本发明公开了一种在大肠杆菌中表达并降解2,4‑二氯苯氧基乙酸的基因簇及其应用，该基因簇包含六个基因，基因的核苷酸序列分别如SEQ ID No.1‑6所示。利用生物学技术，将有关2,4‑二氯苯氧基乙酸降解的基因元件，优化改造成可在大肠杆菌中使用的基因表达盒，其中每个基因由独立的T7启动子和T7终止子控制。将优化的基因表达盒连入大肠杆菌表达载体，并导入大肠杆菌，发现基因在大肠杆菌中成功表达，赋予大肠杆菌对2,4‑二氯苯氧基乙酸良好的降解和耐受功能，6小时内可完全降解浓度0.6 m/L的2,4‑二氯苯氧基乙酸。
本发明公开了一种优化后适用于植物表达的2,4‑DNT完全降解的八个基因及其应用。每个基因都由独立的CaMV35S启动子和终止子控制，其核苷酸序列分别如SEQ ID No 1‑SEQ ID No 8所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列分别如SEQ ID No 9‑SEQ ID No 16所示。本发明优化合成构建的8个基因组成2,4‑DNT表达模块，能够在植物中成功表达，获得的工程植物能够将2,4‑DNT完全降解为无毒物质，本发明优化后的基因可用于构建芳香污染物修复的工程植物。
本发明公开了一种通过基因工程技术创制能够胡萝卜肉质根中合成甜菜苷的方法。本发明对来源于紫茉莉的cDOPA5GT基因、红甜菜的DODA1和CYP76AD1基因进行了结构优化，其核苷酸序列分别如SEQ ID No 1、SEQ ID No 2和SEQ ID No 3所示。为每个基因都连接上独立的35S启动子和NOS终止子，用于构建植物多基因表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化，在胡萝卜阳性植株的肉质根中能够合成甜菜苷，含量达到63.4±9μg/g鲜重。
一种提高植物耐镉性能的VvMT1S和VvMT2S双基因及其应用，利用基因合成法将源于葡萄的VvMT1S和VvMT2S基因进行了改造，得到了核苷酸序列如SEQ ID No 1所示的VvMT1S基因，和SEQ ID No 3所示的VvMT2S基因并构建了重组表达载体，将耐镉基因VvMT1S和VvMT2S成功导入水稻中，得到的转基因水稻植株都具有很强的抗镉能力。经30mM镉溶液处理后，转基因株系生长良好，且转基因株系中的镉含量只有对照株系的17%‑48%，表明本发明改造合成的VvMT1S和VvMT2S基因具有提高植物抗镉并减少富集的能力，可用于培育耐镉作物。
本发明公开了一种通过基因工程技术创制可用于合成甜菜苷的胡萝卜愈伤组织的方法。本发明对来源于米曲霉的melO基因、红甜菜的DODA1和CYP76AD1基因进行了结构优化，其优化后核苷酸序列分别如SEQ ID No 1、SEQ ID No 2和SEQ ID No 3所示。并为每个功能基因都连接上独立的35S启动子和NOS终止子，用于构建植物多基因表达载体。通过农杆菌介导的遗传转化，实现在胡萝卜愈伤组织中无需额外添加任何底物合成甜菜苷。通过对阳性愈伤组织的悬浮培养，甜菜苷的总量从最初的43.9μg经过4周达到465.9μg，因此本发明所述方法可用于发酵培养生产甜菜苷。
