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基本信息

项目名称:
家蚕抗菌肽attacin基因植物表达载体的构建
小类:
生命科学
简介:
攻击素(attacins)作为家蚕抗菌肽之一,在家蚕脂肪体内合成,释放至血液,主要是对增殖期革兰阴性细菌具有抑菌作用,能干扰抑制细菌膜外层质膜蛋白合成。 本研究目的是通过构建家蚕attacin基因植物表达载体,然后将其导入桑树,在对防治桑树病害方面起到重要的作用。
详细介绍:
家蚕(Bombyx mori)作为重要的经济昆虫和已测序鳞翅目昆虫,是用于昆虫免疫反应的遗传和生物化学研究的一个好的模式生物,其抗菌肽是存在于家蚕及蚕蛹的血淋巴内具有抗菌活性的多肽物质,在家蚕的天然免疫中起到至关重要的作用。 通过构建家蚕抗菌肽attacin基因植物表达载体利用转基因将其转化桑树后,不仅能够有效控制青枯病的侵害,还可以提高桑叶的质量与产量,同时也利于桑叶的储藏,为蚕桑产业发展会带来可观的经济效益。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

抗菌肽是生物免疫系统产生的一类抵抗外界病原体感染的多肽,它对烟草、番茄、马铃薯的青枯病菌等植物致病菌有明显的杀灭作用。家蚕抗菌肽具有广谱抗菌活性,本文通过检索家蚕基因组数据库,首次克隆家蚕抗菌肽 attacin 基因,构建了家蚕抗菌肽 attacin 基因的植物表达载体 pCAMBIA2300-CaMV35S-attacin。

科学性、先进性及独特之处

目前,有关家蚕抗菌肽 attacin 基因的报道比较少,本文通过检索家蚕基因组数据库,首次克隆家蚕抗菌肽 attacin 基因,并成功构建了家蚕抗菌肽 attacin 基因的植物表达载体,将其转入桑树,不仅可增强桑树抗病性,还可以提高桑叶的质量与产量,同时也利于桑叶的储藏,对进一步研究转基因桑树的抗病性有重要意义。

应用价值和现实意义

家蚕(Bombyx mori)作为重要的经济昆虫和已测序鳞翅目昆虫,其抗菌肽具有广谱抗菌活性,家蚕是寡食性昆虫,桑叶是其唯一的食物,桑叶的品质和产量直接影响到蚕茧的质量和产量,然而桑树细菌性青枯病是桑树的主要病害,严重威胁蚕业生产,通过转基因将家蚕抗菌肽attacin基因转化桑树后,可以提高桑叶的质量与产量,同时也利于桑叶的储藏,为蚕桑产业发展会带来可观的经济效益。

学术论文摘要

抗菌肽是昆虫抵御外界微生物侵染的主要物质。本文利用双酶切将pBI121载体上的植物启动子CaMV35S克隆到植物表达载体pCAMBIA2300上构建重组表达载体pCAMBIA2300-CaMV35S。PCR扩增家蚕抗菌肽attacin基因编码区全长并利用T载体成功克隆(GenBank登陆号:GU244351),然后利用双酶切将attacin 基因亚克隆到pCAMBIA2300-CaMV35S上,通过PCR鉴定,成功构建了attacin基因的植物表达载体pCAMBIA2300-CaMV35S-attacin。为研究attacin基因在植物抗病性方面的应用奠定基础。

获奖情况

本论文已在《中国农学通报》2010年第10期发表

鉴定结果

本论文已在《中国农学通报》2010年第10期发表

参考文献

参考文献详见后附论文

同类课题研究水平概述

抗菌肽是各种生物防御系统的一个组成部分,是由于微生物等因素的侵染而产生的免疫应答反应产物,具有分子量低、热稳定、强碱性和广谱抗菌等特点。抗菌肽对烟草、番茄、马铃薯的青枯病菌、水稻白叶枯病菌、白菜欧文氏软腐病菌等植物致病菌有明显的杀灭作用;对感冒、疱疹及某些家蚕病毒能抑制其繁殖;对疟原虫、痢疾阿米巴和家蚕微粒子孢子虫均有效。如将抗菌肽注人植物,能提高其抗菌能力;注人小鼠能提高其免疫力而杀灭体内的病毒。到目前为止,在昆生中已发现了大量的抗细菌肽,抗真菌肽,以及既抗真菌又抗细菌的抗菌肽。由于获取天然抗菌肽面临许多困难,化学合成和手工固相合成比较昂贵,因此,人们对基因工程技术生产抗菌肽具有极大兴趣。目前,大部分植物抗菌肽是从植物种子中分离获得的,它们可以保护植物组织和种子不受真菌病原菌的侵害,但是植物抗菌肽对大部分细菌无抑制活性。因此,依靠基因工程的方法用其它真核生物的抗菌肽基因来转化农作物,培育抗病新品种是当前国内外研究的一个热点。借鉴已成功的昆虫抗菌肽转基因工程,如转基因蚊子、转基因马铃薯、转基因水稻等,把特异的抗菌肽基因转入特定细胞让其表达,从而产生抗病新品种,不失为一条发展农业生产的新思路,前景深远。转化蚕的抗菌肽可增强植物对青枯病的抗性,在烟草、马铃薯、番茄等中已有研究。通过将抗菌肽的功能基因导入植物增强植物的抗病性,黄大年等以抗菌肽B 基因受控于水稻A 组成一个嵌合基因, 新构建成载体PCB1 后用基因枪法导入水稻, 转基因水稻植株增强了对水稻白叶病和细条病的抗性;李乃坚应用花粉管通道技术将天蚕抗菌肽B 基因导入烟草子房, 获得的抗青枯病转基因株系与对照组相比, 明显推迟了发病, 病害程度及死苗率均显著降低。抗菌肽活性强, 功能广泛, 在应用研究中有潜在的重要价值。 家蚕是重要的经济昆虫, 然而它也是一种抗病、抗逆性较为脆弱的昆虫, 我国蚕茧生产过程中通常因蚕病减产达20% 左右, 严重的达80% , 甚至颗粒无收。因此, 对家蚕免疫学的研究是十分有意义,家蚕基因组数据获得后,Cheng等通过同源搜寻的方法在家蚕中找到了35个抗菌肽基因, 第一次较为系统地研究了家蚕抗菌肽基因。 本文通过构建家蚕attacin基因的植物表达载体,为下一步研究转化attacin基因的桑树对青枯病的抵抗能力提供参考。
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