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目的:构建p1301-Y0-Y0-K2,p1301-Y0-K2-Y0两种双油体KGF-2融合蛋白表达载体并转化拟南芥,与p1301-Y0-K2单油体表达载体对比,观察是否能够提高外源蛋白KGF-2的表达量,并通过动物实验检测融合蛋白的生物学活性。 方法:利用PCR扩增拟南芥(Arabidopss thaliana)油体蛋白oleosin和植物偏好型角质细胞生长因子-2(KGF-2)基因片段,然后分别设计两对引物,通过融合PCR技术获得oleosin-KGF-2和KGF-2-oleosin融合基因,与包含有一个oleosin的p1301-Y0载体连接,构建p1301-Y0-Y0-K2(oleosin-oleosin-KGF-2)和p1301-Y0-K2-Y0(oleosin-KGF-2-oleosin)表达载体,冻融法将其转入农杆菌,利用农杆菌浸花法在花苞期侵染野生型拟南芥,待其正常生长成熟,收获T1代种子。由于表达载体中含有草胺磷(Bar)抗性基因,只有重组质粒转入T1代拟南芥基因组的植株才能正常生长,非转基因植株逐渐枯萎死亡,对T1代植株喷洒除草剂草胺磷,初步筛选出阳性苗,通过提取拟南芥叶片基因组,用引物扩增出融合目的基因,即可进一步确定其是否为转基因植株。收获T2代种子,Tris-HCL法提取种子总蛋白,进行SDS-PAGE、Western-blot分析,观察在相应位置是否有特异性条带出现,并利用灰度分析对两种双油体表达载体和单油体表达载体的蛋白表达量进行比较,确定最佳表达方案。动物实验选取30只6-8周龄的C57BL/6小鼠随机分为6组,分别为生理盐水组,野生油体组,p1301-Y0-K2单油体组,p1301-Y0-Y0-K2和p1301-Y0-K2-Y0组,原核KGF-2给药组(50ug·ml-1),其中植物组样品为相同量种子所提取的总蛋白,对小鼠背部进行脱毛处理,每天进行相同区域涂抹给药,观察小鼠皮肤颜色的变化周期以及长出毛发的时间。并于第十二天分别处死部分小鼠,取皮肤组织进行HE染色,观察毛囊形态及数量。 结果:载体构建方面,将融合基因与经过改造的植物双元表达载体p1301-Y0连接后,PCR及测序结果都显示p1301-Y0-Y0-K2和p1301-Y0-K2-Y0载体构建成功。对侵染后的植株所结的T1代种子进行除草剂筛选,然后进行叶片基因组PCR后,确定p1301-Y0-Y0-K2组获得16棵转基因苗,p1301-Y0-K2-Y0组获得15棵转基因苗。T2代种子总蛋白的SDS-PAGE以及Western Blot结果表明p1301-Y0-Y0-K2转基因拟南芥在53.2KD左右有1条很明显的目的条带,p1301-Y0-K2-Y0转基因拟南芥在53.9KD左右有1条很明显的目的条带,单油体转基因拟南芥在32.7KD左右出现明显条带,与预计的融合蛋白条带大小一致。Western-blot灰度分析结果表明,p1301-Y0-Y0-K2融合表达策略的KGF-2蛋白表达量与单油体表达载体p1301-Y0-K2相差不大,p1301-Y0-K2-Y0融合表达策略可使KGF-2蛋白表达量提高至单油体表达载体的2-3倍。小鼠毛囊实验中,油体融合蛋白与生理盐水组和野生油体组相比小鼠背部皮肤黑色持续时间延长(P<0.05),说明生长期延长,同时p1301-Y0-K2-Y0组由于相同量种子蛋白中KGF-2含量较高,促毛囊生长效果与原核KGF-2给药组(50ug·ml-1)相当。 结论:目的基因与两个油体蛋白基因融合的表达策略优于目的基因与单油体蛋白基因融合,尤其是p1301-Y0-K2-Y0中KGF-2的表达量较单油体表达系统明显提高,且具有一定的生物学活性。这为植物油体系统提高外源蛋白表达量提供了新的思路。