糖皮质激素诱导绿色荧光蛋白在烟草中的表达

糖皮质激素诱导体系具有操作简单、化学物质稳定、可控性好等显著优点,被认为是最有应用潜力的化学诱导体系.利用农杆菌介导方法,将携带诱导表达元件的双元载体pIndex3-NTR-mgfp5转入野生型烟草,转录因子GVG的基因由35S组成型启动子控制表达,绿色荧光蛋白基因mgfp5作为诱导表达的目的基因在诱导启动子的控制下表达.结果表明:绿色荧光蛋白的转录受到诱导剂的严格调控.同时发现,浸根诱导法对基因表达的调控首先表现在新生叶片上,在老叶片中则相对滞后.此外,在质粒构建过程中,在mgfp5基因两端分别加上马铃薯X病毒(PVX)的非翻译区序列5NTR和3NTR,结果非翻译区序列并未抑制绿色荧光蛋白的表达.在建立的糖皮质激素诱导表达体系中,GVG系统对诱导剂具有很高的专一性,并且对基因表达的控制非常严格,几乎没有本底表达,可以从时间、空间及数量上对目的基因进行精确调控.这一体系的建立为今后利用化学诱导的方法进行理论和应用研究奠定了基础.     

应用alc基因开关系统在糙皮侧耳中表达绿色荧光蛋白

为探明担子菌糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)中是否存在与构巢曲霉相似的乙醇代谢调控机制,及能否在糙皮侧耳中应用构巢曲霉alc基因开关系统调控表达外源基因,从糙皮侧耳PC15v2.0基因组数据库中电子克隆得到其假拟乙醇脱氢酶基因(alcA)及其上游序列,该基因上游1 317bp序列中含有1个正向和2个反向调控因子AlcR蛋白的特异性结合位点序列。将构建的含有alcA基因启动子控制绿色荧光蛋白基因表达的质粒pEGFP-C1-PalcA转入糙皮侧耳天达300中,转化子在含有葡萄糖的培养基中没有绿色荧光蛋白表达,在含有乙醇的培养基中则有绿色荧光蛋白表达。综合上述,糙皮侧耳的乙醇代谢调控机制与构巢曲霉相似,仅用构巢曲霉的alcA基因启动子替代目的基因的启动子即可在糙皮侧耳中有效调控目的基因的表达。     

鸡局部黏着斑激酶基因5′UTR及启动子的克隆鉴定

为了研究鸡局部黏着斑激酶(FAK)基因表达调控的分子机制,运用cDNA末端快速扩增技术确定了鸡胚成纤维细胞FAK基因的转录起始位点,并发现FAK基因mRNA的5′非翻译区(5′UTR)存在4种剪切形式.分析这4种剪切形式的5′端序列,发现它们都不影响蛋白的编码,但可能影响mRNA的翻译效率.另外,将启动子序列935 bp片段克隆构建到荧光素酶报告基因表达载体pGL3-Basic中,转染鸡胚成纤维细胞,测定启动子的转录活性.通过启动子序列系列缩短的克隆,将核心启动子区定位在转录起始位点上游-662至 7的669 bp片段内,该启动子的典型特征是:没有TATA盒,而富含"GC"碱基.以上结果为FAK基因的表达调控研究提供了分子基础.     

鸡局部黏着斑激酶基因5′UTR及启动子的克隆鉴定

为了研究鸡局部黏着斑激酶(FAK)基因表达调控的分子机制,运用cDNA末端快速扩增技术确定了鸡胚成纤维细胞FAK基因的转录起始位点,并发现FAK基因mRNA的5′非翻译区(5′UTR)存在4种剪切形式.分析这4种剪切形式的5′端序列,发现它们都不影响蛋白的编码,但可能影响mRNA的翻译效率.另外,将启动子序列935 bp片段克隆构建到荧光素酶报告基因表达载体pGL3-Basic中,转染鸡胚成纤维细胞,测定启动子的转录活性.通过启动子序列系列缩短的克隆,将核心启动子区定位在转录起始位点上游-662至+7的669 bp片段内,该启动子的典型特征是:没有TATA盒,而富含“GC“碱基.以上结果为FAK基因的表达调控研究提供了分子基础.     

水稻白叶枯病菌hrpF启动子序列调控的绿色荧光蛋白基因表达体系的构建

为了阐明启动子序列对水稻白叶枯病菌效应子基因表达的调控作用及特征,通过融合PCR将报告基因GFP基因置于水稻白叶枯病菌hrpF基因启动子序列的下游,经酶切、PCR鉴定及序列测定,成功构建了受hrpF启动子序列调控的GFP基因转录单元pMF-GFP,并转入JXO I菌株中。结果发现构建的hrpF：：GFP转录单元,在hrp诱导培养基XOM2上可有效诱导表达,而在NA培养基上不能诱导表达。结果还显示,在大肠杆菌中,中间表达载体phrpF：：GFP具有GFP表达活性。     

绒山羊波形蛋白基因启动子的克隆及活性检测

以内蒙古阿尔巴斯白绒山羊基因组为模板，采用PCR方法克隆波形蛋白基因启动子，并与载体pEGFP-N1连接构建启动子荧光表达载体重组质粒，通过转染次级毛囊成纤维细胞，在荧光镜下鉴定启动子活性，应用生物软件对其序列进行信息学分析。结果表明：波形蛋白启动子区含有转录所必需的调控元件TATAbox、CAAT-box、GC-box等以及2个CPG岛；10个与启动子结合的转录因子；荧光镜下转染的成纤维细胞具有荧光蛋白表达，揭示波形蛋白启动子具有活性，它的激活可诱导下游的波形蛋白基因的转录和表达。     

山羊BLG基因5′调控序列克隆及其调控GFP基因细胞的表达

通过PCR扩增出2.2kb的山羊β-乳球蛋白基因5′端的调控序列,包括第一外显子和第一内含子。测序结果表明,该序列与GenBank中登录序列相比,同源性为99.5%。用其替代表达载体pEGFP-c1上原来的启动子CMV,指导报告基因绿色荧光蛋白(GFP)在山羊乳腺细胞中的瞬时表达,结果发现该调控序列可以有效指导报告基因的表达,从而初步验证了所克隆的山羊乳球蛋白(BLG)基因表达调控序列的有效性。表明克隆的调控序列可用于乳腺生物反应器的研究。     

小鼠MCK基因启动子的克隆及其活性初步分析

本研究克隆了小鼠MCK基因5'侧翼区以及核心启动子区,并分析和研究了其调控活性。首先以小鼠尾部肌肉基因组DNA为模版克隆了小鼠MCK基因5'侧翼区序列,回收纯化,连接pEASY-T3 Cloning载体,测序,分析了其增强子与核心启动子序列。然后将核心启动子序列亚克隆到无启动子的荧光蛋白报告载体pGL3-Venus中,转染小鼠成肌细胞C2C12,观察其在荧光显微镜下的表达情况。结果表明,小鼠MCK基因-1354～+1 bp核心启动子序列能调控Venus荧光蛋白在C2C12细胞内表达,证实MCK启动子核心序列具有组织特异性调控能力。     

山羊MyoG启动子的克隆和活性检测

【目的】肌细胞生成素(myogenin,MyoG) 是生肌调节因子(MRFs)基因家族中唯一能在骨骼肌细胞发育与生长过程中均可表达的调控因子, 在肌肉细胞分化过程中起着中心调控的作用,它正调控着骨骼肌卫星细胞向成熟肌细胞分化的过程,是唯一不可代替的生肌调节因子。MyoG基因在复制、扩增、基因激活、转录、翻译等多级水平上对肌肉发育进行调控。基因转录的起始阶段是机体生长发育因子进行调控的开端,而此阶段调控的实质是通过启动子和上游调控序列的相互作用,调控目的基因的表达。因此克隆MyoG基因的启动子,探讨启动子区域的启动活性,有助于从理论上揭示MyoG基因表达的关键调控位点,同时也有利于揭示肌肉发育调控的相关机理,为治疗人类相关疾病以及改良家畜肉质研究提供实验依据。本研究克隆山羊Myogenin（MyoG）基因的启动子区域,检测其在哺乳动物骨骼肌细胞内的启动活性。【方法】克隆山羊MyoG基因的启动子序列,连入pDsRed2基本骨架构建了以红荧光蛋白基因为标记基因的真核表达载体pDsRed-GoatMyoG(5.3 kb)。表达载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定后,分别转染体外培养的绵羊肌卫星细胞、肌管细胞和成纤维细胞,观察红色荧光蛋白表达情况,然后利用实时荧光定量PCR、Western blot和冰冻切片、免疫组化等技术检测细胞转染后标记基因mRNA 和蛋白在体外培养细胞中的的表达活性。pDsRed-GoatMyoG表达载体对小鼠进行肌肉注射,检测GoatMyoG启动子在体内组织中的启动特异性和效率。肌肉注射5 d后,分别取小鼠的注射腿肌肉组织、非注射腿肌肉组织、睾丸组织、肠组织和肝脏组织,通过实时荧光定量 PCR 检测标记基因DsRed在不同组织中的表达情况。【结果】克隆得到的MyoG启动子序列测序正确,载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定,证实载体构建成功;转染质粒 pDsRed-GoatMyoG后,肌卫星细胞和肌管细胞在显微镜下均可观察到细胞发红色荧光,成纤维细胞没有红色荧光。通过实时荧光定量PCR检测得出,转基因肌管细胞内GoatMyoG 启动DsRed 基因表达mRNA 的相对量为14.07;通过Western blot技术检测出转基因肌管细胞含有GoatMyoG启动的DsRed蛋白质,在转基因成纤维细胞内没有检测到 DsRed 蛋白质,说明GoatMyoG启动子可在肌肉组织特异性启动外源基因表达。小鼠肌肉注射pDsRed-GoatMyoG质粒后,注射腿肌肉组织内GoatMyoG 启动DsRed 基因转录mRNA 的相对量为212.32,非注射腿肌肉组织内mRNA的相对量为39.76,注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内mRNA 的量均是其它组织的1.99倍以上。通过免疫组化技术在注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内均可检测到红色荧光蛋白,在睾丸、肠和肝脏内均未检测到DsRed 蛋白。【结论】山羊MyoG启动子可以特异性的在骨骼肌组织驱动外源基因的表达,是一种有效的肌肉特异性启动子。     

一个烟草葡糖基转移酶基因启动子的克隆与诱导表达

利用笔者所在的实验室从烟草中克隆的一个葡糖基转移酶基因(GT-like),通过PCR扩增得到该基因开放阅读框5′端-1150~0上游调控区。序列分析表明该启动子序列含有多个基因表达调控元件。将GT-like基因启动子与gus报告基因连接,构建植物表达载体pGT-gus,经根癌农杆菌介导法转化W38型烟草。转基因烟草植株GUS组织化学染色结果表明:该基因上游-1150~0序列具有启动子活性,能启动gus基因在烟草叶片中表达,而在根中的表达受时间和环境影响。GUS诱导活性的定量分析结果表明,该启动子的表达不但受甲基茉莉酸的强烈诱导,而且也受水杨酸的强烈诱导。对这一启动子的诱导表达机理的分析将有助于进一步研究甲基茉莉酸和水杨酸之间拮抗作用的相互关系。     

拟南芥rd29A的功能鉴定及植物表达载体的构建

利用PCR技术从拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组中分离了rd29A基因上游420 bp的调控序列,序列分析表明,该片段与已报道的rd29A启动子有100%的同源性,包括DRE、ABRE等顺式作用元件.用rd29A启动子构建了具有绿色荧光蛋白(GFP)基因的植物表达载体,通过基因枪导入法转化甘蔗愈伤组织,经过抗性筛选获得再生植株,在PEG胁迫下,用荧光显微镜观察到s65t(GFP)基因在愈伤组织和叶片中表达,通过PCR鉴定获得了5株转基因植株.同时本文还构建了由rd29A调控的DREB2B基因的植物表达载体rd29A-dreb-hyg.     

甘薯贮藏蛋白A基因5’端序列的克隆与分析

[目的]为开展Spo A 基因表达调控规律的研究及利用SopA启动子片段构建甘薯高效表达载体提供理论依据.[方法]应用PCR技术从徐薯18中克隆出甘薯贮藏蛋白A基因5′端1条长度为348 bp的DNA片段,然后应用PLACE、PlantCARE在线启动子预测工具进行分析.[结果]Spo A启动子序列除含有TATA-box、CAAT-box等启动子的保守元件外,还有蔗糖诱导响应元件CMSRE1、SP8作用位点等重要的顺式作用元件,以及一些其他调控序列如MYB结合位点.从序列分析结果可以推测该基因的启动子具有蔗糖创伤诱导响应的功能.[结论]该研究分析和推测了Spo A启动子序列中的作用调控元件,为今后利用该启动子构建甘薯高效表达载体奠定了基础.     

甘薯贮藏蛋白A基因5′端序列的克隆与分析

[目的]为开展Spo A基因表达调控规律的研究及利用SopA启动子片段构建甘薯高效表达载体提供理论依据。[方法]应用PCR技术从徐薯18中克隆出甘薯贮藏蛋白A基因5′端1条长度为348 bp的DNA片段,然后应用PLACE、PlantCARE在线启动子预测工具进行分析。[结果]Spo A启动子序列除含有TATA-box、CAAT-box等启动子的保守元件外,还有蔗糖诱导响应元件CMSRE1S、P8作用位点等重要的顺式作用元件,以及一些其他调控序列如MYB结合位点。从序列分析结果可以推测该基因的启动子具有蔗糖创伤诱导响应的功能。[结论]该研究分析和推测了Spo A启动子序列中的作用调控元件,为今后利用该启动子构建甘薯高效表达载体奠定了基础。     

简单重复序列TTC调控AtHip1基因表达初探

拟南芥AtHip1基因启动子含有一个保守的TTC重复位点,序列预测该TTC位点与水杨酸应答元件相似。定量PCR分析表明AtHip1表达受水杨酸诱导,处理4h后表达量达峰值,随后表达水平逐渐降低。构建5′端启动子系列缺失载体并转化拟南芥分析启动子功能。GUS染色和转基因表达分析显示AtHip1启动子-399至-184碱基(base pair,bp)位置的序列片段缺失导致启动子活性降低并丧失水杨酸应答功能。上述结果表明携带有TTC重复位点的启动子区段属AtHip1基因转录调控核心区且具有响应水杨酸信号的功能。     

胡萝卜sⅡ基因启动子克隆及序列分析

克隆胡萝卜直根特异性表达的液泡转化酶Ⅱ型同工酶(sⅡ)基因启动子序列,为实现外源基因在胡萝卜直根特异性表达做准备。从天红五寸参胡萝卜叶片中提取总DNA,采用PCR扩增方法获得sⅡ基因启动子序列,然后结合5'RACE实验方法和生物信息预测方法对sⅡ基因启动子进行序列特征分析。结果表明:从胡萝卜基因组DNA中PCR扩增得到预期大小的启动子片段,序列分析表明该启动子序列与已发表的序列具有99.6%的同源性;试验确定了该启动子的转录起始位点位于翻译起始位点上游26bp处的“A”;生物信息学预测该启动子的核心序列及上游增强子序列、抑制子序列、根特异性序列及受病原菌、损伤、干旱、ABA激素调控序列等顺式作用元件。成功克隆并序列分析了胡萝卜直根特异性表达的sⅡ基因启动子,为该启动子在植物基因工程中的应用奠定基础。     

大豆转录因子基因GmbHLH130克隆及在干旱胁迫中的功能分析

为了探究大豆GmbHLH130基因在植物干旱胁迫中的调控功能，利用生物信息学分析GmbHLH130与其他物种bHLH家族成员的系统进化关系，检测GmbHLH130基因及其启动子对干旱胁迫的响应，对GmbHLH130蛋白的亚细胞定位和转录激活活性进行分析，最后初步评估GmbHLH130基因过表达拟南芥的耐旱性。结果显示，在进化树中GmbHLH130与拟南芥AtbHLH122进化关系最近；GmbHLH130基因受干旱诱导上调表达；GmbHLH130基因启动子也受干旱诱导激活下游报告基因；烟草叶片瞬时表达分析结果表明GmbHLH130蛋白定位于细胞核，并且具有转录激活活性。此外，GmbHLH130基因过表达拟南芥在干旱处理下的绿色子叶率和根长均显著大于野生型。本研究结果初步证明了大豆GmbHLH130基因在增强植物耐旱方面的功能，为后续探究其参与耐旱性调控的分子机制提供了理论依据。     

GT和GATA转录因子对甘蓝型油菜BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子功能的调控

【目的】脂肪酸去饱和酶2基因(FAD2)是控制油菜中油酸含量的重要基因,通过研究GATA和GT转录因子与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子的互作关系及其转录调控机制,为高油酸油菜育种提供分子理论基础。【方法】通过缺失启动子片段及生物信息学分析,预测BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子区潜在顺式作用元件;从PlantTFDB转录因子数据库中筛选候选转录因子,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测转录因子的表达规律,并与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2表达规律对比,进一步筛选候选转录因子;利用酵母单杂交验证转录因子与启动子序列的互作情况;将转录因子与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子序列共转入拟南芥,通过Western blot检测报告基因GFP的蛋白表达情况,分析转录因子对于启动子功能的影响。【结果】单独敲除BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT或GATA顺式作用元件后,GFP蛋白丰度均下降,表明GT和GATA顺式作用元件在调节基因转录中起重要作用。酵母单杂交结果显示,GATA家族转录因子(Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2)和GT家族转录因子(Bna010915和Bna013749)可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子相互作用。Western blot结果显示,当GATA家族转录因子与含有GATA元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量明显高于无转录因子时,当敲除GATA元件时,GFP蛋白含量无明显变化;当GT家族转录因子与含有GT元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量有明显变化,当敲除GT元件时,GFP蛋白含量无明显变化。【结论】GATA家族的转录因子Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中GATA元件相互作用,增强基因的表达水平。GT家族的转录因子Bna010915可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,正向调节基因表达;Bna013749通过与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,负向调节基因表达。     

rbcS启动子的克隆及活性鉴定

利用PCR技术从豌豆(Pisum satium Linn)基因组DNA中分离了rbcS基因启动子及叶绿体定位信号编码序列。序列分析表明,扩增片段(1256bp)与已报道序列的相应区域同源性达98.41 %。将其与绿色荧光蛋白基因(GFP)串连在一起,构建了植物表达载体,通过基因枪介导法转化烟草叶片及洋葱表皮细胞。结果表明这一表达系统增强了绿色荧光蛋白基因的瞬时表达,从而为外源基因在转基因植物中的高效表达提供了新的工具,可以实现目的基因的组织特异性和光诱导性表达。     

不同启动子eGFP载体在罗氏沼虾活体内的表达效率比较

为筛选出较强的启动子用于提高外源基因在罗氏沼虾活体细胞中的转化表达效率,本研究构建包含eGFP基因和IE1、hr5-IE1及Sv40启动子的3个表达载体,分别按照10 μg·g^-1标准注射于体重5~7 g的活体罗氏沼虾肌肉内,采集注射活体肌肉的RNA样品检测各个启动子转录eGFP基因的效率。结果表明,在罗氏沼虾体内hr5-IE1启动子对eGFP基因的表达活性最强,其对eGFP外源基因的转录水平是IE1的3倍以上,IE1对于eGFP的转录水平也显著高于SV40的转录启动效率,其中SV40在罗氏沼虾体内的转录启动水平未检测到eGFP基因的转录表达,表明包含节肢动物门跨物种转录调控元件(增强子hr5)的IE1启动子能够在罗氏沼虾体内正常启动下游基因的转录表达及翻译,是罗氏沼虾开展分子功能研究较优的外源基因表达启动调控元件。