提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法

文档序号:336570 发布日期:2021-12-03 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法 (Method for improving connection efficiency of target fragment and psiCHECK2 vector ) 是由 孙伟 曹修凯 王珊 袁泽湖 王善禾 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法,该方法以牛基因组DNA为模板,利用载体同源序列引物替换传统引物中的保护碱基序列,通过PCR扩增目的片段,将PCR扩增产物与psiCHECK2载体连接后导入感受态细胞,判断目的片段与psiCHECK2载体的载体连接效率。本发明的同源片段实验组的连接效率要比常规引物实验组和细菌内源性同源重实验组效率高,但该方法并不是基于同源重组原理,而是通过改变保护碱基的长度(本发明中采用的是载体同源序列)提高双酶切效率达到改善重组效率的目的。本发明可为其他载体构建提供技术依据。(The invention provides a method for improving the connection efficiency of a target fragment and a psiCHECK2 vector, which comprises the steps of using bovine genomic DNA as a template, replacing a protective base sequence in a traditional primer by using a vector homologous sequence primer, amplifying the target fragment through PCR, connecting a PCR amplification product with a psiCHECK2 vector, introducing the vector into a competent cell, and judging the connection efficiency of the target fragment and the psiCHECK2 vector. The connection efficiency of the homologous fragment experimental group is higher than that of a conventional primer experimental group and a bacterial endogenous homologous recombination experimental group, but the method is not based on the homologous recombination principle, and the aim of improving the recombination efficiency is fulfilled by improving the double enzyme digestion efficiency by changing the length of a protective base (the vector homologous sequence is adopted in the invention). The invention can provide technical basis for the construction of other vectors.)

提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法

技术领域

本发明涉及一种提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法,属于分子生物学技术领域。

背景技术

据了解,基因工程研究包括四大步骤,即目的基因的获取,基因表达载体的构建,将基因表达载体转入受体细胞,目的基因的监测与鉴定,这其中最重要的也是最繁琐的莫过于基因表达载体的构建。载体构建是分子生物学与基因工程中的一种重要的实验技术,是研究基因功能的必要手段,该技术一般要求较高的重组效率和准确性。目前常用的载体有质粒载体、噬菌体载体和柯斯质粒,其中质粒载体在动物实验中应用最为广泛。质粒载体源于细菌,并且外源性质粒可以导入DH5α感受态细菌,通过培养细菌实现质粒的大规模提取,目前已有多种商业化质粒提取试剂盒。质粒可以在其他物种细胞中自我复制,并且其DNA序列中包含丰富的核酸内切酶位点。这些特性使得质粒载体在分子生物学和基因工程中得到广泛应用。

psiCHECK2载体是一种质粒载体,它可监测与报告基因融合的目的基因表达的变化。该载体应用海肾萤光素酶作为主要报告基因,目的片段被克隆至海肾萤光素酶翻译终止密码子下游的多克隆位点。由合成的siRNA 或体内表达的shRNA 引发的针对目的基因的RNAi过程,导致融合mRNA 的剪切和随后的降解。通过检测海肾萤光素酶活性的变化即可判定siRNA 或体内表达的shRNA与目的片段是否存在靶向关系。该载体目前在研究microRNA与基因3’UTR互作实验中具有重要意义。psiCHECK2载体构建现在有两种方法,一种是常规引物法,另一种是同源重组法。目前通常采用常规引物法,即保护碱基+酶切位点+目的片段序列,但是该方法由于保护碱基较短,会导致其PCR产物双酶切效率大大降低,因此实验的连接效率很低。而同源重组法的构建过程相对简单,可以省去很多的时间和精力,但是假阳性率略高。虽然目前已有商业化同源重组载体构建试剂盒可以降低假阳性率,但是费用昂贵。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的包括但不限于提供一种提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法。

为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:

本发明提供一种提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法,该方法的步骤如下:以牛基因组DNA为模板,设计载体同源序列替换传统引物中的保护碱基,利用PCR扩增目的片段,将PCR扩增产物与psiCHECK2载体连接后导入感受态细胞,于37℃空气摇床培养2小时后,涂板,再于37℃恒温培养箱培养16小时,对单克隆计数,并随机挑取单克隆,进行菌液PCR和Sanger测序,判断目的片段与psiCHECK2载体的载体重组效率。

本发明的方法是以牛基因组DNA为模板,利用载体同源序列替换常规引物中的保护碱基,通过PCR扩增牛IGFBP3基因部分片段,将PCR产物与psiCHECK2经核酸内切酶Xho I和Not I处理后,利用T4连接酶连接,连接产物导入DH5α感受态细胞,最后根据细菌单克隆数目、琼脂糖凝胶电泳结果和测序结果,判断目的片段与psiCHECK2载体重组效率。

本发明进一步优化的技术方案如下:

优选地,所述目的片段为牛IGFBP3基因部分片段,位于牛IGFBP3基因候选区域chr4: 76123453-76124382,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,psiCHECK2载体的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选地,所述载体重组效率是按照细菌单克隆数目、菌液PCR阳性率和测序正确率,判断目的片段与psiCHECK2载体的连接效率。

优选地,所述所述用于扩增牛IGFBP3基因部分片段的引入载体同源片段引物对P1为:

上游引物F1(其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示):

5′-TAGGCGATCGCTCGAGGCACAAAAGACTGCCAAGGACA -3′,

下游引物R1(其核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示):

5′- TTGCGGCCAGCGGCCGCCACCAAGCAAGGGCGATT -3′;

所述常规扩增引物对P2为:

上游引物F2(其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示):

5′- CCGCTCGAGGCACAAAAGACTGCCAAGGA -3′,

下游引物R2(其核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示):

5′- ATAAGAATGCGGCCGCCACCAAGCAAGGGCGATTTT -3′。

优选地,所述的载体同源序列引物中的载体同源序列为:

上游引物载体同源序列:TAGGCGATCG

下游引物载体同源序列:TTGCGGCCA;

所述的常规引物中保护碱基为:

上游引物保护碱基:CCG

下游引物保护碱基:ATAAGAAT。

优选地,所述基于引物对P1的PCR扩增产物的片段大小为963 bp,基于引物对P2的PCR扩增产物的片段大小为955 bp。

优选地,所述基于引物对P1的PCR扩增产物、psiCHECK2载体经核酸内切酶Xho I和Not I处理,再经T4连接酶连接后,导入DH5α感受态细胞,记为同源片段实验组。

基于引物对P1的PCR扩增产物和经核酸内切酶Xho I和Not I处理后的psiCHECK2载体直接导入DH5α感受态细胞,记为细菌内源性同源重组试验组。

基于引物对P2的PCR扩增产物、psiCHECK2载体经核酸内切酶Xho I和Not I处理,再经T4连接酶连接后,导入DH5α感受态细胞,记为常规引物试验组。

优选地,所述PCR所用的扩增体系包括50 ng/μL模板DNA 1.0 μL,10 mM引物对P1或P2所对应的上下游引物各1.0 μL,2×MasterMix(Sangon)12.5 μL,以及去离子水9.5 μL;所述PCR的反应程序为:95 ℃预变性5min;94 ℃变性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延申60s共35循环。

本发明还提供上述方法在重组载体构建中的应用。

上述的应用,是利用同源序列引物重组载体的菌单克隆数目、菌液PCR阳性率和测序正确率要高于常规引物重组载体和细菌内源性同源重组载体,即同源片段实验组的连接效率要比常规引物实验组和细菌内源性同源重实验组效率高,可为其他载体构建提供技术依据。

本发明中,以牛IGFBP3基因chr4: 76123453- 76124382作为扩增区域。利用两组引物分别进行PCR扩增,其中同源序列引物为载体同源片段+酶切位点+目的片段序列,常规引物为保护碱基+酶切位点+目的片段序列。扩增产物进行不同处理后导入DH5α,其中同源片段实验组为双酶切P1 PCR+双酶切psiCHECK2载体+T4连接,细菌内源性同源重组实验组为P1 PCR+双酶切psiCHECK2载体,常规引物实验组为双酶切P2 PCR产物和双酶切psiCHECK2载体+T4连接。载体重组效率按照菌单克隆数目、菌液PCR阳性率和测序正确率结果,判断目的片段与psiCHECK2载体的重组效率。

本发明并不是基于同源重组原理,而是通过改变保护碱基的长度(本发明中采用的是载体同源序列)提高双酶切效率达到改善重组效率的目的。目前商业化的核酸内切酶,其酶切效率受保护碱基数目的影响。基于传统引物扩增的PCR产物其Xho Ⅰ 的2小时酶切效率仅有10%,Not Ⅰ的2小时酶切效率为25%。并且双酶切存在“木桶效应”,即使某个酶切效率达到100%,如果另一个酶切效率很低,同样会造成载体连接效率低下。采用同源序列引物法构建psiCHECK2载体,该方法对比常规引物法、同源重组法(非试剂盒)的连接效率,发现同源序列引物法的菌单克隆数目、菌液PCR阳性率和测序正确率均高于其他两种方法。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)本发明中同源片段实验组连接效率要比常规引物实验组和细菌内源性同源重实验组效率高;

(2)该方法方法准确可靠、操作简单、成本低;

(3)为其他载体构建提供技术依据。

附图说明

图1为本发明中同源片段实验组单克隆图片、菌液PCR和测序结果图。

图2为本发明中细菌内源性同源重组实验组单克隆图片、菌液PCR和测序结果图。

图3为本发明中常规引物实验组单克隆图片和菌液PCR结果图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护权限不限于下述的实施。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照本领域常规方法和条件,或商品说明书选择。下列实施例所涉及的试剂及材料均为市购,此处不一一列举。

本发明所涉及的PCR是以牛基因组DNA为模板,以牛IGFBP3基因候选区域chr4:76123453- 76124382为扩增区域,利用两组引物分别进行PCR扩增,其中同源序列引物设计为载体同源片段+酶切位点+目的片段序列,常规引物为保护碱基+酶切位点+目的片段序列。扩增产物进行不同处理后导入DH5α,其中同源片段实验组为双酶切P1 PCR+双酶切psiCHECK2载体+T4连接,细菌内源性同源重组实验组为P1 PCR+双酶切psiCHECK2载体,常规引物实验组为双酶切P2 PCR产物和双酶切psiCHECK2载体+T4连接。载体重组效率按照菌单克隆数目、菌液PCR阳性率和测序正确率结果,判断目的片段与psiCHECK2载体的重组效率。

实施例1

1、牛样本采集

以牛作为检测对象,从陕西秦宝牧业有限公司采集2只牛颈静脉血液样本。

2、基因组DNA的分离、提取、纯化

参考Sambrock et al (2002)方法。

3、目标序列及内参序列的扩增

以NCBI数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)公布的牛IGFBP1基因序列为参考序列,利用Primer 5.0设计扩增IGFBP3扩增引物,依据Xho I和Not I酶切位点在引物5’端添加酶切序列和保护碱基或者酶切序列和载体同源片段。引物对序列信息如表1所示。

表1 PCR引物信息

PCR所用的扩增体系以25 μL计为:PCR所用的扩增体系包括50 ng/μL模板DNA 1.0μL,10 mM引物对P1或P2所对应的上下游引物各1.0 μL,2×MasterMix(Sangon)12.5 μL,以及去离子水9.5 μL。。

进行PCR所用的的反应程序为:95 ℃预变性5min;94 ℃变性30 s,60 ℃退火30s,72 ℃延申60 s共35循环。

4、PCR产物的处理

同源片段实验组是基于P1引物的PCR扩增产物和psiCHECK2载体均经酸内切酶XhoI和Not I处理后,经T4连接酶连接后,导入DH5α感受态细胞。

细菌内源性同源重组实验组是基于P1引物的PCR扩增产物和经核酸内切酶Xho I和Not I处理后的psiCHECK2载体直接导入DH5α感受态细胞。

常规引物实验组是基于P2引物PCR扩增产物和psiCHECK2载体均利用核酸内切酶Xho I和Not I处理后,经T4连接酶连接后,导入DH5α感受态细胞。

5、载体连接效率判定

对同源片段实验组、细菌内源性同源重组实验组、常规引物实验组转化后的DH5α分别进行涂板,每组3个板子,统计其单克隆个数,结果见图1至图3。利用SPSS 18软件单因素方差分析判定每组单克隆个数差异。

每个板子随机挑取8个单克隆,不足8个的全部挑取,利用各自对应的P1或P2引物进行菌液PCR扩增,统计三个实验组菌液PCR阳性率,结果见图1至图3。利用SPSS 18软件卡方检验判定每组菌液PCR阳性率差异。

每个板子重新随机挑取8个单克隆,不足8个的全部挑取,进行测序,确定序列正确率,结果见图1至图3。利用SPSS 18软件卡方检验判定每组连接序列正确性差异。

分析结果如表2所示,同源片段实验组和细菌内源性同源重组实验组的单克隆数、菌液PCR阳性率、序列正确性均显著高于常规引物实验组,并且同源片段实验组的序列正确性显著高于细菌内源性同源重组实验组,表明该发明可以显著提高重组载体的构建成功率。

表2IGFBP3基因片段与psiCHECK2载体连接效率分析

6、上述载体构建方法在分子生物学中的应用

本发明中同源片段实验组连接效率要比常规引物实验组和细菌内源性同源重实验组效率高,该方法方法准确可靠、操作简单、成本低,同时可为其他载体构建提供技术依据。

以上所述,仅为本发明中的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可理解想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的包含范围之内,因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。。

序列表

<110> 扬州大学

<120> 提高目的片段与psiCHECK2载体连接效率的方法

<160> 6

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 930

<212> DNA

<213> 牛(Bos taurus)

<400> 1

gcacaaaaga ctgccaagga catgatcagc agctggctac agcctcaact tctatttctt 60

tttgtggtga attgattttt ttttttaaac caaagtttag aaagagatgt ttgaaatgcc 120

tagttttctt ccacatggtg aacctggcat ctttccactt tccagtagtc agtgaaacgc 180

agtttgattt ttctcgttgc ttcctataaa aatacttgta agctcaagca cggtgcagcc 240

gtaagctcat gctgccctgg gaccctcccc acccattcac cgcagccaac cctccacttc 300

atgccttagc aacgcgtgtg gctcatgtag acgcgcttcg tctgcacttg taagacgaga 360

caaggcctca tcaagaagag gaacgccctg tcctttaatg cctgcacatc ccgacacacc 420

cacccggggc taccggggcc agggtccctg gaccaaggag atattttgta tcttcaaggg 480

gcctgcactg cttggaaaca agtggagaga atcaagtgga atcttgtttg gaaaaaaaaa 540

aaaatgacaa gaatgttcta gggaactctg gaaaccgaca aaggcgggga tttctgaccc 600

ttctttgtca ggcagctttc tgaagacacg ggctttgctg aagccccata gggcaggggg 660

gcagggcgac ttgccagagg catcacaagt aatagcctgg ctctccagat gactgcggaa 720

aacagtgttt tcccactcag ccattcaaga gcaagtttat tcttgaagat aagctccttg 780

aaggcaaaaa aggtttcttt tcatttctcc ccttttgtcc tccttggcac agtataaaaa 840

ataatcatcc tgtataacct ggaagacgag tggcttgttg gggagccggt cagggacgct 900

gggagcacag aaaatcgccc ttgcttggtg 930

<210> 2

<211> 6273

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 2

agatctgcgc agcaccatgg cctgaaataa cctctgaaag aggaacttgg ttaggtacct 60

tctgaggcgg aaagaaccag ctgtggaatg tgtgtcagtt agggtgtgga aagtccccag 120

gctccccagc aggcagaagt atgcaaagca tgcatctcaa ttagtcagca accaggtgtg 180

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gtacttaata cgactcacta taggctagcc accatggctt ccaaggtgta cgaccccgag 720

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gtggctagat gcatcatccc tgatctgatc ggaatgggta agtccggcaa gagcgggaat 960

ggctcatatc gcctcctgga tcactacaag tacctcaccg cttggttcga gctgctgaac 1020

cttccaaaga aaatcatctt tgtgggccac gactgggggg cttgtctggc ctttcactac 1080

tcctacgagc accaagacaa gatcaaggcc atcgtccatg ctgagagtgt cgtggacgtg 1140

atcgagtcct gggacgagtg gcctgacatc gaggaggata tcgccctgat caagagcgaa 1200

gagggcgaga aaatggtgct tgagaataac ttcttcgtcg agaccatgct cccaagcaag 1260

atcatgcgga aactggagcc tgaggagttc gctgcctacc tggagccatt caaggagaag 1320

ggcgaggtta gacggcctac cctctcctgg cctcgcgaga tccctctcgt taagggaggc 1380

aagcccgacg tcgtccagat tgtccgcaac tacaacgcct accttcgggc cagcgacgat 1440

ctgcctaaga tgttcatcga gtccgaccct gggttctttt ccaacgctat tgtcgaggga 1500

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gagcagtaat tctaggcgat cgctcgagcc cgggaattcg tttaaaccta gagcggccgc 1680

tggccgcaat aaaatatctt tattttcatt acatctgtgt gttggttttt tgtgtgagga 1740

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ggtggccacg ggcacgcaga agagcgccgc gatcctctta agcacccccc cgccctccgt 1920

ggaggcgggg gtttggtcgg cgggtggtaa ctggcgggcc gctgactcgg gcgggtcgcg 1980

cgccccagag tgtgaccttt tcggtctgct cgcagacccc cgggcggcgc cgccgcggcg 2040

gcgacgggct cgctgggtcc taggctccat ggggaccgta tacgtggaca ggctctggag 2100

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tagttctatg atgacacaaa ccccgcccag cgtcttgtca ttggcgaatt cgaacacgca 2400

gatgcagtcg gggcggcgcg gtcccaggtc cacttcgcat attaaggtga cgcgtgtggc 2460

ctcgaacacc gagcgaccct gcagcgaccc gcttaaaagc ttggcattcc ggtactgttg 2520

gtaaagccac catggccgat gctaagaaca ttaagaaggg ccctgctccc ttctaccctc 2580

tggaggatgg caccgctggc gagcagctgc acaaggccat gaagaggtat gccctggtgc 2640

ctggcaccat tgccttcacc gatgcccaca ttgaggtgga catcacctat gccgagtact 2700

tcgagatgtc tgtgcgcctg gccgaggcca tgaagaggta cggcctgaac accaaccacc 2760

gcatcgtggt gtgctctgag aactctctgc agttcttcat gccagtgctg ggcgccctgt 2820

tcatcggagt ggccgtggcc cctgctaacg acatttacaa cgagcgcgag ctgctgaaca 2880

gcatgggcat ttctcagcct accgtggtgt tcgtgtctaa gaagggcctg cagaagatcc 2940

tgaacgtgca gaagaagctg cctatcatcc agaagatcat catcatggac tctaagaccg 3000

actaccaggg cttccagagc atgtacacat tcgtgacatc tcatctgcct cctggcttca 3060

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acagctctgg gtctaccggc ctgcctaagg gcgtggccct gcctcatcgc accgcctgtg 3180

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ttctgagcgt ggtgccattc caccacggct tcggcatgtt caccaccctg ggctacctga 3300

tttgcggctt tcgggtggtg ctgatgtacc gcttcgagga ggagctgttc ctgcgcagcc 3360

tgcaagacta caaaattcag tctgccctgc tggtgccaac cctgttcagc ttcttcgcta 3420

agagcaccct gatcgacaag tacgacctgt ctaacctgca cgagattgcc tctggcggcg 3480

ccccactgtc taaggaggtg ggcgaagccg tggccaagcg ctttcatctg ccaggcatcc 3540

gccagggcta cggcctgacc gagacaacca gcgccattct gattacccca gagggcgacg 3600

acaagcctgg cgccgtgggc aaggtggtgc cattcttcga ggccaaggtg gtggacctgg 3660

acaccggcaa gaccctggga gtgaaccagc gcggcgagct gtgtgtgcgc ggccctatga 3720

ttatgtccgg ctacgtgaat aaccctgagg ccacaaacgc cctgatcgac aaggacggct 3780

ggctgcactc tggcgacatt gcctactggg acgaggacga gcacttcttc atcgtggacc 3840

gcctgaagtc tctgatcaag tacaagggct accaggtggc cccagccgag ctggagtcta 3900

tcctgctgca gcaccctaac attttcgacg ccggagtggc cggcctgccc gacgacgatg 3960

ccggcgagct gcctgccgcc gtcgtcgtgc tggaacacgg caagaccatg accgagaagg 4020

agatcgtgga ctatgtggcc agccaggtga caaccgccaa gaagctgcgc ggcggagtgg 4080

tgttcgtgga cgaggtgccc aagggcctga ccggcaagct ggacgcccgc aagatccgcg 4140

agatcctgat caaggctaag aaaggcggca agatcgccgt gtaataattc tagagtcggg 4200

gcggccggcc gcttcgagca gacatgataa gatacattga tgagtttgga caaaccacaa 4260

ctagaatgca gtgaaaaaaa tgctttattt gtgaaatttg tgatgctatt gctttatttg 4320

taaccattat aagctgcaat aaacaagtta acaacaacaa ttgcattcat tttatgtttc 4380

aggttcaggg ggaggtgtgg gaggtttttt aaagcaagta aaacctctac aaatgtggta 4440

aaatcgataa ggatccaggt ggcacttttc ggggaaatgt gcgcggaacc cctatttgtt 4500

tatttttcta aatacattca aatatgtatc cgctcatgag acaataaccc tgataaatgc 4560

ttcaataata ttgaaaaagg aagagtatga gtattcaaca tttccgtgtc gcccttattc 4620

ccttttttgc ggcattttgc cttcctgttt ttgctcaccc agaaacgctg gtgaaagtaa 4680

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gtaagatcct tgagagtttt cgccccgaag aacgttttcc aatgatgagc acttttaaag 4800

ttctgctatg tggcgcggta ttatcccgta ttgacgccgg gcaagagcaa ctcggtcgcc 4860

gcatacacta ttctcagaat gacttggttg agtactcacc agtcacagaa aagcatctta 4920

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cggccaactt acttctgaca acgatcggag gaccgaagga gctaaccgct tttttgcaca 5040

acatggggga tcatgtaact cgccttgatc gttgggaacc ggagctgaat gaagccatac 5100

caaacgacga gcgtgacacc acgatgcctg tagcaatggc aacaacgttg cgcaaactat 5160

taactggcga actacttact ctagcttccc ggcaacaatt aatagactgg atggaggcgg 5220

ataaagttgc aggaccactt ctgcgctcgg cccttccggc tggctggttt attgctgata 5280

aatctggagc cggtgagcgt gggtctcgcg gtatcattgc agcactgggg ccagatggta 5340

agccctcccg tatcgtagtt atctacacga cggggagtca ggcaactatg gatgaacgaa 5400

atagacagat cgctgagata ggtgcctcac tgattaagca ttggtaactg tcagaccaag 5460

tttactcata tatactttag attgatttaa aacttcattt ttaatttaaa aggatctagg 5520

tgaagatcct ttttgataat ctcatgacca aaatccctta acgtgagttt tcgttccact 5580

gagcgtcaga ccccgtagaa aagatcaaag gatcttcttg agatcctttt tttctgcgcg 5640

taatctgctg cttgcaaaca aaaaaaccac cgctaccagc ggtggtttgt ttgccggatc 5700

aagagctacc aactcttttt ccgaaggtaa ctggcttcag cagagcgcag ataccaaata 5760

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