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多基因转化是当今遗传转化研究的热点之一,连接多肽的使用在一定程度上解决了传统多基因转化的不足,为构建多基因载体提供了新的思路。在植物基因工程中利用有自我剪切功能的口蹄疫病毒片段2A和凤仙花种子的一段多肽LP4作为连接肽进行多基因融合是一种可以替代传统多基因转化方法的新手段,连接肽可以同时连接多个基因并且保证多基因的协同表达,将LP4和2A多肽杂合形成的新的多肽(LP4/2A)兼具两者优势,是一种更为有效的多基因转化策略。本研究利用连接肽2A、LP4、LP4/2A连接报告基因β-glucuronidase(葡萄糖醛酸酶,gus)和gfp(绿色荧光蛋白),构建四个融合基因表达载体pSgAs,pSgLs,pSgLAs,pSsLAg。PEG法转化玉米原生质体,利用玉米瞬时表达体系研究不同连接肽在玉米中的剪切效率,结果表明连接肽LP4/2A的剪切效率最高,约为80%,而2A的剪切效率约为60%,LP4的剪切效率约为30%。虫害和杂草的竞争是玉米减产的重要因素,开发既抗虫又耐除草剂的转基因玉米变得越来越重要,复合性状玉米可以满足农户需求,在很多国家都很受欢迎。Bt基因和epsps基因是培育抗虫与耐草甘膦作物的两个重要基因。cry1Ah基因是从BT8菌株中分离得到的新型杀虫基因,该基因对鳞翅目昆虫具有高毒性。G2-epsps基因是从草甘膦污染的土壤中分离的一个新型的epsps基因,经过植物密码子优化后命名为2mG2-epsps。manA基因编码磷酸甘露糖异构酶(PMI),是一种正向筛选标记基因,能够避免抗生素标记基因对生态环境和食品安全存在潜在威胁,已经被成功地应用于甜菜、木薯、玉米、水稻等各种不同植物中。数据显示大肠杆菌PMI编码基因与已知的任何病毒,病原没有同源性。因此PMI/甘露糖筛选体系是较理想的遗传转化选择系统,具有广阔的应用前景。本实验将这cry1Ah基因和2mG2-epsps基因利用连接肽LP4/2A连接,manA基因作为筛选标记基因,农杆菌转化法转化玉米愈伤,利用甘露糖进行筛选,筛选浓度10g/L,得到了组培苗60株,经PCR,Southern blot,RT-PCR,western blot检测,有24株为转基因植株,转化率为40%,这24株转基因植株属于16个转化事件。对转基因植株的T1代进行跟踪检测,分子检测结果表明融合基因载体中的cry1Ah基因和2mG2-epsps基因可以同时表达。生物活性检测表明转基因植株具有良好的抗虫性和耐除草剂特性。同时本实验对连接肽2A进行改造,获得了两个全新的2A连接肽,用这两个连接肽连接gfp基因,构建了两个融合基因表达载体pSg2Am1g和pSg2Am2g。一方面验证改造的连接肽的剪切效率,另一方面尝试用连接肽连接同一个基因,验证可否用此方法来增强基因表达。实验结果表明用连接肽连接同一个基因可以达到增加基因表达的作用,改造的连接肽2Am的剪切效率高于原始的2A序列。