陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列分析

为了筛选棉花抗逆转基因育种的候选启动子,根据陆地棉脱水素基因GhDHN1的cDNA序列和陆地棉基因组序列,利用生物信息学分析方法,获得棉花陆地棉脱水素基因GhDHN1启动子序列。结果表明,该启动子上多个位点含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,并含有非生物逆境胁迫响应元件、响应植物激素顺式作用元件、多种光调控相关的顺式作用元件以及胚乳表达顺式调控元件等。推测GhDHN1基因的启动子受光诱导,同时受低温和干旱胁迫等非生物逆境的诱导,参与棉花的生长发育。     

花生DREB类转录因子基因AhDREB3的序列及非生物胁迫下表达分析

DREB类蛋白属于AP2/ERF转录因子家族的一个亚家族,在植物非生物胁迫抗性调控中具有重要功能。为了挖掘花生逆境胁迫相关功能基因AhDREB3,从已公布的花生基因中找到干旱应答元件结合蛋白3（AhDREB3）的编码基因全序列,做编码蛋白的进化分析。根据已知序列设计引物,通过荧光定量PCR检测了该基因在低温、高盐和干旱胁迫下及对外源ABA响应和表达。荧光定量PCR结果显示,AhDREB3基因在花生的叶片和根中对低温没有响应,对高盐（叶片和根）和干旱（根）胁迫有较大响应,说明它可能参与了花生对高盐和干旱胁迫的适应性调控。此外,AhDREB3基因的表达在花生叶片和根中对外源ABA响应变化小,暗示了该基因在花生中可能通过不依赖于ABA的方式起作用。     

逆境信号下木薯MeMYC2转录因子表达及功能分析

MYC2是茉莉酸信号途径中的关键节点基因,在植物生长发育及逆境信号响应过程中发挥重要作用。本研究基于木薯基因组数据库序列,以木薯‘cv. 60444’品种为材料,采用RT-PCR方法同源克隆得到MYC2基因（数据库No. Manes.17G016000）,命名为MeMYC2.1。MeMYC2.1基因开放阅读框（ORF）全长2055 bp,无内含子,氨基酸序列中包含典型的bHLH保守结构域;序列比对分析发现MeMYC2与蓖麻MYC2具有较高同源性。外源施加植物激素水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、过氧化氢（H₂O₂）以及低温胁迫下,木薯叶片中MeMYC2.1的表达被显著诱导。进一步克隆获得MeMYC2.1基因上游1500 bp启动子序列,利用在线数据库PlantCare分析发现,MeMYC2.1启动子序列中不仅含有响应茉莉酸的顺式元件CGTCA/TGACG,还含有低温响应元件LTR及ABA响应元件ABRE。以上研究结果表明,MeMYC2.1可能是植物激素茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）响应低温物胁迫分子网络中的一个节点基因,对其功能的深入研究将有助于探讨JAs在植物低温胁迫应答中的作用机制。     

陆地棉焦磷酸酶基因GhVP的启动子序列分析

为了筛选棉花耐盐转基因育种所需的诱导型候选启动子，本研究根据陆地棉焦磷酸酶基因GhVP的cDNA序列和陆地棉基因组序列，获得陆地棉焦磷酸酶基因GhVP启动子序列，并对其进行生物信息学分析。结果表明，该启动子具有多个基本元件TATA-box和CAAT-box，并含有多种逆境胁迫诱导相关的响应元件，含有丰富的光响应元件以及其他多种顺式作用元件。推测GhVP基因的转录同时受光、高温、干旱、创伤、脱落酸诱导，受生物钟控制的顺式元件调控，参与棉花的生长发育。     

小麦转录因子 TaDREB6基因启动子的克隆及活性分析

启动子的分析有助于解析植物抵御不良环境的机制。植物DREB转录因子参与对干旱、低温和高盐等胁迫的响应,在抗逆中起着重要作用。本研究利用反向PCR方法从小麦中克隆获得DREB转录因子TaDREB6基因启动子,长度为1 705 bp。PLACE和PlantCARE分析发现,TaDREB6基因启动子包含多种胁迫相关元件。构建由TaDREB6基因启动子驱动的GUS植物表达载体,转化小麦成熟胚愈伤组织,组织化学染色结果表明,TaDREB6基因启动子是诱导型启动子,受干旱、低温、盐、脱落酸和水杨酸等胁迫诱导。Real-time PCR显示,TaDREB6基因受多种胁迫诱导表达,与TaDREB6启动子活性分析结果一致,这些结果为进一步分析DREB转录因子的功能提供了依据。     

大豆GmPR10基因启动子的克隆及序列分析

GmPR10基因是病程相关蛋白PR10(pathogenesis-related proteins 10)在大豆中的同源基因。为探明大豆GmPR10基因的表达调控规律,应用PCR技术从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号中克隆了GmPR10基因上游2 235 bp的启动子序列pGmPR10,定向替换pBI121载体的CaMV35S组成型启动子,构建植物表达载体pBI121/pGmPR10/GUS,并转化农杆菌侵染烟草叶盘。GUS染色结果表明,pGmPR10受聚乙二醇(PEG)、低温(4℃)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)诱导表达,因此推测GmPR10基因可能参与植物激素调节植物生长发育的过程,以及生物胁迫和非生物胁迫条件下植物对环境响应的过程。此外,利用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析pGmPR10,结果表明:pGmPR10含有启动子的一般结构TATA-box和CAAT-box,光应答元件,生长素和细胞分裂素响应元件,热激元件,低温应答元件,干旱应答元件以及ABA、SA、JA应答元件等。     

大豆GmGolS基因高温胁迫应答及启动子活性分析

肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)是棉子糖系列寡糖(RFOs)生物合成途径中的关键酶。为探究大豆GmGolS基因的高温胁迫调控机制,通过实时荧光定量PCR检测GmGolS在高温胁迫下的表达量,通过PCR从大豆基因组DNA中扩增GmGolS基因启动子序列,将其连接到植物表达载体pCAMBIA1301上并转化烟草,通过GUS组织化学染色和实时荧光定量PCR检测GmGolS启动子的高温诱导启动活性。结果表明：高温胁迫可以强烈诱导GmGolS的表达。1 739 bp的GmGolS启动子序列中含1个生长素响应元件、1个干旱诱导的MYB转录因子结合位点、2个厌氧诱导元件、1个防御和胁迫响应元件、1个脱落酸响应元件、1个茉莉酸响应元件和1个缺氧诱导元件。成功获得3棵GmGolSP转基因烟草植株。GmGolS启动子的活性可以被高温胁迫诱导。     

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。     

木薯MePP2CAb基因克隆及表达分析

2C型蛋白磷酸酶（protein phosphatase 2C,PP2C）在ABA核心信号途径中发挥着重要作用。为了研究PP2C基因在木薯响应非生物胁迫过程中的功能，本研究通过RT-PCR技术，从木薯Arg7中克隆得到MePP2CAb基因，并对其进行生物信息学分析、自激活活性分析、启动子活性分析及不同逆境和激素处理下的表达模式分析。结果表明：（1）MePP2CAb基因的长度为1296 bp，包含431个氨基酸残基，蛋白相对分子量和理论等电点分别为47.08 kDa和5.5，具有PP2C家族的结构域特征。蛋白质序列比对结果显示，MePP2CAb与橡胶树和麻风树的PP2C序列最为相似，一致性分别为82.75%和74.01%，在C-端保守。上述结果证明MePP2CAb基因属于PP2C家族。（2）MePP2CAb基因在木薯块根中的表达最高。（3）MePP2CAb具有一定的自激活活性，MePP2CAb基因的全长启动子的活性也较高。（4）MePP2CAb基因属于ABA核心通路，启动子序列分析显示，它包含ABRE(abscisic acid responsiveness)元件、MeJA响应原件、干旱...     

龙眼胚性愈伤组织DlRan3A和DlRan3B基因启动子的克隆及其生物信息学分析

植物Ran蛋白与核质运输、微管形成等过程密切相关。通过Tail-RCR结合接头连接介导PCR法克隆了龙眼胚性愈伤组织(Embryogenic callus,EC)Ran家族DlRan3A和DlRan3B基因的5′调控序列,长度分别为1276和714 bp。结合生物信息学法,分析启动子的转录起始位点和顺式作用元件。结果表明:龙眼EC DlRan3A和DlRan3B基因启动子分别存在1处和3处转录起始位点,且除了含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还含有多个光响应元件、激素应答元件、防御与逆境胁迫响应元件等。龙眼EC DlRan3A和DlRan3B启动子转录活性可能受到光、激素信号及逆境胁迫因素的诱导,在龙眼体胚发生过程中的信号转导应答过程中发挥重要作用。此外,在DlRan3A启动子区预测到1个长度为214 bp的CpG岛,为后续研究该基因启动子甲基化水平及分子调控机制提供了线索。龙眼EC Ran基因启动子的克隆与生物信息学分析有助于揭示Ran在体胚发生过程中的作用。     

辣椒CaMAPK7启动子顺式作用元件及其表达分析

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在植物生长、发育和适应环境中起着十分重要的作用,但对该家族多数成员的表达调控机制认识仍十分有限。前期实验已分离获得辣椒一个MAPK家族成员Ca MAPK7,并发现该基因的表达受病原菌、高温等逆境的诱导,但其表达调控机制仍不清楚。本研究进一步分离了Ca MAPK7的启动子序列(p Ca MAPK7),发现其TATA框位于-165 bp与-170 bp之间,此外还发现W-box,HSE,TCA,LTR,ERE等多种与生物及非生物逆境胁迫应答相关的顺式作用元件。通过构建该启动子与报告基因GUS融合表达载体p Ca MAPK7::GUS,利用农杆菌介导的本氏烟草叶片瞬间表达系统分析发现p Ca MAPK7可应答青枯菌接种及水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、油菜素内酯(BR)、脱落酸(ABA)和乙烯(ET)等外源激素处理,表明Ca MAPK7应答青枯菌、外源激素处理主要是通过该启动子介导的转录调节实现的。     

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。     

CaDREB3启动子分离及其缺失体转基因烟草的获得

CaDREB3是辣椒DREB家族中1个成员,为明确CaDREB3受逆境胁迫诱导表达的分子机制,从辣椒基因组DNA中分离获得了CaDREB3上游的启动子,利用生物信息学软件进行顺式作用元件的分析,结果表明该启动子的TATA框为起始密码子ATG上游-89 bp至-86 bp的TATA,同时含有多种与逆境胁迫相关的顺式作用元件,如ABRE、HSE、MYB和TCA等,并使用Gateway技术构建了启动子6个缺失体的GUS融合载体,获得了6个缺失体的烟草转基因植株,这些结果为将来分析该启动子应答逆境胁迫的调控区域奠定了一定的基础。     

拟南芥AtNUDT8启动子的分离及其功能分析

根据已发表的拟南芥基因组序列设计合成一对引物,以拟南芥基因组DNA为模板克隆AtNUDT8上游非编码区,并与pBAR-GUS3相连构建了植物表达载体pNUDT8P-GUS,采用农杆菌GV3101介导的渗透法转化野生型拟南芥,通过除草剂筛选获得了一批抗性纯合子转基因植株,再对转基因植株2周幼苗进行GUS活性的组织化学染色分析,并对3.5~4周的转基因植株叶片进行病原菌诱导表达分析。结果表明：已获得AtNUDT8启动子,该启动子为组成型表达启动子,并且病原菌Pst.DC3000对该启动子无诱导作用。     

大豆gma-miR1514b生物信息学分析及人工microRNA植物表达载体构建

MicroRNAs在植物发育与逆境响应等多个方面具有重要的调节作用。本研究采用生物信息学方法分析gmamiR1514b的靶基因和启动子中的顺式作用元件。PLACE和Plant CARE启动子在线预测工具分析表明gma-miR1514b启动子序列具有TATA-box、CAAT-box基本的顺式作用元件和一些参与光、逆境和植物激素应答相关的顺式作用元件。PMRD软件预测获得5个gma-miR1514b靶基因,分别与拟南芥CA2、NTL9和ANAC014基因同源。通过重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有amiR1514b前体的植物表达载体amiR1514b-p CAMBIA3301。     

大豆gma-miR1510a生物信息学分析及人工microRNA植物表达载体构建

Micro RNAs(mi RNAs)是最近发现的一类广泛存在的内生的小RNAs,在转录水平负调控基因的表达。本研究采用生物信息学方法分析gma-mi R1510a的靶基因和启动子中的顺式作用元件。PLACE和Plant CARE启动子数据库分析表明gma-mi R1510a启动子具有一些参与非生物胁迫、植物激素、组织特异表达和光应答元件。PMRD软件预测获得9个gma-mi R1510a靶基因,属于抗病蛋白和ATP结合家族成员。通过重叠PCR方法替换拟南芥At-MIR319的成熟链和互补链序列,构建含有ami R1510a前体的植物表达载体ami R1510a-p CAMBIA3301。     

AtSDG8启动子区域功能元件的分析

启动子控制着基因表达的起始和程度,对基因的活动起着“开关”作用.为了深入了解基因SDG8的功能与特性,对SDG8启动子进行了初步的功能分析.以GUS作为报告基因,选取长度不同的两个启动子片段构建载体,转化到拟南芥中,获得转基因植株SLP和SSP.通过GUS基因的表达分析推测SDG8启动子的核心功能区域在-873～-2706 bp之间,这一结果为进一步研究SDG8基因的功能和结构打下了基础.     

野生木薯中蔗糖合酶基因I的启动子克隆与调控区域鉴定

克隆了野生木薯蔗糖合酶I基因的5′侧翼序列,发现其5′UTR区存在一个前导内含子,为了探究该基因启动子的调控区域以及前导内含子的可能功能,构建了6个侧翼序列梯度缺失载体并转化烟草。结果表明:野生木薯蔗糖合酶I基因的前导内含子可单独起始基因的转录,部分启动子序列的缺失会对基因的转录活性产生较大影响;不同缺失载体烟草转化株响应ABA的程度和方向存在差异,可能与ABA响应相关顺式作用元件的分布以及启动子序列与前导内含子的互作相关。该结果将会对木薯蔗糖合酶I基因的遗传改良提供理论指导。     

大麦脱水可诱导启动子的克隆及其瞬间表达载体的构建

为进一步研究脱水可诱导启动子的结构和功能，并为开展禾谷类植物转基因研究选择启动子提供依据，用大麦品种撒哈拉幼苗提取的总DNA为模板，利用设计合成的引物对进行PCR定向扩增，获得了HVA1s、Dhn4s和Dhn8s启动子片段。通过分离、纯化、酶切和连接，把启动子片段分别插入到带有GFP和GUS报告基因的表达栽体质粒中。经测序确认，目标启动子片段与原报道的同源启动子序列一致性达95．3％以上。HVA1s、Dhn4s和Dhn8s启动子在构建的瞬间表达载体pHVA1sGFPG、pDhn4sGFPG、Dhn8sGFPG和pHVA1sGUSR、pDhn4sGUSR、pDhn8sGUSR中，都具有启动表达报告基因的能力，通过基因枪转化大麦幼苗可有效启动gfP和gus基因瞬间表达。     

植物激素应答元件研究进展

植物激素在植物生长发育的过程中发挥了重要作用,对激素应答元件的研究将有助于对植物激素作用机制的研究。对常用植物激素生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯、水杨酸和茉莉酸的应答元件研究进行了全面的综述,可为植物激素基因表达调控方面的研究提供有益的资料。