转基因大豆CP4-EPSP合成酶基因的克隆、表达、抗原性研究

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原核生物、酵母、真菌、顶配位寄生虫、植物和藻类中的EPSP合成酶(EPSPS)是细菌和植物芳香族氨基酸合成过程中的关键酶,作为莽草酸途径中的一个必需酶EPSPS可逆地催化莽草酸-3-磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸缩合成EPSP和无机磷。在土壤中可以被降解为无毒成分的草甘膦是一种施用于叶片的、广谱的、非选择性的、后现性的低毒有机磷类除草剂,它与磷酸烯醇式丙酮酸的结构相似,从而可以与它竞争同莽草酸羟基乙烯转移酶结合,特异地抑制EPSP合成酶活性。植物中EPSPS的过量表达或某些活性位点氨基酸的突变对高剂量的草甘膦有较强的耐受性。为了扩大草甘膦的应用范围、降低除草剂的使用成本,耐草甘膦的EPSPS的基因被克隆并转入多种农作物中,获得了很好的效果。 随着各种各样转基因食品通过贸易大量进入国际市场,转基因食品的安全性受到人们日益关注,世界各国对转基因食品的安全性存在着较大的争议,欧盟、日本等地区已经制定了相关法规对转基因食品进行了严格的管理。转基因大豆最早是由美国孟山都公司研究开发,并且获准在美国大量推广应用,到去年已经占世界大豆种植面积的一半。近年来我国进口的一千多万吨大豆绝大多数是转基因大豆。目前国外转基因产品大量进入我国市场,而我国还没有标准对转基因产品进行检测,因此<WP=8>尽快建立和完善快捷的检测方法迫在眉睫。目前国内对转基因大豆的检测主要通过PCR方法在基因水平上进行的,费时费力、假阳性和假阴性率高,最快也需要近一个小时才能完成。同时对不同农作物CP4-EPSPS的检测没有通用的引物,对仪器和实验条件有较高的要求,难于在基层单位推广。国外对转基因大豆的检测主要是通过针对CP4-EPSPS发生突变处抗原决定簇的单克隆抗体在蛋白质水平利用ELISA或胶体金试纸条完成,简单快捷,最快在5分钟即可完成,对实验条件要求低,已得到了广泛应用。我们采用PCR的方法从转基因大豆DNA提取物中扩增出突变的EPSPS基因,克隆到原核表达载体PQE30、pET32a上,重组质粒导入大肠杆菌E. coli SG13009、BL21中, IPTG诱导表达,两种表达载体在大肠杆菌中均以包涵体的形式表达EPSPS蛋白。通过稀释复性及透析,亲合层析纯化蛋白,纯度达90%(薄层扫描分析)。用agdia公司胶体金试纸条检测其抗原性证实可以进一步制备单克隆抗体,为国产EPSPS胶体金试纸条的研究创造了条件。目的: 构建含转基因大豆CP4-EPSP合成酶(CP4-EPSPS)基因的重组载体,并在 E.coli SG13009中和BL21(DE3)中表达。 方法: 通过PCR扩增转基因大豆基因组中CP4-EPSPS基因,将目的基因和PQE30 及pET32a(+)载体经Kpn I和Hind III酶切、纯化、连接后,构建含有目的基因的重组质粒。将重组质粒转化E.coli SG13009和BL21(DE3),并以IPTG进行诱导表达。表达产物经Ni-NTA琼脂糖树脂纯化后,用胶体金免疫检测试纸条检测其抗原性。 结果: 经酶切、测序分析表明,插入的基因片段为转基因大豆EPSPS编码基因。经SDS-PAGE分析目的蛋白成功表达并获得纯化,胶体金试纸条检测显示目的蛋白具有良好的抗原性。 <WP=9>结论: 成功地克隆并表达转基因大豆CP4-EPSPS基因,表达蛋白具有良好免疫原性,可用于制备快速检测试纸条。
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