pSiM24,也可以与生物方法一起使用,使其可用于不容易受到影响的工程植物农杆菌感染。

pSiM24大约7 kb,比商业上可用的pCAMBIA和pKYLX载体分别小2和6 kb,使其成为大规模基因转移的理想载体。M24启动子提供了组成性的、高水平的基因表达,在多种植物中具有功能。卡那霉素的抗生素抗性基因由较弱的组成型NoS启动子控制,可用于选择两者转化的农杆菌和受感染的植物。

pSiM24的进一步机会

虽然pSiM24的这些特性适用于许多应用,但由于其模块化结构,质粒也可以定制。两个多重克隆位点(MCS’s)位于M24启动子侧面,允许在需要时移除和替换它。总的来说,三个MCS区域可以插入多个调控元件,进一步定制基因表达。Sahoo等人用长达4kb的基因测试了该系统,并通过Western blotting证实了成功的蛋白表达。pSiM24具有多功能性和可定制性,不仅可用于植物工程和生物技术,还可用于启动子和基因表达的基础研究。


参考

Sahoo,Dipak Kumar,Nrisingha Dey和Indu Bhushan Maiti。“PSIM24是一种用于瞬时测定的新型多功能基因表达载体,以及植物中外源基因的稳定表达。”普罗斯一体9.6 (2014): e98988。PubMed Pmid:24897541Pubmed Central PMCID: 4045853

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