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Induction of Hairy Root on Cucumber Inbred Line NC-46 with High Frequency and Construction of a Hairy Root cDNA Library

黄瓜多抗自交系NC-46转基因不定根的高频诱导及其cDNA文库的构建


Cucumber(Cucumis sativus)inbred line NC-46 contains genes that confer resistance to pathogens including Meloidogyne javanica and Meloidogyne arenaria. Hairy root of NC-46 was induced from cotyledon by wild-type Agrobacterium rhizogenes K599 harboring pBIN-35S-GFP with a frequency of 76.7%. A cDNA library of the hairy root of the transgenic cucumber was constructed successfully. The percentage of recombinant clones in the cDNA library was 98.3%. The capacity of the cDNA library reached 2.02 × 106 cfu,and the percentages of full-length gene and Unigene were 47.6% and 66.7%,respectively. Used of the hairy root of the transgenic cucumber for cDNA library construction overcame the difficulty to obtain a large amount of homogeneous natural roots,the varied physiological states of the roots caused by soil microbes,nematode and RNA contamination. With the modified Smart cDNA construction method,the cloned genes in the cDNA library contain the full length of 5′-introns. Moreover,the cDNAs were inserted into a developed pUC19 plasmid instead of λTripIEx2 phage vector. The cDNA containing plasmid can be used directly for hybridization and sequencing,facilitating gene screening. The cDNA library is useful for the screening of pathogen resistant genes and the cloning of genes involved in hairy root development.


全 文 :园 艺 学 报 , ( ): – 2010 37 4 567 574
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期:2010–01–18;修回日期:2010–04–02
基金项目:浙江省自然科学基金项目(Y3080184);杭州市科技发展计划项目(20091133B07)
N黄瓜多抗自交系 C-46 转基因不定根的高频诱
导及其cDNA文库的构建
孟莎莎,向太和*,王 琳
(杭州师范大学生命与环境科学学院,杭州 310036)
摘 要:利用发根农杆菌K599(带有质粒pBIN-35S-GFP),以具有抗爪哇根结线虫和花生根结线虫
等多种抗性基因的黄瓜自交系NC-46 离体子叶为外植体,高效诱导出转基因不定根(诱导率达 76.7 %);
并在此基础上成功构建了转基因不定根的cDNA文库。构建的cDNA文库重组率为 98.3%,原始库容量达
2.02 × 106 cfu,其中基因的完整性比率为 47.6%,Unigene比例为 66.7%。选用转基因不定根构建根的cDNA
文库,克服了实生苗难以获得大量均一状态根的缺陷;克服了实生苗根受到土壤根际微生物、线虫等对
根生理状态的影响以及对提取RNA的污染问题;利用改良的Smart cDNA文库构建法,获得的文库克隆含
有完整的 5′端非翻译区的全长cDNA;此外,构建的文库由于利用改良的pUC19 载体替代了λTripIEx2 噬
菌体载体,获得的克隆无需再将插入到噬菌体载体上的cDNA转染到质粒载体,可直接用于杂交和测序筛
选,因此在基因克隆筛选时更加方便。
关键词:黄瓜;转基因;毛状根;cDNA 文库;构建
中图分类号:S 642.2 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2010)04-0567-08

Induction of Hairy Root on Cucumber Inbred Line NC-46 with High
Frequency and Construction of a Hairy Root cDNA Library
MENG Sha-sha,XIANG Tai-he*,and WANG Lin
(College of Life and Environment Sciences,Hangzhou Normal University,Hangzhou 310036,China)
Abstract:Cucumber(Cucumis sativus)inbred line NC-46 contains genes that confer resistance to
pathogens including Meloidogyne javanica and Meloidogyne arenaria. Hairy root of NC-46 was induced
from cotyledon by wild-type Agrobacterium rhizogenes K599 harboring pBIN-35S-GFP with a frequency
of 76.7%. A cDNA library of the hairy root of the transgenic cucumber was constructed successfully. The
percentage of recombinant clones in the cDNA library was 98.3%. The capacity of the cDNA library
reached 2.02 × 106 cfu,and the percentages of full-length gene and Unigene were 47.6% and 66.7%,
respectively. Used of the hairy root of the transgenic cucumber for cDNA library construction overcame
the difficulty to obtain a large amount of homogeneous natural roots,the varied physiological states of
the roots caused by soil microbes,nematode and RNA contamination. With the modified Smart cDNA
construction method,the cloned genes in the cDNA library contain the full length of 5′-introns. Moreover,

* 通信作者 Author for correspondence(E-mail: xthcn@163.com; Tel: 0571-28865327)
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the cDNAs were inserted into a developed pUC19 plasmid instead of λTripIEx2 phage vector. The cDNA
containing plasmid can be used directly for hybridization and sequencing,facilitating gene screening. The
cDNA library is useful for the screening of pathogen resistant genes and the cloning of genes involved in
hairy root development.
Key words:cucumber;transgenic;hairy root;cDNA library;construction

近年来黄瓜保护地种植中,根结线虫病已成为毁灭性的病虫害(Wehner et al.,1991;
Kokalis-Burelle et al.,2005)。Walters 和 Wehner 于 1996 年首次报道利用甜瓜属的野生资源 LJ90430
育成了 NC-42 和 NC-43 两个抗根结线虫的黄瓜育种材料,并于 1997 年报道育成了 Marteo(NC-44)、
Shelby(NC-45)和 Lucia(NC-46)等 3 个自交系,其中 NC-46 表现出抗爪哇根结线虫(Meloidogyne
javanica)和花生根结线虫生理小种 1(M. arenaria race 1)以及生理小种 2(M. arenaria race 2),并
且还具有抗炭疽病(anthracnose)和抗黑星病(scab)等性状(Walters & Wehner,1996,1997;Walters
et al.,1997)。
另一方面,发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染植物形成转基因不定根(adventitious
roots)或称为毛状根(hairy root)。转基因不定根在形态上保持了植物原根系统的特征,在生理上具
有原根系统完整的代谢通路;不定根起源于单细胞不存在嵌合体,在遗传上具有高度的稳定性和一
致性;不定根在适宜条件下可以再生出完整植株;不定根可以作为生物活性物质的发生器(Chang et
al.,2005;Guillon et al.,2006;Georgiev et al.,2007)。因此,对不定根形成相关基因的克隆及不
定根发生机理的研究具有重要的理论和应用价值。
作者在实现高频诱导出黄瓜多抗自交系 NC-46 转基因不定根的基础上,构建了其转基因不定根
的 cDNA 文库,现将研究结果报道如下。
1 材料与方法
1.1 材料及其转基因不定根的诱导和鉴定
黄瓜抗性自交系 NC-46 种子由美国北卡罗来纳州大学园艺科学系 Wenher T C 教授于 2005 年惠
赠。在无菌条件下,将 NC-46 种子用无菌水冲洗 3 次后,于 75%的酒精中浸泡 30 s,用无菌水冲洗
3 次,再用 20%的市售安替福民(次氯酸钠)溶液处理 20 min,期间每隔 5 min 搅拌一次,最后用
无菌水冲洗 3 次,接种于 1/2MS 培养基上,温度(24  2)℃,遮光培养。培养 7 d 后取种子萌发
出的子叶,用解剖刀划出伤口,用发根农杆菌侵染诱导不定根。
发根农杆菌K599(带有质粒pBIN-35S-GFP)于LB + Km 50 mg · L-1 + Str 50 mg · L-1平板中划线
28 ℃活化后,挑取单克隆于LB + Km 50 mg · L-1 + Str 50 mg · L-1液体培养基中 28 ℃、200 r · min-1
培养 24 h。取 1 mL菌液移入 50 mL的含LB + Km 50 mg · L-1 + Str 50 mg · L-1液体培养基中 28 ℃、200
r · min-1培养至A600为 0.5 左右,离心管收集菌液并用MS液体培养基悬浮清洗 3 次。随后侵染带有伤
口的黄瓜子叶 8 min,用无菌的滤纸吸去子叶上的菌液,再转入MS + As (乙酰丁香酮) 25 mg · L-1
固体培养基共培养 3 d后,经MS + Cef (头孢霉素)500 mg · L-1液体培养基清洗 3 次后转入MS + Km
50 mg · L-1 + Cef 500 mg · L-1的筛选培养基中;同时将未经侵染带有伤口的子叶转于相同的培养基中
作为阴性对照。诱导出的不定根长为 5 cm左右时,剪成 2 段转移到MS + Km 50 mg · L-1 + Cef 500 mg · L-1
除菌和繁殖。经过鉴定后无菌的转基因不定根在不添加任何植物生长调节剂的MS培养基中繁殖保
存,每隔 25 ~ 30 d转接 1 次。
4 期 孟莎莎等:黄瓜多抗自交系 NC-46 转基因不定根的高频诱导及其 cDNA 文库的构建 569
用 ZEISS 显微镜(型号:Axio imager)在蓝色激发光下(滤光片 FITC)对诱导出的不定根进
行荧光检测,并用 ZEISS 显微镜配套的数码成像系统拍照记录,首先对获得的不定根进行快速鉴定。
根据 GenBank 登记号 EF433766.1 序列设计扩增 rolB 基因的引物 rolB-P1:5′-GCCAGCATTTTT
GGTGAACT-3′,rolB-P2:5′-CTGGCCCATCGTTCTAAAAA-3′;参考徐纪明和向太和(2008)的方法,
合成扩增gfp基因引物GFP-P1 和GFP-P2,GFP-P1:5′-GTCAGTGGAGAGGGTGAAGG-3′,GFP-P2:
5′-AAAGGGCAGATTGTGTGGAC-3′。扩增产物在 1.2%琼脂糖凝胶上电泳 1.5 h(5 V · cm-1),溴化
乙锭(EtBr)染色,用美国Bio/Rad凝胶成像系统观察并拍照记录。
1.2 不定根RNA抽提
取 5 g 不定根材料,利用 TaKaRa 公司的 RNA 提取试剂盒提取 RNA。提取获得的 RNA 加入适
量 DEPC 处理的水至完全溶解,进行琼脂糖凝胶电泳和紫外分析测定。
1.3 cDNA文库的构建
利用美国Clontech公司Smart cDNA library construction kit,并进行改良构建cDNA文库。取mRNA
样品用于RT-PCR合成第 1 链:在 0.2 mL PCR中加入约 0.5 g RNA,加Smart Ⅳ oligonucleotide随机引
物 5′-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTGGCCATTACGGCCGGG-3′ 1 L,CDSⅢ/3′ PCR随机引物
5′-ATTCTAGAGGCCGAGGCGGCCGACATG-d(T)30N-1N-3′(N = A、G、C 或T;N-1 = A、G或C)
1 L,灭菌去离子水补足到总体积 5 L,72 ℃温育 2 min,冰浴 2 min。离心加入下列试剂:2.0 L
5 × First-Strand Buffer,1.0 L DTT(20 mmol · L-1),1.0 L dNTP Mix(10 mmol · L-1),1.0 L
PowerScript Reverse Transcriptase,灭菌去离子水补足体积到总体积 10.0 L,于 42 ℃温浴 1 h。
用 LD PCR(Long-distance PCR)合成第 2 链,取合成的第 1 链 2.0 L,加入灭菌去离子水 80.0
L,10 × Advantage2 PCR buffer 10.0 L,dNTP mix 2.0 L,5′ PCR 引物(5′-AAGCAGTGGTATCAA
CGCAGAGT-3′)2.0 L,CDSⅢ/3′ PCR 随机引物 2.0 L,50 × Advantage polymerase mix 2.0 L,总
体积 100 L。在 95 ℃ 1 min 后,95 ℃ 15 s,68 ℃ 6 min,20 个循环。取 5 L 样品电泳检测。
每 50 L扩增的双链cDNA中加入 2 L蛋白酶K(20 g · mL-1)。取已被蛋白酶K消化的cDNA 79
L,10 × Sfi buffer 10 L,SfiⅠ酶 10 L,100 × BSA 1 L,总体积 100 L,50 ℃酶切 2 h。加入 2 L
10 g · L-1的二甲苯青蓝混匀,短暂离心。在经Chroma Spin-400 柱子分离小于 300 bp的小片段后,用
700 L的缓冲液洗柱子,−20 ℃乙醇沉淀过夜,加 100 L去离子水溶解沉淀。
取cDNA 1.0 L,在反应管中加入载体(50 ng · L-1)1.0 L(所使用载体为pUC19 的改良载体,
即将pUC19 中的EcoR Ⅰ和SalⅠ位点改造为Sfi Ⅰ位点),10 × Ligation Buffer 1.0 L,ATP (10
mmol · L-1) 1.0 L,T4 DNA Ligase 1.0 L,去离子水 5.0 L,总体积 10 L,16 ℃反应过夜。取
1 L连接产物转入大肠杆菌DH 5α后,菌液涂布LB + Amp + IPTG + x-gal固体筛选培养基平板上,37
℃过夜培养计算克隆总量。根据克隆数计算原始库容量;根据蓝白斑数测定重组率,重组率(%)=白
色噬斑数/(蓝色噬斑数 + 白色噬斑数)× 100。同理,其余 99 L cDNA连接产物转化,获得完整
的原始文库。
取大小合适的三角瓶,根据克隆总量配制 2 × LB液体,每 500 mL 2 × LB液体可扩增 5 × 105个
克隆。按每 100 mL加 0.3 g的比例在 2 × LB液体中加入SeaPrep agarose。70 ℃加热搅拌至琼脂糖溶
解,高压灭菌后再 70 ℃搅拌 30 min。37 ℃放置 1 h,加入适量Amp,使之终浓度为 50 g · mL-1,
加入全部菌液,并轻柔旋转使之混匀,避免振荡。将三角瓶置于冰水中 1 h,水面没过三角瓶内液
面。轻轻取出三角瓶,30 ℃培养 40 ~ 45 h。将三角瓶内容物全部转入离心管中,室温下 10 000 r · min-1
离心 20 min。弃上清液,每 100 mL培养基离心得到的沉淀用 10 mL 2 × LB + 甘油(12.5%)重悬。

570 园 艺 学 报 37 卷
将重悬液留下 10 L检测克隆数和蓝白斑数,其余分装于 1.5 mL离心管,−80 ℃冰箱内保存,即得到
扩增的cDNA文库。
1.4 重组体PCR扩增检测和序列测定分析
随机选取 24 个阳性克隆,繁殖后提取质粒DNA,用M13 正、反向引物进行PCR扩增。PCR反
应参数:94 ℃预变性 5 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,循环 30 次;72 ℃保温 10 min,
10 g · L-1琼脂糖凝胶电泳鉴定插入片段的大小。同时,质粒送交上海华诺生物技术有限公司利用M13
正、反向引物进行测序。用NCBI的Blastn和Blastx将测定的序列与GenBank所提供的非冗余核酸和蛋
白数据库(non-redundant protein database,nr)进行同源性比较分析。
2 结果与分析
2.1 转基因不定根的诱导、繁殖和鉴定
离体子叶在发根农杆菌侵染后 10 d左右,切口边缘长出白色小突起;15 d左右,切口边缘长出
明显可见的白色不定根,不定根的诱导频率达 76.7%(23/30)。待不定根长到 5 cm左右,切成两段,
培养在无任何植物激素的MS + Cef 500 mg · L-1 + Km 50 mg · L-1培养基上,转基因不定根生长旺盛,
15 ~ 20 d即可形成大量毛状分枝的不定根(图 1,A和B)。而未经发根农杆菌侵染的子叶虽也有少量
的不定根出现,但根的生长速度缓慢,并且在MS + Cef 500 mg · L-1 + Km 50 mg · L-1培养基上褐化死
亡。
利用荧光显微镜观察,获得的不定根在蓝色光激发下发出强烈的绿色荧光(图 1,C),表明获
得的不定根为转基因不定根,并且 gfp 基因在转基因根中实现了高效表达。
图 1 黄瓜子叶被发根农杆菌 K599 侵染后形成的不定根
A:子叶诱导出的不定根;B:不定根的繁殖;C:荧光检测。
Fig. 1 Hairy roots induced by Agrobacterium rhizogenes K599 on cotyledon of cucumber
A:Hairy roots induced by K599 with pBIN-35S-GFP;B:Hairy roots propagation;
C:Hairy root observed by fluorescence microscope.
此外,根据 rolB 基因序列设计的引物 rolB-P1 和 rolB-P2 对野生型发根农杆菌 K599 自身携带的
Ri 质粒和随机选取的 5 个系的转基因不定根均扩增出约 450 bp 大小的条带;同时,根据 gfp 基因序
列设计的引物 GFP-P1 和 GFP-P2 对质粒 pBIN-35S-GFP 和随机选取的 5 个系的转基因不定根均扩增
出约 550 bp 的条带;而非转基因对照的不定根基因组 DNA 均未扩增出任何条带(图 2)。
上述结果表明,rolB 基因和 gfp 基因已经共同整合到不定根的基因组中,即获得的不定根为转
基因不定根。
4 期 孟莎莎等:黄瓜多抗自交系 NC-46 转基因不定根的高频诱导及其 cDNA 文库的构建 571
图 2 黄瓜转基因不定根的 PCR 鉴定
M:100 bp DNA ladder Plus 标准分子量标记;a:野生型发根农杆菌 K599 Ri 质粒;b:质粒 pBIN-35S-GFP;
1 ~ 5:黄瓜转基因不定根;6:黄瓜非转基因不定根。
Fig. 2 Identification of hairy roots by PCR
M:100 bp DNA Ladder Plus molecular marker;a:Ri plasmid of wild Agrobacterium rhizogenes K599;b:Plasmid pBIN-35S-GFP;
1–5:Transformed root of cucumber;6:Non-transformed root of cucumber.
2.2 cDNA文库构建和分析
利用不定根提取的RNA经过电泳后,18S和 28S条带完整,且 28S含量约为 18S的 2 倍(图 3),
表明提取的RNA质量较高,符合建库的要求。经过测定OD值,其中OD260/OD280= 0.173/0.099 = 1.750,
RNA终浓度达到 0.138 µg ·µL-1。
经过 RT-PCR 和 LD PCR 合成完整的 cDNA 链,其中 LD PCR 合成的 cDNA 第 2 链电泳结果呈
现涂布状,表明逆转录成功(图 4)。
图 3 从转基因不定根中提取的 RNA 电泳结果
Fig. 3 RNA extracted from transgenic hairy root
图 4 LD PCR 合成的 cDNA 第 2 链的结果
Fig. 4 The second strand cDNA by LD PCR
经过蛋白酶K消化、SfiⅠ酶切后成功地连接到载体上。将构建cDNA文库的连接产物转入大肠杆
菌DH 5α后,1 L连接产物转化的菌液在LB筛选固体平板上,共获得菌落数 2 016 个,其中蓝斑 34
个,白斑 1 982 个,因此,重组率为 98.3%,原始库容量 = 菌落数 × 10 × 100 = 2 016 × 10 × 100 = 2.02
× 106 cfu (colony forming unit)。
随机挑取 24 个克隆提取质粒,用 M13 正、反向引物进行 PCR 扩增,电泳结果表明除 1 个克隆
无条带外,其余均扩增出大小在 300 bp 以上的条带,且条带大小呈不均匀分布(图 5)。

572 园 艺 学 报 37 卷
图 5 cDNA 文库克隆的 PCR 扩增结果
M:标准分子量标记 DL2000;D1 ~ E12:不同克隆的扩增结果。
Fig. 5 Identification of cDNA library by PCR reaction
M:Molecular marker of DL2000;D1–E12:PCR results from different clones.
对 24 个克隆的进行了序列测定,成功获得序列 23 条。对序列进行全长分析,在测定的序列中
有 21 条序列有相关同源信息,其中 10 条序列为全长,所以基因的完整性比率为 47.6%;同时将这
21 条序列进行 Unigene 归并,得到 14 条 Unigene,Unigene 比例为 66.7%(表 1)。
表 1 cDNA 文库克隆的序列分析
Table 1 Sequence analysis of cDNA library clones
编号
No.
长度/bp
Length
同源蛋白登记号
Accession number
of homology protein
同源蛋白的特征
Character of homology protein
是否全长
Full-length gene
or not
是否有基因序列集
Unigene(U)or not(N)
D2 340 XP_002489041.1 Hypothetical protein SORBIDRAFT_0285s002020
[Sorghum bicolor]
全长
Full

U(Transcribed locus)
D3 387 XP_002285652.1 PREDICTED: hypothetical protein [Vitis vinifera] 非全长 Unfull 有 U (Peroxidase)
D4 395 XP_002330402.1 Predicted protein [Populus trichocarpa] 非全长
Unfull

U(Transcribed Locus)
D5 1081 XP_001107644.1 PREDICTED: aldolase A isoform 1 [Macaca
mulatta]
非全长
Unfull

U (Aldolase A)
D6 551 NP_001056646.1 Os06g0124900 [Oryza sativa (japonica
cultivar-group)]
可能是全长
May full

U(Transcribed locus)
D7 512 XP_001463013.1 ATPase alpha subunit [Leishmania infantum] 非全长 Unfull 无 N
D8 502 NP_193383.1 Cysteine protease inhibitor family protein / Cystatin
family protein [Arabidopsis thaliana]
可能是全长
May full
有 U (Cystatin family
protein)
D9 706 XP_002282262.1 PREDICTED: hypothetical protein [Vitis vinifera] 非全长 Unfull 有 U (Dicyanin)
D10 436 不确定 Unknown 不确定 Unknown 不确定Unknown 无 N
D11 551 AAB35852.1 CMeTI-B = trypsin inhibitor [Cucumis
melo=melons, seeds, Peptide, 29 aa]
全长
Full

N
D12 899 NP_189967.1 CAM7 (CALMODULIN 7); calcium ion binding
[Arabidopsis thaliana]
全长
Full
有 U (Calcium ion
binding)
E1 471 XP_002488870.1 Hypothetical protein SORBIDRAFT_3036s002010
[Sorghum bicolor]
全长
Full

N
E2 521 XP_001695042.1 Violaxanthin de-epoxidase-related protein
[Chlamydomonas reinhardtii]
非全长
Unfull
有 U (Violaxanthin
de-epoxidase-related
protein)
E3 324 XP_002489041.1 Hypothetical protein SORBIDRAFT_0285s002020
[Sorghum bicolor]
全长
Full

N
4 期 孟莎莎等:黄瓜多抗自交系 NC-46 转基因不定根的高频诱导及其 cDNA 文库的构建 573
续表 1
编号
No.
长度/bp
Length
同源蛋白登记号
Accession number
同源蛋白的特征
Character of homology protein
是否全长
Full-length gene
是否有基因序列集
Unigene(U)or not(N)
E4 305 XP_002489033.1 Hypothetical protein SORBIDRAFT_0351s002020
[Sorghum bicolor]
可能是全长
May full

N
E5 315 XP_001618098.1 Hypothetical protein NEMVEDRAFT_v1g155763
[Nematostella vectensis]
可能是全长
May full

U(Transcribed locus)
E6 859 XP_002285649.1 PREDICTED: hypothetical protein [Vitis vinifera] 非全长
Unfull
有 U(lignin-forming
peroxidase)
E7 438 NP_001131769.1 Hypothetical protein LOC100193139 [Zea mays] 非全长
Unfull
有 U(3-5 exonuclease/
nucleic acid binding /
protein binding)
E8 318 XP_001620119.1 Hypothetical protein NEMVEDRAFT_v1g149069
[Nematostella vectensis]
非全长
Unfull
有 U [Protein binding
(AKR2)]
E9 524 Q43667.1 RecName: Full = Trypsin inhibitor 1; AltName:
Full = Trypsin inhibitor I; AltName: Full = TTII;
Flags: Precursor
全长
Full

N
E10 426 不确定 Unknown 不确定 Unknown 不确定Unknown 无 N
E11 312 XP_002488951.1 Hypothetical protein SORBIDRAFT_1292s002010
[Sorghum bicolor]
非全长
Unfull

N
E12 956 XP_002280709.1 PREDICTED: hypothetical protein [Vitis vinifera] 非全长
Unfull
有 U (Protein kinase
family protein)
3 讨论
黄瓜自交系 NC-46 表现出抗爪哇根结线虫和花生根结线虫生理小种 1 和 2 以及抗炭疽病和抗黑
星病等多种抗性性状(Walters & Wehner,1996,1997,Walters et al.,1997)。而转基因不定根在形
态、生理和遗传上均保持了植物原根系统的特征,且在一定条件下可再生植株。
本研究中首先选用 NC-46 离体子叶作为受体,利用发根农杆菌 K599 高频诱导出转基因不定根,
由于获得的不定根带有 gfp 基因,因此直接通过荧光显微镜观察是否发出绿色荧光,就可进行快速
鉴定。
在获得转基因不定根的基础上,利用改良的 Smart cDNA 文库法成功构建了 NC-46 转基因不定
根的 cDNA 文库。本研究构建文库的特色在于:
(1)选用转基因不定根构建根的 cDNA 文库,克服了实生苗难以获得大量均一状态根的缺陷;
克服了实生苗根受到土壤根际微生物、线虫等对根的生理状态的影响以及对提取的 RNA 的污染问
题(胡元森 等,2004;陆雅海和张福锁,2006)。
(2)传统的 cDNA 文库构建方法较难获得包括完整 5′ 端的全长基因,文库筛选较复杂、耗时、
工作量大,本研究利用改良的 Smart cDNA 文库构建法,获得的文库克隆含有完整的 5′ 端非翻译区
的全长型 cDNA(Fu & Stuve,2003;Wellenreuther et al.,2004);同时,构建的文库由于利用改良
的 pUC19 载体替代了 λTripIEx2 噬菌体载体,获得的克隆无需再将插入到噬菌体载体上的 cDNA 转
染到质粒载体,可直接用于杂交和测序筛选,因此,在基因克隆筛选时更加方便。
此外,cDNA文库的质量主要反映在文库的代表性和重组cDNA片段序列完整性两个方面,本研
究构建的cDNA文库,原始库容量达 2.02 × 106 cfu,cDNA文库重组率为 98.3%,插入cDNA片段大
小在 300 bp以上,基因的完整性比率为 47.6%,Unigene比例为 66.7%,根据测定的 21 条有效序列,

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Unigene属于转录位点、过氧化物酶、钙离子结合位点等不同的基因簇。构建的文库达到高质量文库
的要求,这不仅为筛选黄瓜抗根结线虫等抗性基因,也为不定根发生相关基因的克隆和不定根发生
的分子机理研究提供了良好的前提材料。

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