LcMYB1激活荔枝花色苷生物合成关键基因LcDFR和LcUFGT1的启动子区域分析

花色苷含量是荔枝果实呈现鲜红色的重要次生代谢产物,前人研究结果表明,LcMYB1通过调控关键基因的表达而影响荔枝果皮中花色苷的积累,其中LcDFR和LcUFGT1是荔枝果皮花色苷生物合成的关键基因,但是LcMYB1如何影响基因的表达,是否与结构基因启动子结合以及具体结合区段目前还不清楚。本研究通过克隆和分析LcDFR和LcUFGT1的启动子区域并对其进行分段处理,利用双荧光素酶和酵母单杂交实验,探究LcMYB1与LcDFR和LcUFGT1的启动子的结合区域。结果表明,LcDFR起始密码子上游1927 bp和LcUFGT1起始密码子上游1584 bp的启动子上分别有3个可能的MYB结合位点;双荧光素酶和酵母单杂交实验均显示LcMYB1可以结合LcDFR基因起始密码子上游904 bp到1425 bp包含有1个MYB-CORE元件的区域,LcMYB1与LcUFGT1基因启动子结合的区域是起始密码到上游610 bp,此区域包含有2个MYB-CORE元件。研究结果进一步证实了LcMYB1通过与基因LcDFR和LcUFGT1启动子结合发挥调控作用,并缩小了结合位点的范围。     

大豆GmbZIP33基因启动子的克隆及瞬时表达分析

启动子作为基因调控的重要元件,决定着下游基因表达的时空和强度特性。为研究大豆GmbZIP33基因启动子功能,在前期克隆获得GmbZIP33基因(Glyma.03G219300.1)序列的基础上,通过N-PCR(nested PCR)技术克隆了GmbZIP33 CDS上游启动子区序列(2 316 bp)。利用PlantCARE在线分析软件进行顺式作用元件的预测,发现该序列上除含有TATA-box和CAAT-box等核心调控元件外,同时包括与抗逆、光响应、激素响应、蔗糖应答元件和多个与组织特异性表达相关的元件。为研究GmbZIP33启动子的表达调控特性,构建了该启动子调控报告基因GUS表达的载体,并利用农杆菌介导的花序浸染法将其转入拟南芥中,发现该启动子驱动下的GUS基因在不同组织(莲座叶、花、荚果和根)的维管束中均特异性表达;对转基因拟南芥进行实时荧光定量PCR检测发现,GUS基因在花中表达量最高,荚果中次之,表明GmbZIP33基因可能受到多种因素和蔗糖的调节并参与花荚发育的调控。     

植物诱导型启动子的研究进展

为实现目的基因的高效表达,诱导型启动子的开发和应用成为植物基因工程中的研究热点。在特定生物及非生物环境胁迫下,诱导型启动子能够驱动外源基因实现高效表达,其诱导型是由其上存在的正负调控元件相互作用而决定的。综述了诱导型启动子的种类、启动子序列内部调控元件的类型以及适用于诱导型启动子的研究方法,并对其在植物基因工程中的应用前景进行了展望。     

白粉菌诱导下小麦TaNHO1基因的克隆、表达分析及亚细胞定位

非寄主抗性基因 NHO1(non-host resistance 1)编码的甘油激酶(glycerol kinase,GK),是甘油代谢中的限速酶之一,参与植物对多种病害的抵御过程。为进一步探究其响应小麦白粉菌侵染的表达模式,利用RT-PCR方法克隆获得了转录自抗病种质N9134的三个部分同源染色体的小麦 NHO1基因(分别命名为 TaNHO1-2A、 TaNHO1-2B和 TaNHO1-2D),分析三个 TaNHO1同源基因的序列、启动子组成元件和表达模式,并明确了其亚细胞定位。序列分析结果表明,小麦 TaNHO1-2A/2B/2D基因CDS区序列全长分别为1 605、1 599和1 605 bp,分别编码534、532和534个氨基酸残基;3个同源基因均含有与 AtNHO1(AT1G80460.1)基因以及 OsNHO1(Os04G0647800)基因高度相似的FGGY_N端和FGGY_C端结构域。经对启动子区结构分析,该基因启动子区含有大量与植物激素及逆境响应相关的顺式作用元件,意味着 TaNHO1可受到多种植物激素诱导并参与小麦抗病过程。qRT-PCR结果表明,在N9134抗病近等基因系响应白粉菌(Blumeria graminis f. sp.tritici,Bgt)侵染过程中,三个同源基因在不同时间点表达模式不同,其中 TaNHO1-2A、 TaNHO1-2B基因在侵染早期均上调表达,而 TaNHO1-2D则表现出多次波动的表达模式;在N9134感病近等基因系遗传背景下,同源基因的表达水平在病菌侵染后48 h均表现出下调,说明该基因能够响应白粉菌侵染。经亚细胞定位分析,该基因主要作用于细胞质、细胞膜以及核膜。     

茶树CsMYB基因启动子的克隆与功能分析

以茶树新品系“1005”嫩芽为材料,克隆得到CsMYB基因gDNA全长序列1β828βbp,通过染色体步移技术,分离得到CsMYB基因启动子片段1β038βbp,命名为proMYB。生物信息学分析表明,CsMYB gDNA由2个内含子和3个外显子组成,该启动子含有与提高基因转录水平相关的5′UTR Py-rich stretch顺式作用元件、启动子核心元件TATA-box和CAAT-box,还存在有激素响应元件、光响应元件、逆境应答元件以及大量功能未知或功能特异的顺式作用元件,说明proMYB具有诱导型启动子特性,CsMYB基因在茶树植物体中可能参与多种非生物胁迫应答和激素信号传导;通过烟草的瞬时表达结果表明,该启动子能驱动下游基因表达,具有启动子活性。     

白木香查尔酮合成酶基因(AsCHS1)启动子克隆及激素应答元件功能的初步鉴定

利用染色体步移法克隆了白木香查尔酮合成酶基因(As CHS1)ATG上游1 082 bp的启动子序列,该启动子序列中AT含量高达69.03%,符合真核生物启动子的序列特征。通过启动子预测软件分析可知,该序列的转录起始位点位于翻译起始位点-65 bp处,并且其上游-25~30 bp区域存在TATA-box等典型的真核生物启动子核心元件,同时含有一些顺式作用元件如赤霉素应答元件GARE-motif、茉莉酸甲酯应答元件CGTCA-motif、水杨酸应答元件TCA-element等激素调控元件,光应答元件BoxⅠ、G-Box、ACE,厌氧诱导元件ARE等。通过构建p C-1 082pro As CHS1植物表达载体,借助农杆菌将重组载体转化到烟草叶片中。蛋白定量结果表明,该序列可以驱动GUS的表达,具有启动子活性;脱落酸显著增强该启动子的活性,乙烯则显著抑制该启动子的活性。     

木薯低温诱导基因MeLTI6A的启动子的克隆与序列分析

MeLTI6A（Manihot esculenta low temperature inducible 6A）是木薯低温干旱诱导基因,本研究从MeLTI6A 的序列出发,利用电子克隆设计引物进行PCR扩增的方法获得该基因的启动子,其序列共1 304 bp。生物信息学分析发现该启动子中具有真核生物典型的核心启动子区（TATA-box和CAAT-box）,并利用α-互补,蓝白斑筛选原理验证了该启动子核心序列具有活性;该启动子具有与干旱胁迫相关的激素类（如脱落酸、乙烯）的响应元件和逆境胁迫（如低温、干旱胁迫）的响应元件;还具有与木薯组织特异表达相关的调控元件和其它光响应元件;并通过Real time PCR检测了低温胁迫（4 ℃）下的木薯组培苗中MeLTI6A的表达变化,说明了该启动子区的低温胁迫顺式作用响应元件可能调节MeLIT6A在低温胁迫下的表达。这些说明木薯的MeLIT6A基因可能是通过对干旱胁迫激素信号响应以及逆境胁迫响应起作用,使木薯获得一定的抗胁迫的能力,同时还可能参与了木薯相关组织发育过程的调控。本研究有利于对MeLTI6A基因抗逆境胁迫功能的理解,为探索木薯高效抗逆的分子机制作初步研究。     

巴西橡胶树HbWRKY1基因5'调控序列的克隆及功能初步鉴定

为深入研究巴西橡胶树HbWRKY1基因的表达调控机制,采用染色体步移法克隆了HbWRKY1基因的5'调控区序列.结果表明,该序列具有预测的核心启动子区域位于-6～-57 bp,转录起始位点位于翻译起始位点上游41 bp处;该序列具有TATA-box,CAAT-box和GATA-box等多个典型的真核生物启动子基本的顺式作用元件,同时还具有低温响应元件LTR,赤霉素反应元件GARE-motif’生长素响应元件TGA-element和脱落酸响应元件ABRE等参与激素调控元件,此外还有与MYB结合的MBS元件,热胁迫反应的HSE,厌氧诱导元件ARE和增强诱发厌氧反应的GC-motif等顺式作用元件.构建了不同长度的HbWRKY1启动子片段的植物表达载体并转化本生烟草,通过潮霉素抗性和PCR鉴定,获得了转基因植株.对获得的转HbWRKY1不同长度启动子片段的转基因T1植株GUS染色发现,植株的茎、叶柄、主叶脉和根中均可呈现蓝色,表明HbWRKY1基因的5'调控区可以启动GUS基因的表达,具有启动子的活性.     

玉米ZmNAS1和ZmNAS2基因启动子的克隆与序列分析

根据已知玉米全基因组序列设计引物,采用PCR方法从基因组DNA中克隆两种玉米材料的Zm-NAS1和ZmNAS2基因启动子,利用生物信息学软件对启动子元件进行分析预测并比较在两种材料间差异。结果表明,ZmNAS1基因启动子在两种材料上差异明显,沈137较K12除一段574bp缺失外,他们之间还有24处单核苷酸多态性位点;两种材料间的ZmNAS2基因启动子无差异。ZmNAS1和ZmNAS2基因启动子均具有一些与光调控、激素诱导、响应逆境胁迫等有关的顺式作用元件,但数目存在一定差异;两个基因启动子上都有一定数目缺铁诱导元件的核心序列。根据启动子元件分析,初步判断ZmNAS1和ZmNAS2基因除受缺铁诱导表达外,还可能受到其他多种信号的共同调控,是一个复杂的调控过程。此外,ZmNAS1基因启动子在两种材料间差异明显,推测该基因在两种材料间受到的表达调控水平也不相同。     

大豆酰基载体蛋白硫酯酶基因及其启动子表达方式的初步分析

利用实时定量PCR方法,检测大豆酰基载体蛋白硫酯酶(acyl-ACP thioesterase)基因在大豆各组织中的表达方式,结果显示该基因在大豆根、茎、叶、花中的表达活性低,而种子中的表达活性较高。利用PCR方法,克隆大豆acyl-ACP thioesterase基因5’端上游2 057 bp序列,命名为AP。在线启动子预测软件分析结果表明AP序列中含有多种典型的种子特异表达元件,如RY repeat、SEF1 motif、SEF3 motif、SEF4 motif、E-box、ACGT等顺式作用元件,推测大豆acyl-ACP thioesterase基因启动子具有种子特异表达活性。     

荔枝叶瘿蚊的研究

荔枝叶瘿蚊(Mayetiola sp)是国内首次报导的荔枝新害虫。在广州一年发生6代,以幼虫在被害叶上越冬。蛹期11—14天,成虫寿命1—2天,卵期2—4天,幼虫期14—39天。越冬幼虫期可达240余天。成虫产卵于嫩叶背面,幼虫孵出后侵入叶肉并发育形成疱状突起的虫瘿,通常一叶多瘿。幼虫老熟后离瘿入土化蛹,大多数是被蛹,但也有围蛹。本文描述了各期虫态的形态特征。温湿度及荔枝品种对叶瘿蚊种群数量影响极大,“三月红”对其幼虫有高度的生理抗性。目前已发现5种瘿内幼虫的寄生蜂。每年春天,于越冬幼虫离瘿入土或成虫羽化出土前用辛硫磷进行土表施药,对压低第一代虫口密度效果显著;氧化乐果或喹硫磷、杀虫双、杀虫单、敌杀死等与敌百虫混合喷雾对卵及初孵幼虫均有明显的防效。     

农杆菌注射法瞬时转化荔枝果实组织的研究

为了寻找一种高效的荔枝果实瞬时基因表达方法,本研究以荔枝品种‘新球蜜荔’（Litchi chinensis Sonn. var. ‘Xinqiumili’）为试材,利用农杆菌注射法对荔枝果实组织进行转化,研究了果实发育时期、菌株种类、注射部位、取样时间、菌液浓度等对转化效率的影响。结果表明：选择果肉已完全包裹种子的Ⅱb期果实进行连体注射,在果柄、果皮、种子、果肉分别注入OD₆₀₀值为2.4的农杆菌菌株GV3101,4 d后取样进行检测,4个组织的GUS染色率较高。本研究成功建立了适用于荔枝果实的基因瞬时表达系统,为今后快速鉴定荔枝果实相关基因功能提供了基础。     

番荔枝中一个SWEET家族基因的克隆与表达分析

以番荔枝不同组织样品为材料,通过基因文库筛选,利用RT-PCR技术克隆出1个1227 bp的基因,命名为AT-SWEET16-1,该基因编码408个氨基酸,该氨基酸序列在N端以α螺旋形成THB结构域。生物信息学分析结果表明,该蛋白分子量为44.8 kDa,等电点为8.87。进化分析结果发现其与海枣（Phoenix dactylifera）相类聚。qRT-PCR分析结果表明,该基因在植株的根、茎、嫩叶、老叶、花蕾、花苞、幼果、成熟果中均有表达,AT-SWEET16-1基因在不同组织中的表达量依次是：成熟果>茎>根>花蕾>幼果>老叶>嫩叶;该基因在不同果实发育阶段中的表达情况为：在果实不同发育阶段,果柄中的表达量最高,果肉、果皮中则相对较低,种子中最低;但果实成熟期该基因在果柄、果肉中的表达量最高。原位杂交实验观察发现,基因表达位置为果柄韧皮部、果肉细胞膜间,结合基因表达分析结果,预示该基因在植株糖分积累与转运等方面起到一定的作用。     

多肽对荔枝成花、果实发育、产量和果实品质的影响

以海南主栽品种妃子笑和白糖罂为试材,探讨了多肽对荔枝成花、果实发育、产量和果实品质的影响。结果表明:多肽能显著提高荔枝的单株花穗数、单穗雌花数量、单果鲜重和单株产量;能通过提高优质果率、降低裂果率,提高了荔枝的商品果率;可使荔枝盛花期提前2～4d,采收期提前2～3d,能显著提高荔枝果肉的可溶性总糖含量、降低可滴定酸含量、增加了糖酸比;能提高荔枝果肉可溶性固形物、水解氨基酸和维生素C的含量,改善果实的营养品质;能提高果皮花色素苷含量,降低果皮叶绿素含量,果皮更加红艳,改善了外观品质;喷施多肽的800倍和1000倍水稀释液的总体效果好于500倍液。     

乔松根特异启动子PmPgPR10驱动Na+/H+逆转运蛋白提高转基因水稻的耐盐性

 为获得抗盐水稻,将小麦液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因TaNHX2与乔松(Pinus griffithii)根诱导型特异表达启动子PmPgPR10融合（PmPgPR10∷TaNHX2）并转化水稻,以研究PmPgPR10启动子对TaNHX2基因表达的影响以及转基因植物的耐盐性。PCR、Southern和实时PCR试验结果表明,PmPgPR10∷TaNHX2基因已通过农杆菌介导法整合进水稻基因组,而且外源基因已在受体细胞中正确表达。在盐胁迫处理时,转PmPgPR10基因植株的耐盐性以及外源基因的表达量显著高于对照植株,说明PmPgPR10启动子可以调控TaNHX2基因在根中特异表达。为了进一步分析转基因植株耐盐机理, 比较了日本晴和转基因T3代植株中液泡腺苷三磷酸酶（V ATPase）和液泡焦磷酸酶（V PPase）活性,发现转PmPgPR10∷TaNHX2基因水稻的V ATPase和V PPase酶活性显著高于非转基因对照,说明V ATPase和V PPase活性提高在转TaNHX2基因水稻耐盐性过程中发挥重要作用。在盐胁迫处理时,V ATPase和V PPase活性只能在转基因植株的根中但不能在叶片中被检测到,进一步说明PmPgPR10启动子在根中特异性表达。因此,PmPgPR10具有在根中增强下游TaNHX2基因表达,并显著提高转基因植株耐盐性的能力。     

荔枝树冠长势的几种测量方法对比

选择长势稍有差异的两组糯米糍(Nuomici)荔枝树，探索测量荔枝(Litchi chinensis Sonn)树冠长势的简单和精确的方法，分别测量他们的末次秋梢枝条长度、枝条粗度、复叶数、小叶数、小叶长度、小叶宽度、叶片厚度、叶脉粗度、叶片鲜重、自然干燥叶片的重量、烘干至恒重的叶片重量等。结果表明：在两组长势稍有差异的同一个荔枝品种中，他们的枝条长度、枝条粗度、复叶数、小叶数、小叶长度、小叶宽度、叶片厚度、叶脉粗度等数据没有统计学上的显著差异，但叶片鲜重、自然干燥叶片的重量、烘干至恒重的叶片重量则差异显著。作者认为：通过测量叶片鲜重来定量判定荔枝果树树冠长势的方法是既简单又精确的办法之一。     

越冬期荔枝叶片活性氧代谢和渗透调节物质的变化

以耐寒性较强的荔枝品种元红和耐寒性较弱的兰竹为材料,研究荔枝(Litchi chinensis Sonn.)叶片在越冬期的活性氧代谢及其渗透调节物质(可溶性蛋白质、可溶性糖)含量变化.结果表明: (1)越冬期间,随着温度的降低不同程度地增加了荔枝叶片过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,其中,兰竹H2O2和MDA含量增加幅度均大于元红,而可溶性蛋白质、可溶性糖含量的积累则小于元红.(2)越冬期间,荔枝叶片超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性增强;还原型谷胱甘肽(GSH)含量增加,且到翌年2月18日达最大值而后下降;过氧化氢酶(CAT)活性和兰竹的抗坏血酸(AsA)含量呈下降趋势,而元红的AsA含量先增加后降低.与耐寒性较弱的兰竹相比,元红在越冬期维持较高的活性氧清除能力.     

灰树花gpd-GF启动子的克隆与表达载体的构建

根据已经报道有强启动子活性的香菇gpd启动子设计引物，从灰树花基因组PCR扩增获得大小分别为1018,615bp的2个片段gpd-GF1和gpd-GF2，通过DNA序列测定得知二者的大小分别为1018,615bp，经NCB1中的BLASTN比较，gpd-GF1，gpd-GF2与已报道的香菇中克隆的gLeGPD基因上游序列的同源性分别为96%，98%，通过启动子预测软件分析，结果表明，gpd-GF1和gpd-GF2含有多个顺式作用元件如TATA box,GAtA box,CAAT box等，初步证实 gpd-GF1,gpd-GF2可能有较强的启动子活性。将gpd-GF1,gpd-GF2分别与切除CaMV35S启动子的pCAMB1A1301大片段进行亚克隆，构建成表达载体pCBgpdGF1和pCBgodGF2。     

66份荔枝古树遗传多样性的RAPD分析

采用RAPD技术对66份荔枝古树(其中福州市64份,广东开平市2份)资源进行遗传多样性分析.结果表明,16个随机引物共产生232条RAPD带,其中216条为多态性带,占总带数的93.10%,说明66份荔枝古树资源有丰富的多样性.根据扩增条带多态性,利用UPGMA构建了荔枝古树的亲缘关系树状图,遗传距离为0.000～1.000.当D=0.909时,66份荔枝古树资源可以分为3组;当D=0.746时,分为9组;当D=0.578时,可归为18组,同一地方的荔枝古树基本可以划分在一起,但也有个别划分在不同组,亲缘关系较远,表明福州市区荔枝古树群体存在一定的遗传变异.该研究为福州市区荔枝古树特异基因资源的保护与进一步挖掘利用提供了科学依据.