核盘菌分枝酸变位酶同源效应蛋白启动子的克隆及功能分析

为了进一步研究分枝酸变位酶同源效应蛋白在核盘菌与植物互作过程中的作用机制,对其启动子进行了克隆和功能分析。采用启动子在线软件Promoter 2. 0和Promoter scan分析分枝酸变位酶同源基因的上游序列,寻找其启动子位点和顺式作用元件,然后通过PCR技术克隆预测启动子的DNA序列,构建荧光蛋白GFP融合载体,转化核盘菌,最后通过检测GFP荧光信号来验证启动子功能。经生物信息学分析发现,该效应蛋白基因上游具有启动子序列特征,包含TATA盒和CAAT盒等顺式元件,采用引物XS1-1和XS1-2进行PCR扩增,得到了733 bp启动子序列,序列包含相关的启动元件,然后以质粒pBlunt NAT-GFP为基础,将经PCR克隆得到的启动子(N-Pro)片段连入载体中,构建得到启动子N-Pro+GFP融合载体,通过REMI技术转化核盘菌原生质体,潮霉素筛选得到了一些转化子,PCR验证融合载体整合到了核盘菌基因组DNA上,最后经荧光显微镜检测到了菌丝GFP荧光信号,结果表明,克隆的分枝酸变位酶同源基因ATG上游733 bp的DNA序列具有启动子功能。     

马铃薯损伤诱导型启动子Wun1基因的克隆及其GFP表达活性

通过聚合酶链式反应(PCR),以马铃薯基因组DNA为模板,根据已报道Wun1序列设计了一对特异引物,在优化的PCR反应条件下扩增出了Wun1基因片段,通过序列分析与文献报道的碱基序列有96.86%的同源性,该基因已登录到GenBank(No.AY803296)。以pBIPG(携带GFP基因)的质粒DNA为模板,通过PCR技术亚克隆到了源自水母(Aequorea)大小为756bp的绿色荧光蛋白(GFP)基因,与已知序列同源率为100%。利用GFP基因作为报告基因,构建了用于比较鉴定所克隆启动子活性的pBIG(35S-GFP)和pBIWG(Wun1-GFP)两个植物表达载体,采用基因枪法进行对洋葱表皮细胞的遗传转化,检测Wun1启动子在受体细胞中调控基因表达的活性,结果表明克隆到的Wun1启动子活性强于组成型表达的35S启动子,GFP瞬时表达的分析方法也让我们有效的筛选到用于进行马铃薯抗病育种的调控元件。     

甘蓝型油菜BnFAD2-C5基因启动子及内含子在表达水平的功能分析

富含油酸的菜籽油具有重要的经济价值,使得高油酸育种和形成机理的研究成为热点。油酸脱氢酶基因(FAD2基因)是控制油酸含量的关键酶基因。本文针对BnFAD2-C5基因展开研究,根据油菜和甘蓝的同源性,克隆了1257 bp启动子序列,利用GUS和GFP作为报告基因分别构建含有不同片段长度的启动子和内含子的缺失载体并转化拟南芥,经GUS染色检测发现–319 ~ –1 bp为该研究中最小启动子;采用Western技术分析启动子和内含子不同区域的功能,发现BnFAD2-C5启动子区域–1257 ~ –1020 bp和–319 ~ –1 bp能够诱导报告基因在转基因拟南芥种子发育中期高效表达,BnFAD2-C5内含子具有增强启动子转录水平的功能,该功能主要由631~1033 bp区域调控。     

高羊茅FaChit1启动子的克隆及其与gus基因融合表达载体的构建

本研究以获得的FaChit1基因cDNA序列设计引物,采用染色体步移技术从高羊茅基因组中分离了一段FaChit1基因启动子区域。序列分析结果显示,该启动子长度为935bp,含有保守性元件TATA和CAAT-Box,以及与植物逆境胁迫应答相关的多个顺式作用元件,如W-box、ABRE、MYB及MYC转录因子结合位点等。另外构建了含不同长度FaChit1启动子区域(-935bp、-651bp、-233bp)与gus基因融合植物表达载体,分别命名为pFaChit1P-Ⅰ、pFaChit1P-Ⅱ和pFaChit1P-Ⅲ,为进一步进行该启动子的功能分析奠定基础。     

奶山羊ATGL基因启动子鉴定与转录活性分析

脂肪甘油三酯水解酶(ATGL)是脂肪水解过程中的主要限速酶，是调控细胞中甘油三酯和脂肪酸之间平衡的关键因子。为了分析奶山羊ATGL基因启动子的结构及转录调控机制，以奶山羊全血DNA为模板，通过PCR技术扩增出ATGL基因5′侧翼序列并进行生物信息学分析；构建了5个不同长度的启动子缺失片段报告基因载体，通过转染奶山羊乳腺上皮细胞并检测其活性，确定其核心区域；分别用PPARG激动剂罗格列酮和SREBP1激动剂T0901317处理细胞，检测其对ATGL启动子活性的影响。结果表明，克隆得到奶山羊ATGL基因5′侧翼序列2 721 bp,包含转录起始位点上游2 024 bp。经在线软件分析发现，ATGL启动子含有真核生物启动子元件TATA-box和CpG岛；对转录因子结合位点预测发现，其上含有FOXO、SREBF1、PPARG、C/EBPα和E2F1等结合位点。启动子活性分析结果表明，ATGL启动子核心区域位于转录起始位点上游-256—+1位，且在-527—-256位存在负调控元件。用罗格列酮和T0901317处理细胞后发现，二者均能显著上调ATGL启动子活性，且罗格列酮作用的区域为-527—-...     

猪STAB2基因启动子的克隆及转录活性分析

旨在克隆和分析猪STAB2基因启动子及其转录活性。利用基因克隆、双荧光素酶报告基因系统以及生物信息学分析等方法,克隆得到了STAB2基因转录起始位点上游1 997 bp的候选启动子序列并对其序列特征进行了分析,同时,构建了不同长度的5'端缺失的重组载体并利用双荧光素酶报告基因系统分析了其荧光素酶活性,进而确定了STAB2基因的核心启动子区域及关键调控区域,并对关键调控区域内的转录因子及其结合位点进行了分析。结果表明:STAB2基因的候选启动子区域内包含4个核心启动子和1个Cp G岛;-309--39 bp为STAB2基因的关键调控区域,-1 045--309 bp可能存在一个正向调控元件,而-1 506--1 045 bp可能存在一个负向调控元件; STAB2基因的关键调控区域内包含72个转录因子结合位点,部分转录因子在这一区域具有多个结合位点,如Arnt∶∶Ahr、ZNF354C、Klf4和KLF5,并且,转录因子结合位点之间也存在重合区。为进一步研究猪STAB2基因的表达调控机制以及其在调控猪抗病和肌肉品质中的功能提供了理论依据。     

黑曲霉木聚糖酶结构基因和5'调控区基因克隆及其分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)A3的基因组DNA为模板,根据已报道的xynB基因序列设计简并引物,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB的结构基因及其5＇调控区序列片段,并克隆到pBS-T载体上,序列测定表明,该目的片段全长1 611 bp.通过序列分析:结构基因部分长744 bp,其中含有一个66 bp的内含子和18个氨基酸的信号肽序列;xynB基因的cDNA序列大小为678 bp,编码225个氨基酸,与GenBank上检索的木聚糖酶基因的核苷酸序列同源性最高达98%,氨基酸序列同源性达99%.在翻译起始点上游92 bp和118 bp处找到转录起始位点和类"TATA"box的核心启动子区特征元件以及"CAAT"box,表明所克隆的调控区序列具有真核生物启动子特点,这为构建木聚糖酶高效表达载体,用于工业育种奠定了基础.     

桃PG基因启动子克隆及序列分析

为获得桃多聚半乳糖醛酸酶( PG)基因启动子并分析调控元件,以桃品种大久保基因组DNA为模板,采用染色体步移技术克隆了PG基因的部分序列及其5′侧翼区,并分析其调控元件组成。结果表明,克隆产物长986 bp,3′侧翼序列与 GenBank中的PG基因序列的5′端部分序列同源性为96%,登录号为FJ940722。在789~839 bp位置存在基础启动子序列,转录起始位点位于828 bp的碱基C,其可能性为0.98。除含有CAAT-Box、TATA-Box等基本启动子元件外,还存在众多参与光响应元件、干旱诱导MYB结合位点、水杨酸响应元件等应答激素和胁迫信号元件,表明PG基因的转录和表达可能受到激素、干旱、光照等外界环境的胁迫以及衰老的调控。     

猪EIF2S3基因启动子的克隆、活性及转录调控元件分析

旨在初步分析猪EIF2S3基因的启动子活性以及转录调控元件。利用生物信息学分析、PCR扩增、基因克隆、细胞转染、双荧光素酶活性分析等方法,获得了EIF2S3基因启动子区域的序列特征,构建了不同片段长度的EIF2S3基因启动子区的双荧光素酶报告基因载体并分析了其荧光素酶活性,进而确定了EIF2S3基因的核心启动子区域以及关键的调控区域,最后还预测了关键调控区域的转录因子及其结合位点。结果表明,EIF2S3基因候选启动子区包含3个核心启动子以及2个Cp G岛;-706～+200 bp为EIF2S3基因的核心启动子区域,-706～-253 bp为EIF2S3基因启动子的关键调控区域,且发挥正向调节作用,而-1 563～-706 bp不存在任何对EIF2S3基因启动子活性有影响的调控元件; EIF2S3基因启动子的关键调控区域包含440个转录因子结合位点,且多个转录因子在此区域均有多个结合位点,如SP1、KLF4、Myo D1、Myo G、NFKB1。为进一步研究猪EIF2S3基因的表达机制奠定了基础。     

牛筋草EPSPS基因启动子对草甘膦的响应

杂草对草甘膦抗药性机理及抗草甘膦转基因作物研究主要围绕草甘膦靶标酶EPSPS展开,EPSPS基因表达量增加是杂草抵抗草甘膦胁迫的主要分子机制之一,但EPSPS基因表达调控机理及其对草甘膦的响应却鲜有研究。本研究根据Gen Bank中牛筋草EPSPS基因启动子序列设计引物,从牛筋草基因组DNA中扩增EPSPS基因启动子序列及其5'端缺失序列;将各启动子片段构建到含绿色荧光蛋白基因GFP的p35S-GFP载体上,在农杆菌的介导下,利用洋葱表皮细胞瞬时转染体系分析EPSPS基因启动子活性及对草甘膦的响应,结果表明,各启动子片段均能启动下游基因的表达,具有较强的启动子活性,可作为较好的实验材料用于抗草甘膦转基因作物的研究。此外,EPSPS基因启动子能够响应草甘膦信号,调节下游GFP基因的表达,响应元件可能存在于3'端的345 bp内。研究结果有助于进一步丰实杂草对草甘膦抗药性机理及抗草甘膦转基因作物研究的理论基础。     

刺五加鲨烯合酶基因DNA和启动子的克隆及分析

在已克隆出的刺五加鲨烯合酶基因(squalene synthase,SS)基因cDNA序列基础上,利用TAIL-PCR技术克隆SS的基因组DNA及启动子序列。克隆得到刺五加SS的DNA序列长8 244 bp,启动子序列长1 984 bp,转录起始位点位于起始密码子ATG上游568 bp处。基因包括13个外显子,12个内含子,其剪切符合GT-AG原则。启动子序列含有37个顺式作用元件,其中包括128个TATA-box、38个CAAT-box等核心调控元件,并且含有部分光响应元件、激素应答的元件等顺式调控元件。本研究首次克隆出刺五加SS基因组DNA及启动子序列,为后续研究SS基因表达的调控机制有很大帮助。     

长白猪甘露聚糖结合凝集素-C基因启动子区的克隆与序列分析

摘要：根据GenBank上已发表的猪甘露聚糖结合凝集素C基因启动子区序列,设计一对特异性引物,通过RT-PCR法成功的从长白猪肝脏中克隆到MBL-C基因启动子区序列。扩增序列全长2030bp,与已发表的该序列相比具有3个SNPs位点,即-1636位点为T,-1614位点为A,-251位点为C,在-251位点与高水平表达的pMBL-C启动子区位点不同,从A突变为C。本研究为下一步分析pMBL-C的启动子区多态性奠定了基础。     

玉米开花期相关的Indeterminate domain(IDD)蛋白家族基因的鉴定

开花期是影响玉米产量的重要因子之一。Indeterminate1 (ID1)编码玉米Indeterminate domain (IDD)家族蛋白,是玉米开花期的重要调控因子。然而,其他玉米IDD蛋白家族基因及其生物学功能有待深入研究。本文利用生物信息学技术在玉米基因组中鉴定并分离了37个IDD家族基因,记作ZmIDD。表达分析发现这些ZmIDD基因在8个玉米组织中显示出多种表达模式。为进一步探讨ZmIDD基因在调控玉米开花期上的作用,检测了37个ZmIDD在172个自交系中的遗传多样性,发现35个ZmIDD基因在自交系间具有多态性,平均每个基因具有37.8个多态性位点。关联分析鉴定到包含ID1在内的7个ZmIDD基因在多个环境下与开花期性状显著关联。对Zm00001d020683基因2 kb的启动子区和600 bp编码区重测序,共鉴定到64个多态性位点。候选基因关联分析鉴定到2个启动子区的插入缺失(In/Del)位点与开花期显著关联,其中2个位点分别插入3 bp和2 bp的单倍型为一种提早开花的基因型。研究结果为玉米开花期相关基因的分离和利用研究提供了候选基因和选择靶点。     

pBⅠ121载体酶切位点添加及拟南芥Na~+/H~+逆向转运蛋白基因表达载体的构建

对pBI121载体GUS基因后的终止子序列(SacⅠ-EcoRⅠ)通过PCR扩增法进行了酶切位点的添加,即在SacⅠ后添加了XhoⅠ、在EcoRⅠ前添加了KpnⅠ。序列分析发现,两个酶切位点的添加是成功的,但扩增的终止子序列与原序列的同源性间有差异,即有4个碱基发生了变异,特别是第17个碱基位点出现了缺失。利用绿色荧光蛋白(GFP)对添加酶切位点载体进行了终止子活性的检测,结果发现,它与携带GFP的pBI121载体一样,GFP基因能正常表达,说明pBI121载体终止子序列酶切位点的添加是成功的。利用改造后的载体(pBI121-GZ)构建了CaMV35S启动子驱动AtNHX1基因的植物表达载体。     

巴西橡胶树HbbHLH1启动子的克隆与序列分析

bHLH转录因子在高等植物生长发育、激素应答和次生代谢调节中具有重要的功能.根据巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)HbbHLH1基因设计了2个特异性反向引物,利用GenomeWalking方法从巴西橡胶树叶片基因组DNA中克隆获得了HbbHLH1基因起始密码子上游819 bp的调控片段.序列分析表明,该片段除了含有一个典型的真核生物核心启动子区域(-60～-10bp)外,还含有多个TATA-box、CAAT-box等启动子元件以及多种与激素和胁迫诱导相关的顺式调控元件,其中在-290 bp和-309 bp位点分别有一个应答MeJA信号反应的调控元件,但没有发现典型的乙烯响应元件.这暗示了HbbHLH1转录因子可能在橡胶树乳管分化和胶乳生物合成中具有调控作用.     

白桦4CL基因启动子克隆及表达分析

为研究4-香豆酸辅酶A连接酶基因(4CL)在白桦木质素合成代谢过程中的组织特异性表达,利用染色体步移法克隆其启动子,用该启动子定向置换pBI121载体的35S启动子,构建重组载体P_(4CL)::GUS。利用瞬时转化法将重组载体转入白桦实生苗茎后进行GUS染色。结果显示:获得了4CL基因编码区起始密码子上游长1344 bp的启动子序列,该启动子除分布有TATA-box、CAAT-box等基本的转录起始元件外,还存在多个顺式作用元件序列位点,包括35S启动子作用元件ASF,参与脱落酸响应的顺式作用元件ABRE,参与茉莉酸甲酯响应的顺式调控元件CGTCA-motif,以及光反应元件G-Box、ACE、4CL-CMA2b等;启动子表达分析结果显示经过瞬时侵染的白桦茎段被染成蓝色。以上结果表明克隆获得的4CL基因启动子具有启动子表达活性,其可能参与了白桦木质部的发育。     

不同长度AlsCBF基因启动子片段分离及瞬时表达分析

CBF基因在冷驯化过程中发挥重要的作用。本研究依据已克隆的新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana Schleche)CBF基因启动子顺式作用元件的分布,构建ACpro-P1(1 110 bp)、ACpro-P2(923 bp)、ACpro-P3(654 bp)和ACpro-P4(350 bp)4个5'缺失植物表达载体;利用烟草叶片注射法瞬时表达分析后进行GUS组织染色分析和定量分析。结果显示这4个片段均具有诱导型启动子活性,启动子Als CBF在-1 391~-1 110 bp之间并无与低温、高盐、干旱三类逆境密切相关的启动子元件;-1 110~-654 bp之间存在大量与低温响应相关的启动子元件;-1 110~-923 bp之间存在能够响应高盐胁迫的元件,而-923~-350 bp之间可能存在一些负调控元件,降低了启动子对高盐的响应;-923~-654 bp之间存在大量与干旱胁迫有关的响应元件。研究结果为进一步分析Als CBF的功能奠定基础。     

玉米SNAC基因的遗传变异及耐旱性调控

以我国玉米育种中常用的16份自交系为材料,通过对SNAC(Stress-responsive NAM,ATAF1/2,CUC2)基因编码区及上游启动子区800 bp核苷酸序列进行测序,检测SNAC基因在不同杂种优势类群材料中的遗传变异。在12个SNAC基因中,其中有4个基因在上游800 bp区检测到遗传变异,有4个基因变异位点超过30个,多态性较高。虽然大多数SNAC基因变异以SNP(Single nucleotide polymorphism)为主,但在ZmNAC031467基因中检测到较多的插入缺失变异(In Del),达到基因总遗传变异的63.3%。通过PLACE软件对上游启动子有变异的4个基因进行3种耐逆结合元件的预测,结果显示4个基因均含有3种耐逆结合元件,但是基因突变对启动子结合元件的影响较小。再对检测到的遗传变异进行核苷酸多态性分析和中性检验,有7个SNAC基因核苷酸多态性较高,其中Zm NAC080308基因的多态性达到0.00962,推测这些基因在遗传漂移过程中受自然选择影响较大。利用t检验初步发现Zm NAC070395和Zm NAC080398基因的2个变异位点与耐旱相关性状关联,为进一步分析SNAC基因核苷酸变异与耐旱性状的关系提供一定的借鉴。     

新疆野扁桃CBF基因启动子克隆及瞬时表达分析

CBF基因主要功能是调控下游大量抗冷基因的表达。CBF基因是植物抗冷途径的枢纽,对增强植物的抗冷能力极为重要。本研究利用染色体步移法得到了新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana Schleche)CBF基因家族成员Als CBF翻译起始位点上游的启动子序列,长度为1 391 bp(Gen Bank登录号:KP662710)。对启动子序列进行生物信息学分析表明,该序列存在启动子的基本元件CAAT-box和TATA-box,并且含有多个与植物非生物胁迫有关的响应元件:ABA响应元件、MYB、MYC结合位点、光应答元件和LTRE低温应答元件等。在烟草叶片中进行瞬时表达的结果表明,该启动子序列具备在逆境胁迫下诱导驱动报告GUS基因表达的功能。本研究可为揭示CBF基因在野扁桃抗寒性、抗旱性等抗逆过程中的作用机理,以及为增强野扁桃CBF基因在扁桃的抗逆性遗传改良中的作用奠定一定的基础,同时对野扁桃的繁育和保护也有极为重要的意义。