sikFBA4基因启动子的克隆及低温表达模式分析

天山雪莲生长于常年积雪覆盖高海拔处的高山区域,具有很强的极端低温生境适应能力,属于研究植物低温适应的良好模式植物。前期的研究表明,sikFBA4基因可以显著提高番茄的抗寒能力。为进一步研究sikFBA4基因的耐寒响应模式,以天山雪莲为材料,采用实时荧光定量PCR分析sikFBA4在低温胁迫下的表达模式;利用高效热不对称PCR法(Hi-Tail PCR)克隆sikFBA4启动子序列并进行生物信息学分析。为分析PsikFBA4序列克隆的完整性及转录表达特性,将PsikFBA4与GUS基因融合在烟草中进行瞬时表达。结果表明,sikFBA4在低温胁迫条件下的表达发生瞬时显著上调,并在1 h达到峰值,而后表达下调。通过启动子克隆分析,在PsikFBA4序列-1648 bp位置处具有冷响应元件LTRE;进一步的GUS染色和酶活力测定结果表明,低温能够显著提高GUS基因的表达活性,说明sikFBA4属于低温诱导型基因。SikFBA4基因启动子的克隆、序列分析以及表达分析,为进一步探究雪莲果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(sikFBAs)基因的表达与调控机制奠定了基础。     

花生种子特异启动子AHSSP1的克隆及功能分析

为丰富花生种子特异启动子资源,本研究利用PCR技术在花生基因组中克隆了种子贮藏蛋白基因PSC32的启动子AHSSP1,利用半定量RT-PCR检测了PSC32基因表达模式,借助NewPLACE在线分析了AHSSP1序列中存在的顺式作用元件,并构建了AHSSP1驱动GUS报告基因的表达载体,经农杆菌转化获得转基因拟南芥,经GUS组织化学染色鉴定了该启动子的功能。结果表明,PSC32基因957 bp长的启动子AHSSP1序列具备种子特异表达启动子特有的3个RY REPEAT元件。半定量RT-PCR分析发现,PSC32基因在花生成熟种子中表达,而在饱果成熟期根、茎、叶片、花、入土前的果针、成熟种子的果壳中均不表达。GUS组织化学染色发现,转基因拟南芥成熟种子以及萌发种子的子叶、下胚轴和胚根均能够被染上蓝色;长出真叶后,子叶和下胚轴仍能被染色,而根和真叶不能被染上蓝色;成年期转基因拟南芥的叶片也不能被染上蓝色。而野生型拟南芥整个生长时期均不能被染上蓝色。以上现象说明AHSSP1是一个种子特异启动子。本研究丰富了花生种子特异启动子的资源,对花生籽仁品质改良或以花生籽仁作为“生物反应器”的研究具有重要的应用价值。     

提高根癌农杆菌介导的香石竹遗传转化效率的研究

以无菌苗叶片为外植体,在根癌农杆菌介导下建立并优化了香石竹5个品种的遗传转化体系。预培养2d可明显提高转化率;香石竹品种间在转化上存在差异;培养基中添加20μmol的AgNO3抑制不定芽的分化。转化植株在含25mg·L-1卡那霉素的生根培养基上培养,生根率为72 1%,GUS检测结果55%的转化植株呈蓝色,PCR扩增表明阳性率为32 2%,Southern杂交证实外源基因已整合到植物基因组中。     

Liquid culture and transformation of hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa Sieb. et Zucc.)

Hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa) is one of the most important timber resource forest trees in Japan. Because seed production from a seed orchard of hinoki cypress is not constant every year, micropropagation from a limited amount of material is useful. Up to now, the conventional tissue culture method using solid medium has been used. Here a new method using liquid culture in tubes rotated vertically is described. Shoot primordium of hinoki cypress was inoculated in Campbell and Durzan’s (CD) liquid medium containing different cytokinins (6-benzylaminopurine (BAP), Zeatin, thidiazurone (TDZ)), and the container tubes were rotated vertically around the axis at 2 times / min. Culture room temperature was 25°C and light condition was 16 h photoperiod per day of fluorescent lamps. Zeatin at 1μM concentration was the best for maintaining the shoot primordium production and TDZ induced callus on the surface of the shoot primordia. After shoot primordium multiplication in the liquid culture, they were transplanted to agar medium for shoot elongation. A high concentration of agar (up to 16 g/L) or AVF (anti vitrification factor from Dr. Nairn, 1995) was effective to prevent vitrification of the shoots. Transformation of shoot primordium was done using particle bombardment with vectors containingβ-glucuronidase (GUS) gene or herbicide resistance gene (bar). Positive result for transient transformation was observed with the histo-chemical study for transformation with GUS. Integration of a useful herbicidebar gene into the shoot primordium culture system was also tried and stably transformed plants were obtained. This is the first report of stable transformation of Japanese conifer using practically useful gene. The generous supply of AVF-B from Dr. B.J. Nairn, Tasman Forestry, NZ is also appreciated.     

2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

高等植物ACC氧化酶基因启动子研究进展

启动子是控制植物基因表达的重要DNA序列结构,本文从高等植物ACO基因启动子克隆、顺式作用元件分析及GUS基因表达等方面着眼,综述该领域的研究进展。     

影响农杆菌介导甜瓜子叶遗传转化的因素

以甜瓜子叶作为根癌农杆菌介导转化的受体,通过GUS基因瞬时表达率的分析,研究此转化体系的最佳实验参数.实验结果表明,预培养时间、预培养后对外植体进行处理、感染时间、共培养时间、农杆菌工程菌的浓度等对转化效率都有一定的影响,但是根癌农杆菌诱导物AS并不能大幅度提高转化效果.对外植体进行重新处理,预培养2 d,用OD560为0.3的农杆菌工程菌感染15～25 min,共培养3～4 d的理想条件下,GUS瞬时表达率可达85%.     

农杆菌介导的半夏GUS基因瞬时表达

采用根癌农杆菌感染半夏无菌叶片、叶柄和愈伤组织,对GUS基因的瞬间表达进行研究,并分析了不同转化受体、感染时间、菌液浓度、共培养、预培养时间、菌种对GUS基因的瞬间表达的影响。结果显示,以半夏的无菌苗叶柄和愈伤组织,在OD值为0.2的EHA101或EHA105农杆菌液中感染15 min,叶柄暗处共培养3 d,愈伤组织2 d,能够得到较高的GUS基因瞬间表达。     

水稻基因启动子Ospz1的克隆与表达特性研究

在水稻基因组芯片分析的基础上,克隆到一个在水稻中高水平表达基因OsSG15'末端启动子区域1.6-kb的DNA片断,即Ospz1启动子,构建了由Ospz1启动子引导的GUS重组基因,并经农杆菌介导将重组基因导入到水稻中.对转基因水稻植株中GUS活性的定性测定结果表明,Ospz1启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片、芽和根中高效表达,而在其它器官中不表达或表达活性极弱,表现出组织特异性.Ospz1启动子可用于农作物生物技术的遗传改良.     

根癌农杆菌介导的悬铃木叶片遗传转化体系研究

以葡糖醛酸糖苷酶(GUS)基因瞬时表达率为指标,研究了不同因子对根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的悬铃木叶片遗传转化系统的影响.结果表明,预培养9 d的悬铃木叶片在OD600值为0.7的根癌农杆菌菌液中浸染10 min后,再在含有100μmol.L-1的乙酰丁香酮的共培养培养基上黑暗条件下共培养3 d叶片的遗传转化效率最高.该体系为进行农杆菌介导目的基因培养悬铃木新品种奠定了基础.