背景[1-6]
GV3101(pSoup)菌株为C58型背景，核基因中含有筛选标签——利福平抗性基因rif，为了便于转化操作，此菌株携带一无自身转运功能的胭脂碱型Ti质粒pMP90(pTiC58DT-DNA)，此质粒含有vir基因(vir基因是T-DNA插入植物基因组必需的元件，pMP90(pTiC58DT-DNA)质粒自身的T-DNA转移功能被破坏，但可以帮助转入的双元载体T-DNA顺利转移)。
pMP90(pTiC58DT-DNA)型Ti质粒含有筛选标签：gent，赋予GV3101菌株庆大霉素抗性；在GV3101菌株中转入help质粒：pSoup即为GV3101(pSoup)菌株，可帮助pGreen，62SK，pGs2系列质粒在农杆菌中复制，同时赋予该菌株四环素（tet）抗性。适用于拟南芥、烟草、玉米、土豆等植物的转基因操作。
根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)是一种植物致病菌,能感染绝大多数双子叶植物与少数单子叶植物。农杆菌将自身携带的Ti质粒上的T-DNA(transferred DNA)单链拷贝分子—ssT-DNA,即T-strand,整合至植物细胞基因组中,T-DNA上原癌基因的表达使植物产生冠瘿瘤。在T-strand的运输过程中,农杆菌也同时将自身合成的毒性蛋白分泌至植物细胞,帮助T-strand从植物细胞质运送至细胞核,并参与其整合过程。为了了解农杆菌侵染对拟南芥基因转录的影响,揭示拟南芥细胞对农杆菌毒性蛋白与原癌基因表达反应的机制,以及研究农杆菌毒性蛋白的应用。
应用[7][8]
GV3101(pSoup)感受态细胞可用于农杆菌引起的拟南芥全基因组转录变化与VirD2和VirE2蛋白的表达研究：
比较拟南芥受伤花梗接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时以及冠瘿瘤成熟期与幼龄期的光合作用、呼吸作用、胁迫反应、激素代谢、核苷酸、RNA、DNA、蛋白质、脂类代谢和信号传导等代谢途径相关基因的转录变化差异,并且表达农杆菌VirD2和VirE2蛋白。
主要结果如下:1.接种GV3101后基因转录的时序变化明显不同拟南芥花梗受伤后第6天与第3小时相比,有3885个基因的转录发生变化,其中3521个转录上调,364个转录下调。而受伤且接种农杆菌GV3101后的第6天与第3小时相比,共有4651个基因发生差异转录,其中4381个转录下调,270个转录上调;两种情形下只有1045个差异转录基因是相同的。1.1 GV3101的处理中,光合作用、呼吸作用等主要基础代谢途径与通路的转录下降基因数明显减少拟南芥花梗受伤后第6天与第3小时相比,光合作用途径中有33个基因发生了差异转录,其中2个上升,31个下降。
而接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,只有7个基因的转录发生变化,其中1个上升,6个下降。分析表明,光反应的转录变化最显著。对照中有20个转录下降的基因参与光反应,而GV3101处理时只有6个。受伤后第6天与第3小时相比,在糖酵解、氧化磷酸化戊糖、三羧酸循环、线粒体电子传递等呼吸代谢途径中,分别有17、12、31和45个基因发生差异转录,而接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,则分别有7、1、17和10个基因发生转录变化,其水平全部下降。
对照中,除了有两个氧化磷酸化戊糖代谢相关基因转录上升外,其余的转录也全部下降。1.2接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,转录下调的NB-LRR型抗病蛋白编码基因明显增加拟南芥花梗受伤后第6天与第3小时相比,生物胁迫相关基因中有50个发生了转录变化,其中39个水平下降,11转录水平上升。而接种农杆菌GV3101的条件下,则有119个生物胁迫相关基因的转录发生变化,其中105个转录下降,14个上升。两种情形下只有10个转录变化基因是相同的。分析表明,转录变化的PR蛋白编码基因的差异最显著。
接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,有67个PR蛋白编码基因转录变化,其中60个下调,7个上调。而在60下降基因中,NB-LRR型抗病蛋白的编码基因有34个,对照中则只有5个。1.3接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,激素代谢相关基因的转录变化明显改变接种农杆菌GV3101后第6天与第3小时相比,激素代谢途径中有13个基因转录上调,60个基因的转录下调。而对照中有19个基因的转录上调,60个基因的转录下调。两种情形下,只有12个基因相同。接种农杆菌后激素代谢相关基因的转录变化明显不同。
参考文献
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