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七、 北方轉漬與雜合法分析

(一) PiVX 5’端、CVX 3’端與 EGFP 專一性 DNA 探針之製備

以 p35S-PiVX、pUC-CVX3 與 pGR-PiVX-EGFP 為模板,利用 PCR 反應分別 製備PiVX 5’端、CVX 3’端與 EGFP 專一性 DNA 探針,使用之引子對如下:PiVX 使用 PiVX-F 與 37-R6 引子,CVX 使用 Farm-F 與 Farm-R1 引子,EGFP 則使用 SacII-EGFP-F 與 XhoI-EGFP-R 引子。 取 5 ng 之模板 DNA 加入 0.2 mL PCR tube 中,接著加入 5 μL 10X DyNAzymeTM buffer (Finnzyme, Espoo, Finland)、2 μL 10X Digoxigenin (DIG)-11-dUTP labeling mix (Roche Applied Science, Mannheim, Germany)、2.5 μL 5 μM 正向引子與 2.5 μL 5 μM 反向引子,再加入 0.5 μL DyNAymeTM II DNA Polymerase (2 U/μL, Finnzyme),最後補水至 50 μL。並以下列 條件進行 PCR: 94oC 反應 5 分鐘,接著進行 94oC /30 秒、55oC /30 秒、72oC /30 秒,

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30 個循環反應,最後以 72oC 反應 10 分鐘,並降溫至 4oC。取 2 μL 之 PCR 產物以 1.2% agarose gel/1X TAE 進行電泳分析,確認條帶正確後,稀釋 10 倍,分裝至 0.2 mL PCR tube 中,置於-80oC 冰箱備用。

(二) 北方轉漬法

取適量植物全 RNA,加入等體積之 2X RNA loading Dye (Fermentas, Bulington, Ontario, Canada),混合均勻後以 70oC 加熱 10 分鐘,再放置冰上 5 分鐘,以解開 RNA 的二級結構。接著將處理完之樣品以 1% agarose gel/1X TAE 進行電泳分析,

再利用毛細現象使膠體中的 RNA 轉印至尼龍膜 (Hybond-N+, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)上,步驟為:將寬度略大於膠體的濾紙 (3MM, Whatman, England)放在已架於長方盒的玻璃板上,並使濾紙兩端垂入盒內,以接觸盒內之 20X SSC buffer (AMRESCO, Solon, OH, USA)。濾紙完全潤濕後,將膠片背面朝上 放在濾紙上,再蓋上已經以 20X SSC buffer 潤濕的尼龍膜與 2 張濾紙,上述步驟皆 須避免氣泡存在間隙。接著以石臘膜將膠體周圍密封避免 20X SSC buffer 逸散,並 覆蓋適量之擦手紙或吸水海綿,其上以重物壓住,於室溫下靜置 12-16 小時。

(三) 北方雜合反應

轉漬完成後,將尼龍膜小心取出,略為風乾後進行 UV crosslinking (UV Stratalinker 1800, Stratagene, La Jolla, CA, USA),使 RNA 固定於尼龍膜上。接著以 廠商(Roche Applied Science, Mannheim, Germany)建議之方法略加修改後進行。以 鑷子將尼龍膜放入內有 20 mL hybridization solution 之雜合管中,於 50oC 之雜合箱 (YIH DER HR-80, Taiwan)中,以 10 rpm 進行 pre-hybridization 反應 1 小時。DNA 核酸探針在使用前須進行變性反應,將已分裝之 20 μL DNA 探針於 96oC 作用 10 分鐘,再移至冰上冷卻 5 分鐘,短暫離心後加入 hybridization solution,於 50oC 下 轉速 10 rpm 進行雜合反應 12-16 小時。

19 鐘。接著取 1 μL alkaline phosphate-conjugated anti-DIG antibody (Roche Applied Science, Mannheim, Germany)加入 20 mL 之 Buffer II,於室溫下以 50 rpm 震盪 45 分鐘。然後以適量 Buffer I 於室溫下清洗 2 次,每次 15 分鐘。清洗完畢後取出尼 龍膜至透明塑膠袋中,加入 600 μL CDP-Star (PerkinElmer, Waltham, MA, USA),於 黑暗中作用 15 分鐘後,除去多餘溶液後封口,以 X 光底片進行曝光,沖洗底片後 即可觀察結果。

八、pUC-P1-EF 及 pUC-P1-E 之構築

欲以 P1 dRNA 作為表現載體以表現外源蛋白,我選擇以產生融合蛋白與利用 PiVX 鞘蛋白次基因體 RNA 啟動子,兩種不同策略表現綠色螢光蛋白,因此構築 pUC-P1-EF 及 pUC-P1-E。首先設計帶有 SacII 切位之反向引子 P1-SacII-R,以及帶 有 HpaI 及 XhoI 切位之反向引子 P1-HpaI-XhoI-R,配合正向引子 PiVX-map-F1,

利用反向聚合酶鏈鎖反應(inverse PCR)在 pUC-P1 的 RdRP 與 CP 之間新增加 SacII 切位,以構築 pUC-P1S;或是創造出 HpaI 與 XhoI 切位,以構築 pUC-P1HX。方 法如下:取一 0.2 mL PCR tube 加入 3 ng pUC-P1 dRNA、4 μL 之 5X fusion HF

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將核酸純化後,接著進行磷酸化反應:取一 1.5 mL 離心管加入 1.5 μL 10X T4 DNA ligase buffer (Fermentas, ulington, Ontario, Canada)、1 μL 10 mM ATP 與 1 μL T4 polynucleotide kinase (10 U/μL, NEB),並加入純化後的 PCR 產物至總體積為 15 μL,置於 37oC 作用 1 小時。再加入 0.5 μL 10X T4 DNA ligase buffer、1 μL 10 mM ATP、0.5 μL T4 DNA ligase (5 U/μL, Thermo, Wilmington, USA)及 3 μL ddH2O,於 室溫下作用 4 小時,即可進行大腸桿菌轉型。經過菌落 PCR 與酶切反應篩選正確 之構築(圖四)。以相同方式利用 HpaI 及 XhoI 對 pGR-PiVX-EGFP 和帶有 HpaI-XhoI 切位的 pUC-P1HX 進行酶切,電泳分析,核酸片段純化與接合反應,以構築

十、影響 PiVX 複製之 cis-acting elements 分析 (一) 構築 5’端不同長度之缺失性 RNA

利用可和 pUC-PiVX-P1 dRNA 之 CP 保留區域起始位置專一結合之正向引子 PiVX-map-F1 , 及 設 計 與 RdRP 保 留 區 域 不 同 位 置 專 一 性 結 合 之 反 向 引 子 PiVX-map-R3 與 PiVX-map-R4 , 以 下 列 配 方 配 置 PCR 反 應 溶 液 : 3 ng 之

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pUC-PiVX-P1 dRNA、3 μL 5X Phusion HF buffer (NEB, Ipswish, MA, USA)、1 μL 10 mM dNTP mix、1 μL 之 5 μM 正向引子 PiVX-map-F1、1 μL 之 5 μM 反向引子 (PiVX-map-R3 與 PiVX-map-R4)、1 μL Phusion DNA polymerase (2 U/μL, NEB),補 水至 20 μL,反應條件為: 96oC 反應 5 分鐘,接著進行 96oC/30 秒、55oC/1 分鐘、

72oC/3 分鐘,25 個循環反應,最後以 72oC 反應 10 分鐘,並降溫至 4oC。取 1 μL 產物以 1% agarose gel/1X TAE 進行電泳分析,確定為預期片段大小後,將剩餘產 物進行核酸回收。

隨後進行磷酸化反應,於 1.5 mL 微量離心管中加入 11.5 μL 核酸回收產物,接 著加入 1.5 μL 之 10X T4 ligase buffer (Fermentas, Burlington, Ontario, Canada)、1 μL 之 10 mM ATP 與 1μL 之 T4 Polynucleotide kinase (NEB),總體積為 15 μL,於 37oC 反應 1 小時。接著進行接合反應,將 0.5 μL 之 10X ligase buffer (Fermentas)、1 μL 之 10 mM ATP、與 0.5 μL 之 T4 DNA Ligase (5 U/μL, Thermo, Wilmington, USA)加 入至上述產物中,並補水至 20 μL,於 4oC 反應隔夜後,進行轉型作用。以 PiVX-F 與 M13-F 作為引子對進行菌落 PCR,挑選符合預期之菌落進行小量質體 DNA 製 備,將製備完成之質體 DNA 以 PvuII 進行酶切,以確定取得正確之刪除突變株,

稱之為 pUC-P1-R3 與 pUC-P1-R4。

(二) 菸草原生質體接種與分析

使用 4-5 週之菸草植株,並將菸草原生質體分離後,以 PiVX 之生體外轉錄體 與 P1-R3/P1-R4 之生體外轉錄體,共同或單獨接種(莫耳數比 1:10),經過 48 小時 後抽取原生質體全 RNA,並以北方雜合反應進行分析。

十一、接種紅龍果實生苗

單獨或共同接種 p35S-PiVX 與 p35S-P1-EGFP 各 20 μg 至白藜葉片,接種後 20 天採收白藜系統葉約 1g,加入 500 μL 0.01 M sodium phosphate buffer (pH 7.4),在

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經 180oC 烘箱滅菌之研缽內以杵磨碎。接著以數支蟲針沾取汁液,再戳於紅龍果 實生苗之三角莖,可連戳多次。經過一個月再萃取紅龍果全 RNA,同時可取一部 份組織進行鏡檢,以觀察是否有綠色螢光蛋白表現。

十二、以農桿菌注射法進行病毒選殖株之接種 (一) 農桿菌轉型

利用液態氮冷凍法將 pGR-PiVX、pGR-P1-EGFP、pBIN61、pBIN61-P19 及 pBIN61-GFP 轉型至農桿菌 Agrobacterium tumefaciens 菌株 C58C1 中。取 1 μg 欲 轉入之質體 DNA 加至勝任細胞中,輕拍後丟入液態氮 1 分鐘,再移至 37oC 水浴 5 分鐘,接著加入 1 mL 2X DYT 培養液,置於 28oC 培養箱以轉速 250 rpm 震盪培養 2 小時。以 13,000 rpm (Sorvall Legend Micro 17 Centrifuge, Thermo, Wilmington, USA)離心 1 分鐘,留下 100 μL 上清液,回溶沉澱物後即可進行塗盤,約 2-4 天可 看到單一菌落於培養基上生長。

(二) 農桿菌注射法

從培養基上挑選單一菌落至含有 50 ppm kanamycin 之 LB 培養液中,於 28oC 培養箱以轉速 250 rpm 震盪培養 12-16 小時。以 MMA [10 mM MES (pH 5.6), 10 mM MgCl2, 200 μM acetosyringone]對半稀釋,並以 5500 rpm (Centrifuge Z 383 K, Hermle, Wehingen, Germany)離心 15 分鐘,去除上清液後,加入 1 mL MMA 回溶沉澱物,

並將菌液濃度調至 OD600等於 0.5,即可用無針頭之 1 mL 針筒注射 4 週大的菸草 與白藜,所注射的葉片為第 3、4 與 5 片本葉。

十三、以農桿菌注射表現 Tomato bushy stunt virus (TBSV) P19 蛋白於菸草及白藜 (一) 以農桿菌表現 P19 蛋白後再表現 EGFP

取 4-5 週大的菸草及白藜植株,以農桿菌注射法表現 pBin61-P19-myc-ko 及

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pBin61,一天後再共同接種 p35S-PiVX 及 p35S-P1-E 至有注射農桿菌的菸草與白 藜,接種方法與方法六相同;經過 5 天後收取接種葉,以 anti-GFP 及 anti-PiVX 鞘 蛋白之一次抗體進行西方轉漬分析,並偵測綠色螢光蛋白表現情形。

(二) 以農桿菌表現 P19 與 EGFP

取 4-5 週 大 的 菸 草 及 白 藜 植 株 , 將 pGR-PiVX 及 pGR-P1-E 與 pBin61-P19-myc-ko 或 pBin61 共同以農桿菌注射法處理葉片,5 天後收取接種葉 片,進行西方轉漬分析。

十四、西方轉漬分析法

(一) 聚丙烯醯氨膠體電泳

以 Hofel 蛋白質電泳系統 (Mighty Small II E 250, Pharmacia Biotech) 進行聚丙烯 醯氨膠體電泳。首先製備 12.5%之分離膠體(separating gel):在燒杯中依序加入 12.6 mL ddH2O、9.375 mL 40% acrylamide/bisacrylamide、7.5 mL 1.5 M Tris-HCl (pH 8.8) 、 0.3 mL 10% sodium dodecyl sulfate (SDS) 、 0.03 mL N,N,N’,N’-tetramethylethylene diamine (TEMED) 及 0.15 mL 20% ammonium persulfate (APS);快速搖晃燒杯使溶液均勻混合後,迅速倒入鑄膠器中,並立即加 入 1 mL 95%酒精,使膠面平整。靜置約 30 分鐘後,倒除酒精。接著配置 5%焦集 膠 體 (stacking gel) : 在 燒 杯 中 依 序 加 入 9 mL ddH2O 、 1.875 mL 40%

acrylamide/bisacrylamide、3.75 mL 1.0 M Tris-HCl (pH 6.8)、0.15 mL 10% SDS、0.015 mL TEMED 及 0.12 mL 20% APS,快速搖晃燒杯使溶液混合均勻後,迅速注入約 1-2 mL 之焦集膠體至分離膠體上方,並迅速插入齒梳(comb)。待膠體凝固後,小 心移去齒梳,並以清水清洗樣本槽中殘留之凝膠,即可使用。

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倒入 1.5 mL 微量離心管,以 13,000 rpm (Centrifuge Z216MK, HERMLE, Wehingen, Germany)離心 10 分鐘。取 15 μL 之上清液和 5 μL 4X SDS sample buffer (50 mM Tris-HCl, pH 6.8, 2% SDS, 10% glycerol, 1% β-mercaptoethanol, 12.5 mM EDTA, 0.02% bromophenol blue)混合均勻,於 96oC 加熱 10 分鐘,使蛋白質變性。接著將 膠片置於電泳槽內,加入處理完畢之樣品後,即可進行電泳。電泳結束後去除焦 集膠體,以 Coomassie brilliant R-250 (CBR)染色觀察,之後即可進行西方轉漬免疫 反應。

(三) 免疫轉漬分析

主要參考 Molercular Cloning 所描述之方法 (Sambrook and Russell, 2001) : 將 電泳結束分離的膠體浸泡在 CAPS (10 mM CAPS, 0.32 mM DTT, 15% methanol, pH 10.5)中,於室溫下以 50 rpm 搖晃 10 分鐘。接著裁剪一張與分離膠體(8.3 X 6.6 cm2) 相同大小之 HybondTM - PVDF 膜 (Millipore, Darmstadt, Germany),與兩張相同大小 的濾紙。以甲醇(methanol)浸濕 PVDF 膜,再浸泡於 CAPS 中,並將濾紙也浸泡於 CAPS 內。接著依序在正極之電極板上鋪上一張濾紙、PVDF 膜、分離膠體及濾紙,

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盪 反 應 1 個小時後 ;以 PBST 清洗三次,每次 15 分鐘。最後加入 1 mL chemiluminescent HRP substrate (Millipore),反應 5 分鐘內,迅速進行壓片,沖洗底 片並觀察結果。

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參、結果

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