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Banana bunchy top virus (BBTV) DNA2 ORF bait plasmid construction and its interaction proteins screening by yeast two-hybrid

酵母双杂交BBTV DNA2 ORF诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(4): 376 ̄383(2015)
收稿日期: 2014 ̄10 ̄21ꎻ 修回日期: 2015 ̄03 ̄28
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31401709ꎻ 31070131)ꎻ海南省重大科技项目(ZDZX2013023)ꎻ中央级公益性科研院所基本科研业
务费专项资助(ITBB110304)ꎮ
通讯作者: 刘志昕ꎬ研究员ꎬ主要从事植物分子病毒学研究ꎻ Tel:0898 ̄66890770ꎬ E ̄mail:liuzhixin@ itbb.org.cn
第一作者: 余乃通ꎬ男ꎬ浙江苍南人ꎬ助理研究员ꎬ主要从事植物分子病毒学研究ꎻ E ̄mail:yunaitong@163.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.04.006
酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF
诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选
余乃通ꎬ 王健华ꎬ 张雨良ꎬ 周 朋ꎬ 刘志昕∗
(中国热带农业科学院热带生物技术研究所ꎬ农业部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室ꎬ海口 571101)
摘要:香蕉束顶病毒 DNA2组分编码蛋白的功能尚不清楚ꎬ为了揭示其编码蛋白的功能ꎬ以本实验室保存的 BBTV Haikou4
分离物总 DNA为模板进行 PCR 扩增ꎬ利用 Gateway 重组技术将 BBTV DNA2 ORF 构建到酵母双杂交系统(ProQuestTM
Two ̄Hybrid Systemꎬ Invitrogen)的诱饵载体 pDEST ̄32中ꎬ并通过酵母表型验证、诱饵质粒毒性验证以及自激活验证ꎮ 结果
显示ꎬ转有 pDEST32 ̄DNA2 ORF质粒的 MaV203酵母菌具有弱的自激活背景ꎬ在 3 ̄AT 浓度为 25 mmol / L的 SeC ̄Leu ̄Trp ̄
His平板上生长较弱ꎬ但在 3 ̄AT 浓度为 50 mmol / L SeC ̄Leu ̄Trp ̄His 平板上不生长ꎬ表明诱饵质粒背景自激活可被浓度为
50 mmol / L的 3 ̄AT 所抑制ꎮ 在该条件下共转 pDEST32 ̄DNA2 ORF 和文库质粒到 MaV203 感受态细胞进行互作蛋白筛
选ꎬ通过 PCR和测序等手段最终鉴定 35个候选蛋白基因ꎬ分别编码转录调控因子、生长发育相关蛋白、代谢相关蛋白、抗逆
相关蛋白和未知蛋白等ꎮ 酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF诱饵质粒的构建及其与寄主互作蛋白的筛选ꎬ为揭示 DNA2 组分
的蛋白功能提供了科学线索ꎮ
关键词:DNA2 ORFꎻ 酵母双杂交ꎻ 质粒构建ꎻ 自激活验证
Banana bunchy top virus (BBTV) DNA2 ORF bait plasmid construction and its
interaction proteins screening by yeast two ̄hybrid   YU Nai ̄tongꎬ WANG Jian ̄huaꎬ
ZHANG Yu ̄liangꎬ ZHOU Pengꎬ LIU Zhi ̄xin  (Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Tropical Cropsꎬ
Ministry of Agricultureꎬ Institute of Tropical Bioscience and Biotechnologyꎬ Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciencesꎬ
Haikou 571101ꎬ China)
Abstract: The function of the protein encoded by Banana bunchy top virus (BBTV) DNA2 is still unknown.
In order to reveal the function of this proteinꎬ DNA2 ORF was cloned from BBTV Haikou4 total DNA and gateway
recombination was used to build the yeast bait vector pDEST32 ̄DNA2 ORF via yeast two ̄hybrid system
(ProQuestTM Two ̄Hybrid Systemꎬ Invitrogen). The pDEST32 ̄DNA2 ORF bait vector can be used for protein ̄
protein interaction screening after test by yeast phenotypic verificationꎬ bait plasmid toxic verification and
self ̄activation verification. The results showed that pDEST32 ̄DNA2 ORF/ MaV203 weakly grew on SeC ̄Leu ̄Trp ̄
His YPAD plate with 25 mmol / L 3 ̄ATꎬ but no colony showed up on SeC ̄Leu ̄Trp ̄His YPAD plate with 50 mmol /
L 3 ̄AT. In this conditionꎬ the pDEST32 ̄DNA2 ORF and AD ̄Library plasmids were co ̄transferred into MaV203
competent cell to screen the interaction proteins. The results showed that 35 candidate protein genes were obtainedꎬ
encoding transcription factors proteinsꎬ growth ̄associated proteinsꎬ metabolism ̄associated proteinsꎬ resistance
associated proteins and unknown proteins. The study of BBTV DNA2 ORF bait plasmid construction and interacting
proteins screening could facilitate the identification of the functions of BBTV DNA2 encoded protein.
 
  4期 余乃通ꎬ等:酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选
Key words: DNA2 ORFꎻ yeast two ̄hybridꎻ plasmid constructionꎻ self ̄activation verification
中图分类号: S432.41          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2015)04 ̄0376 ̄08
    香蕉束顶病毒属于矮缩病毒科(Nanaviridae)
香蕉束顶病毒属(Babuvirus)ꎬ是香蕉束顶病(Ba ̄
nana bunchy top diseaseꎬBBTD)的病原[1]ꎮ 染病
香蕉新生叶片窄、短ꎬ叶脉出现深绿色点线状“青
筋”ꎬ随后整棵植株束状丛生ꎬ呈矮缩状ꎬ严重者整
株死亡[2]ꎮ 香蕉束顶病最早在斐济发现ꎬ之后在
全球香蕉生产地陆续报道[3]ꎮ 早在 1900 年ꎬ中国
就有关于 BBTD的记载ꎮ 20 世纪 50 年代和 90 年
代ꎬ香蕉束顶病在我国福建、广东、广西、云南和海
南等香蕉产区的 2次流行危害ꎬ严重影响当地香蕉
产业的发展ꎬ造成重大经济损失[2ꎬ3]ꎮ 据报道ꎬ该
病毒寄主有 8种ꎬ包括香蕉、大蕉、蕉麻、粉芭蕉、长
梗蕉、班克氏芭蕉、尖苞片蕉及象腿蕉ꎬ均属芭蕉
科[4]ꎮ
    香蕉束顶病毒由于寄主范围窄、病毒含量
低[5]ꎬ加之香蕉植株中含有多糖多酚类物质以及
乳汁等特点ꎬ直到 1987 年才成功完成病毒提纯ꎮ
BBTV的分子生物学研究也随之展开ꎬ其中包括该
病毒单克隆抗体的制备[6ꎬ7]、 多克隆抗体制
备[2ꎬ 8ꎬ9]、病毒检测方法[6]ꎬ及其寄主[4]、株系[10]和
流行学[11]研究ꎮ
    BBTV基因组至少由 6 个 1.0 ~ 1.1 kb 的环状
ssDNA 组分组成ꎬDNA1、DNA2、DNA3、DNA4、
DNA5、DNA6 组分分别编码复制蛋白酶(Replica ̄
tion initiation proteinsꎬ Rep)、未知蛋白( unknown
protein)、外壳蛋白( coat proteinꎬ CP)、运动蛋白
(movement proteinꎬ MP)、Rb ̄结合蛋白(Rb ̄bind ̄
ing ̄like proteinꎬ Rb)和核穿梭蛋白(Nuclear shuttle
proteinꎬNSP) [5ꎬ 12~14]ꎮ Yu 等[15]报道海南 BBTV
分离物还含有卫星组分ꎮ 香蕉束顶病毒基因组中
的 DNA1、DNA3、DNA4、DNA5、DNA6 表达蛋白
功能已有报道ꎬ仅 DNA2 和卫星组分的编码蛋白
功能尚不清楚ꎮ 本研究根据已获得的 Haikou4 总
DNA样品为模板进行 PCR 扩增ꎬ利用 Gateway 重
组技术将 BBTV DNA2 ORF构建到酵母双杂交系
统的诱饵载体 pDEST ̄32 中ꎬ通过酵母表型验证、
诱饵质粒毒性验证和自激活验证ꎬ最终确定 35 个
候选蛋白基因ꎮ 酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF 诱
饵质粒的构建及其与寄主互作蛋白的筛选ꎬ为揭示
DNA2组分的蛋白功能提供了科学线索ꎮ
1  材料与方法
1.1  材料与主要试剂
    BBTV Haikou4 分离物总 DNA 样品ꎬ保存在
本实验室的-20℃冰箱ꎮ DNA2全长序列已提交到
NCBI的 GenBank(Accession number:HM231314.1)
数据库ꎮ
    入门克隆载体 pDONRTM207 由向成斌教授惠
赠ꎻ酵母菌株 MaV203、 pDESTTM 32 表达质粒、
pDESTTM 22 猎物质粒、 pEXP32 / Krev1、 pEXP22 /
RalGDS ̄wt、 pEXP22 / RalGDS ̄m1、 pEXP22 / Ral ̄
GDS ̄m2等对照质粒均购自 Invitrogen 公司ꎻE.coli
Trans5α购自北京 TransGen公司ꎮ
    Gateway LR ClonaseTM Enzyme Mix、Gateway
BP ClonaseTM Enzyme Mix 购自 Invitrogen 公司ꎻ
PrimerSTARTM HS DNA Polymerase、 rTaq DNA
Polymerase、硫酸庆大霉素(Gentamicin)、氨苄青霉
素(Ampicillin)、 IPTG 均购自大连宝生物公司ꎻ
DNA Marker购自北京 TransGen 公司ꎻ3 ̄氨基三唑
(3 ̄amino ̄lꎬ2ꎬ4 ̄triazoleꎬ3 ̄AT) 购自 Sigma 公司ꎻ
酵母提取物、大肠杆菌培养基胰蛋白胨购自 Oxoid
公司ꎻ无氨基酵母氮源、各种氨基酸购自Solarbio公
司ꎻ其他化学试剂均为国产分析纯ꎮ
1.2  方法
1.2.1  酵母双杂交引物设计   依据 Yu[16]的报道
结果ꎬ Haikou4 DNA2 编码框 (Opening reading
frameꎬ ORF) 的起始位点 GTG 位于 nt 314 ̄316ꎬ终
止位点 TAG 位于 nt 407 ̄409ꎬ整个 ORF 长度为 96
bpꎮ 采用 Primer Premier 5 软件设计用于扩增构建
到酵母双杂交诱饵质粒的 DNA2 ORF 引物 YTH ̄
BBTV 2F (5′ ̄CAAAAAAGCAGGCTTT GTG CT ̄
GAGGAGGAAG ̄3′加框为起始密码子)和 YTH ̄
BBTV 2R ( 5′ ̄GTACAAGAAAGCTGGGTT CTA
TAAATACCACATATAC ̄3′加框为终止密码子)ꎬ以
及重 组 位 点 接 头 引 物 attB1 ̄adF ( 5′ ̄ GGGGA ̄
CAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCT ̄3′) 和 attB2 ̄adR
773
 
植物病理学报 45卷
( 5′ ̄ GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGT ̄3′)ꎬ
由上海生物工程公司合成ꎮ
1.2.2  DNA2 ORF编码区及接头扩增 
    ( 1) PCR 初扩增   使用 YTH ̄BBTV 2F /
YTH ̄BBTV 2R 引物对 BBTV DNA2 ORF 进行
PCR初扩增ꎬ50 mL 反应体系:1 mL 总 DNA (约
200 ng / mL)、1 mL YTH ̄BBTV 2F (10 μmol / L)、1
mL YTH ̄BBTV 2R (10 μmol / L)、4 mL dNTP Mix
(2. 5 mmol / L)、 10 mL 5 × PrimerSTARTM Buffer
(Mg2+ plus)、0.5 mL PrimerSTARTM HS DNA Poly ̄
merase (2.5 U / mL)ꎬ32.5 mL 无菌水ꎮ 混匀后ꎬ瞬
时离心ꎬ将管壁液滴收回管底ꎬ置于 PCR 扩增仪
中ꎮ 扩增条件:98℃预变性 2 minꎬ98℃变性 10 sꎬ
46℃退火 20 sꎬ72℃延伸 30 sꎬ循环 10次ꎮ
    (2) PCR产物两端加接头 attB 序列  取上述
BBTV DNA2 ORF的 PCR扩增产物 10 mLꎬ进行如
下 50 mL 反应体系:10 mL PCR 初扩增产物、4 mL
attB1 ̄adF ( 10 μmol / L )、 4 mL attB2 ̄adR ( 10
μmol / L)、4 mL dNTP Mix (2.5 mmol / L)、10 mL 5
×PrimerSTARTM Buffer (Mg2+ plus)、0.5 mL Primer ̄
STARTM HS DNA Polymerase (2.5 U / mL)ꎬ17.5 mL
无菌水ꎮ 轻轻混匀后ꎬ瞬时离心ꎬ将管壁液滴收回
管底ꎬ置于 PCR扩增仪中ꎮ 扩增条件为:98℃预变
性 2 minꎬ98℃变性 15 sꎬ45℃退火 20 sꎬ72℃延伸
20 sꎬ循环 5次ꎻ接着 98℃变性 15 sꎬ50℃退火 20 sꎬ
72℃延伸 20 sꎬ循环 5次ꎻ然后 98℃变性 15 sꎬ55℃
退火 20 sꎬ72℃延伸 20 sꎬ循环 20 次ꎬ最后 72℃延
伸 10 minꎮ 将 attB ̄PCR 产物按照(天根琼脂糖凝
胶 DNA 回收试剂盒ꎬDP209 ̄03)步骤进行胶纯化
回收ꎮ
1.2.3  BP重组构建入门克隆、转化及鉴定  BP重
组按照 Invitrogen 公司 Gateway BP ClonaseTM En ̄
zyme Mix 说明书操作ꎮ (1) 室温下ꎬ在 0. 2 mL
PCR管中混合下列组分:1 mL attB ̄PCR产物 (100
ng / mL)、1 mL pDONRTM 207 (150 ng / mL)、6 mL
1×TE缓冲液(pH 8.0)ꎻ(2) 冰上溶解 Gateway BP
ClonaseTM Enzyme Mix约 5 minꎬ轻轻涡旋 2~3次ꎬ
每次 2 sꎬ使其溶解充分ꎻ(3) 加入 1 mL Gateway
BP ClonaseTM Enzyme Mix到 0.2 mL PCR管中ꎬ涡
旋 2次ꎬ每次 2 sꎬ瞬时离心ꎬ将管壁液体收回管底ꎻ
(4) 立即将 Gateway BP ClonaseTMEnzyme Mix 置
于-80℃保存ꎻ(5) 25℃温育 1 hꎻ(6) 加入 1 mL蛋
白酶 K溶液 (2 mg / mL)ꎬ37℃温育 10 minꎬ除去
BP重组酶ꎬ终止反应ꎮ 转化操作按北京全式金生
物技术有限公司的 Trans5α 感受态转化说明进行
(CD201)ꎮ
    鉴定为阳性的大肠杆菌送往测序公司进行测
序ꎬDNA测序工作由上海英骏生物技术有限公司
广州分公司完成ꎮ 对测序正确的克隆菌液提取质
粒(天根质粒小提中量试剂盒ꎬDP106 ̄02)ꎬ命名为
pDONR207 ̄DNA2 ORFꎮ
1.2.4  PCR扩增目的基因、LR 重组及鉴定  由于
入门克隆载体 pDONR207 的抗性筛选标记与
pDEST32相同(庆大霉素)ꎬ故很难按正常的方法
将 pDONR207 ̄DNA2 ORF与 pDEST32经 LR重组
反应后ꎬ 通过抗性标记来筛选重组的质粒
pDEST32 ̄DNA2 ORFꎬ因为未发生重组反应的
pDONR207 ̄DNA2 ORF转化菌也可以在庆大霉素
的抗性平板上生长ꎮ 因此考虑排除重组质粒
pDONR207 ̄DNA2 ORF 的抗性标记ꎬ通过 207 2F
(5′ ̄TCCTGCGTTATCCCCTGATTCTG ̄3′)和 207
2R ( 5′ ̄TTTCCCGTTGAATATGGCTCATAAC ̄3′)
对 pDONR207 ̄DNA2 ORF 进行 PCR 扩增ꎬ得到
DNA2 ORF片段两端含有 LR 重组位点的 L 位点
序列ꎮ 25 mL 反应体系:1.0 mL pDONR207 ̄DNA2
ORF、2.5 mL 10 ´Taq Buffer (Mg2+ plus)、0.5 mL
207 2F (10 μmol / L)、0.5 mL 207 2R (10 μmol /
L)、0.5 mL dNTP Mix (10 mmol / L)、0.2 mL rTaq
(5 U / mL)、19.8 mL 灭菌水ꎮ 扩增条件:98℃预变
性 1 minꎻ94℃变性 1 minꎻ50℃退火 30 sꎻ68℃延伸
30 sꎬ循环 35次ꎬ最后 72℃延伸 10 minꎮ PCR产物
按照天根公司胶回收试剂盒的操作说明书进行
(DP209 ̄03)回收ꎮ
    LR 重组反应:(1) 室温下ꎬ分别在 0. 2 mL
PCR管中混合下列组分:1 mL PCR 产物 (72 ng /
mL)、1 mL pDEST32 (100 ng / mL)、6 mL 1×TE 缓
冲液(pH 8.0)ꎻ(2) 冰上溶解 Gateway LR Clonase
Enzyme Mix约 5 minꎬ轻轻涡旋 2~ 3 次ꎬ每次 2 sꎻ
(3) 加入 2 mL GatewayLR Clonase Enzyme Mix到
0.2 mL PCR管ꎬ瞬时离心ꎬ将管壁液体收回管底ꎻ
(4) 立即将 Gateway LR Clonase Enzyme Mix置于
-80 ℃保存ꎻ(5) 25℃温育 1 hꎻ(6) 加入1 μL蛋白
酶 K溶液(2 mg / mL)ꎬ37℃温育 10 minꎬ去除酶ꎬ终
止反应ꎮ
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  4期 余乃通ꎬ等:酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选
    转化大肠杆菌ꎬ菌落 PCR 鉴定重组质粒ꎬ并进
行测序ꎮ 对测序正确的提取阳性重组质粒(DP106 ̄
02)ꎬ命名为 pDEST32 ̄DNA2 ORFꎬDNA 测序工作
由上海英骏生物技术有限公司广州分公司完成ꎮ
1.2.5  酵母细胞表型鉴定、诱饵质粒转化及毒性验证
    (1) 酵母菌株 MaV203 表型鉴定  酵母双杂
交试验前ꎬ需鉴定实验室保存的酵母 MaV203是否
已产生变异ꎮ 从 - 80℃ 冰箱中取出酵母菌株
MaV203ꎬ激活后划线于 SC /  ̄Ura、 SC /  ̄Trp、 SC /  ̄
Leu和 SC /  ̄His酵母平板ꎬ置于 30℃培养 4 ~ 6 dꎮ
如果未出现任何菌落ꎬ表明酵母菌株 MaV203基因
型未发生改变ꎬ所保存的 MaV203酵母菌株可用于
酵母双杂交后续试验ꎻ如果在缺陷性平板上生长ꎬ
表明所保存的 MaV203酵母菌株发生突变ꎬ不能用
于后续试验ꎮ
    (2) 酵母感受态细胞制备   1) 将酵母菌株
MaV203单菌落接种到 10 mL YPAD液体培养基ꎬ
30℃振荡培养过夜ꎻ 2)测定菌液 OD600ꎬ用新鲜
YPAD培养基将酵母菌液稀释至 OD600≈0.4ꎬ继续
培养 2~4 hꎻ 3)于 2 500 rpm离心 5 minꎬ酵母细胞
重悬于 40 mL 1×TE溶液中ꎻ 4)于 2 500 rpm离心
5 minꎬ酵母细胞重悬于 2 mL 1×LiAc / 0.5×TE溶液
中ꎻ 5)室温下孵育 (放置) 10 minꎻ 6) 即得到
MaV203感受态细胞ꎮ
    (3) 质粒转化酵母细胞  1) 取大约 1 mg 质
粒 DNA 和 100 mg 变性鲑鱼精 DNA 混和ꎬ加入
100 μL新制备的酵母 MaV203 感受态细胞混匀ꎻ
2) 加入 700 μL 的 1×LiAc / 40%PEG ̄3350 / 1×TE
现配溶液ꎬ混匀ꎻ 3)30℃孵育(水浴锅)30 minꎬ期
间每隔 10 min涡旋 1次ꎻ 4)添加 88 μL DMSOꎬ混
匀ꎬ42℃热击 7 minꎻ 5)离心机最大转速离心 10 sꎬ
去除上清液ꎻ 6)加入 1 mL 1×TE 重悬酵母菌体ꎬ
重复一次ꎻ7) 沉淀酵母细胞悬浮于 50 ~ 100 μL
TEꎬ再涂布在选择性培养基上ꎬ30℃培养 3~4 dꎬ观
察酵母转化子生长情况ꎮ
    (4) 诱饵质粒的毒性检测  分别将诱饵质粒
pDEST32 ̄DNA2 ORF 和空载体 pDEST32 转化酵
母菌 MaV203感受态细胞ꎬ30℃培养 3 d 后观察两
者在 SeC ̄Leu平板中生长出的克隆数量是否大致
相近ꎬ判断 pDEST32 ̄DNA2 ORF 对 MaV203 有无
毒性作用ꎮ 或从含有 pDEST32 ̄DNA2 ORF 质粒
的酵母菌 MaV203 的 SeC ̄Leu 平板中挑出一个单
菌落接种于 10 mL的 YPAD液体培养基中ꎬ200 r /
min 过夜培养ꎬ24 h测得 OD600值为 1.20(>0.8)ꎬ则
表明 pDEST32 ̄DNA2 ORF 的表达对酵母没有毒
性ꎬ可以进行后续酵母双杂交试验ꎮ
1.2.6  诱饵质粒自激活鉴定  诱饵质粒的自激活
检测 流 程 按 照 Invitrogen 公 司 的 ProQuestTM
Two ̄Hybrid System(PQ10001 ̄01 和 PQ10001 ̄01)
步骤进行ꎬ按表 1 所示的质粒组合共转化酵母菌
MaV203感受态细胞ꎬ分别涂布在选择性 SeC ̄Leu ̄
Trp的 YPAD 平板上ꎬ30℃培养 3 ~ 4 dꎬ待菌落直
径长到 2 ~ 3 mm 后ꎬ转接至含不同浓度 3 ̄AT 的
SC ̄Leu ̄Trp ̄His 的 YPAD 平板ꎬ 30℃ 继续培养
3~4 d 观察其生长情况ꎮ
1.2.7  互作蛋白的初步筛选  染病香蕉文库质粒
由实验室制备和保存ꎬ滴度为 5.0×106 CFU / mLꎬ达
到建库要求ꎮ 取 1 mg 诱饵质粒和 1 mg 文库质粒
混匀ꎬ共转酵母感受态 MaV203 细胞ꎬ转化过程同
1.2.5ꎮ 将转化后的酵母细胞均匀涂布于 50 mmol /
L 3 ̄AT 的 SC ̄Leu ̄Trp ̄His 缺陷型 YPAD 平板ꎬ
30℃培养 3 ~ 4 dꎬ待菌落直径长到 2 ~ 3 mmꎬ进行
菌落 PCR鉴定ꎮ PCR产物送上海英骏生物技术有
限公司广州分公司完成 DNA测序工作ꎬ测序结果进
行 Blast 预测分析(http: / / blast. ncbi. nlm. nih. gov /
Blast.cgi)ꎬ可初步获得互作蛋白基因的功能预测ꎮ
Table 1  Bait and control plasmid co ̄transformation
No. Bait plasmid+Prey plasmid Plasmid / ng
Competent
cell / mL
Purpose
1 pEXP32 / Krev1+ pEXP22 / RalGDS ̄wt 100 100 Strong positive interaction control
2 pDESTTM32 + pDESTTM22 100 100 Test of self ̄activation
3 pEXP32 / Krev1 +pEXP22 / RalGDS ̄m1 100 100 Weak positive interaction control
4 pEXP32 / Krev1 +pEXP22 / RalGDS ̄m2 100 100 Negative interaction control
5 pDESTTM32 ̄DNA2 ORF+ pDESTTM22 100 100 Positive interaction control
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植物病理学报 45卷
2  结果
2.1  DNA2 ORF编码区的扩增
    经 1%琼脂糖凝胶电泳ꎬ第 1次 PCR扩增到约
100 bp 左右的 DNA 特异条带ꎬ与预测大小相符ꎬ
扩增克隆了 Haikou 4 DNA2 ORF基因片段ꎮ 为了
把 attB接头序列引入 DNA2 ORF两端ꎬ第2次PCR
扩增获得大小约为 150 bp的 DNA特异条带ꎬ与预
期条带大小相符(图 1)ꎬ表明成功扩增了两端含
attB接头序列的 Haikou 4 DNA2 ORF PCR产物ꎮ
Fig. 1  PCR amplification of attB ̄DNA2 ORF
Lane M: DL2000 markerꎻ Lane 1ꎬ 2: PCR products of
attB ̄DNA2 ORF.
2.2  pDONR207 ̄DNA2 ORF重组质粒鉴定
    将纯化的 attB ̄PCR 产物与 pDONR207 进行
BP重组ꎬ转化大肠杆菌ꎮ 随机挑取 17个克隆进行
菌落 PCR鉴定ꎬ结果表明 17 个克隆子中有 9 个为
阳性ꎬ条带大小与预测片段一致ꎮ 将 3、7、10 号克
隆送往上海英骏生物技术有限公司广州分公司完
成测序ꎮ 对测序正确的阳性克隆菌提取质粒(天
根质粒小提中量试剂盒ꎬ DP106 ̄02 )ꎬ命名为
pDONR207 ̄DNA2 ORFꎮ
2.3  attL ̄DNA2 ORF扩增
    使 用 207 2F / 207 2R 引 物 PCR 扩 增
pDONR207 ̄ DNA2 ORF质粒ꎬ经 1%琼脂糖凝胶电
泳得到大小约为 750 bp的 DNA条带ꎬ结果显示与
预期相符 (两端含有 L 序列的 DNA2 ORFꎬ即
attL ̄DNA2 ORF)(图 2)ꎮ
2.4  pDEST32 ̄DNA2 ORF 重组载体鉴定及质粒
提取
    将纯化的 attL ̄PCR 产物与 pDEST32 进行 LR
重组ꎬ转化大肠杆菌ꎮ 随机挑取 6个克隆进行 PCR
鉴定ꎬ菌液 PCR 结果显示 6 个克隆子均为阳性ꎬ条
带与预测大小一致ꎮ 将 1、3、5号克隆子送往上海英
骏生物技术有限公司广州分公司完成测序ꎮ 对测序
正确的阳性克隆菌提取质粒(天根质粒小提中量试
剂盒ꎬDP106 ̄02)ꎬ即为 pDEST32 ̄DNA2 ORFꎮ
2.5  酵母菌株MaV203表型鉴定
    如图 3 所示ꎬ涂布于 SC /  ̄Ura、SC /  ̄Trp、SC /  ̄
Leu和 SC /  ̄His酵母培养基上的酵母菌株 MaV203
均未生长ꎬ表明 MaV203 基因型未发生改变ꎮ 因
此ꎬMaV203酵母菌株可用于酵母双杂交后续毒性
验证、自激活验证以及互作蛋白筛选等试验ꎮ
Fig. 2  PCR amplification of attL ̄DNA2 ORF
Lane M: 2000 markerꎻ Lane 1: PCR amplification of
pDONR207 ̄DNA2 ORFꎻ Lane 2: Negative control.
Fig. 3   Yeast strain MaV203 grew on SC /  ̄
Uraꎬ SC /  ̄Trpꎬ SC /  ̄Leu and SC /  ̄His
YPAD plates
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  4期 余乃通ꎬ等:酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选
2.6  诱饵质粒毒性检测
    将诱饵质粒 pDEST32 ̄DNA2 ORF 和空载体
pDEST32分别转化入酵母菌 MaV203 感受态细
胞ꎬ30℃培养 3 ~ 4 d 后ꎬ两者在 SeC ̄Leu 缺陷性平
板中生长出的单克隆数量大致相近(图 4)ꎬ表明
pDEST32 ̄DNA2 ORF对 MaV203无毒性作用ꎮ 从
pDEST32 ̄DNA2 / MaV203 的 SeC ̄Leu 平板中随
机挑出一个单菌落接种于 10 mL 的 YPAD液体培
养基中ꎬ200 r / min过夜培养ꎬ24 h 测得 OD600值为
1.20(>0.8)ꎬ结果也表明 pDEST32 ̄DNA2 ORF 的
表达蛋白对酵母没有毒性ꎮ 再分别从 MaV203 中
提取 pDEST32 ̄DNA2 ORF和 pDEST32质粒ꎬ电泳
和 PCR检测转入酵母 MaV203的质粒均为阳性ꎮ
2.7  诱饵质粒的自激活作用检测
    pDEST32 ̄DNA2 ORF诱饵质粒自激活作用检
测结果见图 5ꎮ 强互作 ( wt ) 阳性对照质粒
pEXP32 / Krev1与pEXP22 / RalGDS ̄wt共转化酵
Fig. 4  Toxicity detection of recombinant bait plasmid in yeast cells
Fig. 5  Self ̄activation detection of pDEST32 ̄ DNA2 ORF in yeast strain MaV203
183
 
植物病理学报 45卷
Fig. 6  The type and proportion of screened proteins interacting with BBTV DNA2 protein
母MaV203后ꎬ可以在高浓度 3 ̄AT为 100 mmol / L
的 SC ̄Leu ̄Trp ̄His平板上正常生长ꎬ其它共转化
子在该 3 ̄AT 浓度的平板上均不能生长ꎻ弱互作
(m1)阳性对照质粒 pEXP32 / Krev1 与 pEXP22 /
RalGDS ̄m1共转化酵母 MaV203 后ꎬ获得的转化
子在 3 ̄AT 浓度为 50 mmol / L 的 SC ̄Leu ̄Trp ̄His
平板上不能生长ꎻ而阴性对照(m2)质粒 pEXP32 /
Krev1 与 pEXP22 / RalGDS ̄m2 在 3 ̄AT 浓度为 25
mmol / L 的 SC ̄Leu ̄Trp ̄His 缺陷性平板上不能生
长ꎮ 空(B)质粒 pDEST32 与 pDEST22 共转化酵
母 MaV203 后ꎬ在 3 ̄AT 浓度为 10 mmol / L 的
SC ̄Leu ̄Trp ̄His平板上不能生长ꎮ 而本试验所构
建的诱饵质粒 pDEST32 ̄DNA2 ORF 与 pDEST22
的共转化子在 3 ̄AT 浓度为 25 mmol / L 的 SeC ̄
Leu ̄Trp ̄His 平板上生长较弱ꎬ在 3 ̄AT 浓度为 50
mmol / L的 SeC ̄Leu ̄Trp ̄His 平板不生长ꎮ 重复试
验表明ꎬ诱饵质粒 pDEST32 ̄DNA2 ORF 具有弱的
自激活背景ꎬ与弱互作(m1)阳性对照结果相同ꎬ但
自激活背景可被浓度为 50 mmol / L 的 3 ̄AT 所抑
制ꎮ 因此ꎬ本研究构建的酵母双杂交诱饵质粒
pDEST32 ̄DNA2 ORF可在此条件下与染病香蕉
cDNA文库进行蛋白互作筛选ꎮ
2.8  互作蛋白的初步筛选
    pDEST32 ̄DNA2 ORF 诱饵质粒和染病香蕉
cDNA文库质粒共转酵母 MaV203 感受态细胞后ꎬ
经过 50 mmol / L 3 ̄AT 的 SC ̄Leu ̄Trp ̄His 营养缺
陷型 YPAD 培养基的筛选ꎬ共筛选到 98 个阳性生
长菌落ꎮ 挑取这 98 个酵母菌落进行 PCR鉴定ꎬ其
中 9个 PCR呈阴性ꎬ89个 PCR呈阳性ꎮ 测序结果
经过序列相似性比对ꎬ除去重复序列、载体序列和
移码序列ꎬ最后得到 35个可能与 DNA2 ORF 编码
蛋白互作的候选基因ꎮ 它们分别编码转录调控因
子(8个)、生长发育相关蛋白(5 个)、代谢相关蛋
白(4个)、抗逆相关蛋白(7个)ꎬ以及未知蛋白(11
个)(图 6)ꎮ
3  讨论
    本研究成功构建酵母双杂交诱饵质粒pDEST
32 ̄DNA2 ORFꎬ转化 MaV203 感受态细胞并通过
酵母表型验证、诱饵质粒毒性验证和自激活验证ꎬ
确定了 PDEST32 ̄DNA2 ORF 适用于该系统(pro ̄
QuestTM Two ̄Hybrid Systemꎬ Invitrogen)的后续试
验ꎮ 虽然诱饵质粒有弱的自激活背景ꎬ但是可以被
工作浓度为 50 mmol / L的 3 ̄AT所抑制ꎬ并在该条
件下与染病香蕉总 cDNA 的文库质粒进行互作筛
选ꎬ该试验结果可为揭示 BBTV DNA2 ORF 编码
蛋白的功能研究提供基础ꎮ
    Gateway技术通过 BP 重组和 LR 重组可以把
目的基因构建到诱饵质粒载体中ꎮ 该重组技术不需
要酶切和连接处理ꎬ只需要将两端含有 attB序列的
目的基因和含有 attP 序列的载体进行混合ꎬ加入
Gateway BP ClonaseTM Enzyme后ꎬ室温即可发生重
组反应ꎮ 同理ꎬ两端含有 attL序列的基因和含有 at ̄
tR序列的载体混合后ꎬ在Gateway LR ClonaseTM En ̄
zyme作用下发生重组反应[17]ꎮ 与传统的酶切连接
283
 
  4期 余乃通ꎬ等:酵母双杂交 BBTV DNA2 ORF诱饵质粒构建及其互作蛋白筛选
相比ꎬ此方法对病毒大片段 ORF构建到相关载体中
具有借鉴意义ꎮ
    本试验在 3 ̄AT 浓度为 50 mmol / L的 SeC ̄Leu ̄
Trp ̄His 营养缺陷型平板ꎬ筛选到 35个与 DNA2 ORF
互作的候选蛋白基因ꎮ 为了进一步验证蛋白互作
的可能性ꎬ还需开展点对点共转验证和双分子荧光互
补试验验证ꎮ 本研究构建的酵母双杂交BBTV DNA2
ORF诱饵质粒及筛选与之互作蛋白的结果ꎬ为确定
DNA2组分的蛋白功能提供了科学线索ꎮ
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责任编辑:于金枝
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