草地早熟禾PpGA2ox基因启动子的克隆及功能分析

为了研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)GA2-氧化酶基因(PpGA2ox)的启动子,利用染色体步移的方法从草地早熟禾中克隆得到1109bp的PpGA2ox基因启动子序列。Plant CARE在线预测结果表明该启动子序列中存在CAAT-box、TATA-box等启动子基本顺式作用元件以及响应干旱胁迫和茉莉酸甲酯诱导的调控元件。构建PpGA2ox基因启动子与GUS报告基因融合的植物表达载体转化拟南芥,阳性植株GUS组织化学染色结果表明PpGA2ox基因启动子可以驱动GUS基因在拟南芥中表达并且表达具有组织特异性。与对照相比,激素处理及非生物胁迫下GUS基因表达量发生变化,推测PpGA2ox基因的表达可受到激素及非生物胁迫调控。     

紫花苜蓿MsLEA4启动子的克隆及表达分析

为了深入研究紫花苜蓿（Medicago sativa）MsLEA4基因的功能,本试验采用染色体步移技术从紫花苜蓿基因组中扩增出MsLEA4启动子序列,构建GUS植物超表达载体,并根据序列分析结果对紫花苜蓿进行相应逆境胁迫。结果表明：紫花苜蓿MsLEA4启动子含有响应脱落酸（abscisic acid,ABA）调控的顺式作用元件ABRE,响应赤霉素（gibberellin,GA）调控的顺式作用元件P-box,参与胚乳合成的顺式作用元件GCN4和Skn-1,以及涉及光调控和光周期的顺式作用元件;外源ABA、GA、持续光照以及黑暗均能诱导MsLEA4基因的表达;GUS基因只在拟南芥花和荚果中表达。因此,MsLEA4基因能参与紫花苜蓿的逆境调控,与该基因启动子序列中所含的一系列顺式作用元件相关。本研究为进一步探索MsLEA4基因在紫花苜蓿逆境胁迫、光调控以及组织特异性表达中的作用奠定了基础。     

盐生草HgNHX1基因启动子的克隆及功能验证

为了进一步探明盐生草HgNHX1基因启动子的功能,从盐生草基因组中克隆了HgNHX1基因上游 5'侧翼调控区1523 bp的序列,即HgNHX1基因启动子(pHgNHX1)序列,并利用PlantCARE、PLACE等在线软件对HgNHX1基因5' 端上游序列进行预测和分析,发现该启动子中除具有TATA-box、CAAT-box等核心启动子元件外,还含有多个与盐、干旱、缺水、冷、伤害等逆境胁迫诱导有关的作用元件;同时具有生长素、脱落酸、赤霉素及乙烯等植物激素诱导响应的功能元件,表明分离得到的DNA片段具有典型启动子的一般特征。构建pBI-HgNHX1启动子植物表达载体并转化拟南芥和烟草,利用组织染色法鉴定转基因烟草和拟南芥的 β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)表达模式,发现在转基因拟南芥的各个器官均有GUS 酶的活性,说明pHgNHX1具有一定的组成型启动子活性。     

柠条锦鸡儿CkNCED1基因启动子的克隆及表达分析

利用染色体步移(Genome walking)技术,克隆柠条锦鸡儿CkNCED1基因上游启动子序列。经顺式元件预测分析,该序列除基本的启动元件之外,还含有2个脱落酸诱导响应元件ABRE、此外还含有多个逆境相关的元件。将CkNCED1基因启动子区连接到pGWB533植物表达载体上,构建Promoter::GUS载体,GUS组织化学染色结果表明,CkNCED1基因在植物的叶、根、茎、花和角果的维管组织中均有表达,且在叶片中表达强度最高。以上研究确定了柠条锦鸡儿CkNCED1基因的表达部位和强度。进一步说明CkNCED1基因在ABA合成调控中发挥重要作用,为深入研究基因功能奠定基础。     

马铃薯SGT3基因表达及其启动子功能分析

鼠李糖转移酶(rhamnosyltransferase SGT3)是植物糖苷生物碱合成的关键酶,它主要调控α-茄碱和α-查茄碱从其β形式的转化。本文研究马铃薯栽培种SGT3基因的表达特点及其启动子的功能。实时定量PCR结果发现在红光照射24 h后,SGT3的表达量是黑暗处理的26.8倍,说明红光显著诱导了SGT3的表达;为进一步分析该基因的光调控机理,本项研究克隆到SGT3上游长度为2449 bp的启动子序列,通过分析发现该启动子的转录起始位点位于翻译起始位点上游-152 bp,同时确定了该启动子核心序列及上游增强子、抑制子序列,受病原菌、损伤、干旱、ABA 激素及一系列光调控的顺式元件。构建不同长度(349,572,979,1312和1870 bp)的该启动子驱动报告基因GUS的植物表达载体并转化烟草。结果证明,不同长度的SGT3启动子都可以启动GUS表达,但没有CMV 35S启动的GUS表达量高;其中在P572和P979的表达强度较高,这可能与该片段含有启动子的正调控元件(GATA BOX,5′UTRPY-RICH STRETCH)有关,GUS表达强度在P1312和P1870中明显减弱,预测到该区段存在抑制基因表达的负调控元件(WRKY710S);SGT3启动子的组织特异性实验表明GUS染色主要集中在烟草叶片的叶脉部分,茎中的表皮、韧皮部及木质部,但髓部几乎不表达,根中主要分布在根冠、分生区以及维管束组织中。上述结果为将来研究SGT3在糖苷生物碱合成过程中的调节功能提供了依据。     

桑树病程相关蛋白基因MuPR1-2的启动子克隆及诱导表达活性

研究桑树抗病关键蛋白基因的启动子及其活性,对阐明基因的功能与表达调控机制十分重要。利用Tail-PCR技术成功地从桑树叶片基因组DNA模板中扩增得到病程相关蛋白基因MuP R1-2的启动子,将之命名为pM uP R1-2。利用PlantC ARE软件分析pM uP R1-2的核苷酸序列,发现其具有多个转录起始所必需的顺式作用元件以及多种转录因子结合位点,另外还包含多种环境因子响应元件。构建由pM uP R1-2启动GUS基因表达的植物表达载体,通过农杆菌介导的烟草瞬时表达及GUS组织化学染色分析pM uP R1-2具有启动子的功能,证实烟草叶片接种Pst DC3000菌液后能驱动下游报告基因GUS表达,pM uP R1-2具有病原菌诱导表达活性。进一步构建pM uP R1-2稳定表达的转基因拟南芥植株,通过GUS组织化学染色与GUS荧光定量分析发现pM uP R1-2不仅具有病原真菌和细菌诱导表达活性,同时具有可被多种激素诱导表达的特性和组织表达特异性。     

牛CART基因核心启动子鉴定及转录调控分析

旨在筛选牛CART基因核心启动子区并鉴定调控CART表达的转录因子,探究其转录调控机制。本研究采集3头健康母牛下丘脑组织,提取基因组DNA,通过PCR扩增、测序获得牛CART启动子序列,EMBOSS、MethPrimer、New PLACE数据库分析启动子结构特征;构建4个包含不同截短长度的CART启动子报告基因载体,双荧光素酶报告基因活性检测鉴定核心启动子区;应用DNA pull down结合质谱分析(n=3),功能聚类及结合位点预测分析筛选核心启动子区候选转录因子;构建转录因子过表达载体,转染至293T细胞,分析转录因子对牛CART核心启动子区的转录调控功能(n=3)。结果表明,牛CART基因-1 200 bp～+22 bp区域存在CpG岛和TATA box、CAAT box等顺式作用元件;构建的4个截短启动子报告基因载体均具有转录起始活性,-292 bp～+22 bp片段转录起始活性最强,为牛CART基因核心启动子区;转录因子RFX5、CREB、RFX1、JUND、TEAD4、TFAP2D、RELA可与牛CART基因核心启动子区特异性结合;进一步研究证实RFX5、RFX1、TEA...     

山定子与早花山定子开花相关基因表达及MbAP1启动子分析

以山定子和Y系早花山定子为试材,分析苹果不同花发育相关基因MbFT1、MbFD、MbMADS12、MbAP1、MbSOC1在山定子和早花山定子的芽及韧皮部中的表达模式,以期为探究早花山定子早花机制提供理论依据。研究结果显示,MbAP1基因在山定子和早花山定子中的表达模式及表达量可能是影响早花山定子早花发育的一个重要因素,分别以山定子和早花山定子的基因组DNA为模板,扩增MbAP1基因的启动子序列。研究结果显示,山定子和早花山定子MbAP1基因的启动子序列存在碱基差异位点,其中在-388bp碱基处碱基由C 变为G,作用元件由山定子的生长素响应元件(TGA-element)变为早花山定子的水杨酸响应元件(TCA-element),推测MbAP1基因在山定子和早花山定子中表达模式的不同可能与两者启动子碱基差异有关。     

鹅MyoG基因启动子活性及转录调控元件分析

旨在分析鹅MyoG基因启动子活性区域和转录因子,探究该基因的转录调控机制。本研究首先通过PCR扩增泰州鹅MyoG基因5'侧翼区序列1 245 bp并对其进行测序和生物信息学分析,其次,构建4个不同缺失片段的双荧光素酶报告载体,转染C2C12细胞系。进一步利用在线软件预测核心启动子区关键转录因子,对转录因子结合位点HNF4（-521～-503 bp）、USF （-379～-370 bp）和E2（-296～-281 bp）进行定点突变并构建突变报告基因载体,在C2C12细胞系内初步鉴定MyoG基因核心转录调控因子。最后,采集70日龄泰州鹅胸肌、腿肌、心、肝、脾、肺、肾和下丘脑组织样,利用荧光定量PCR检测MyoG基因和核心转录调控因子的组织表达谱。结果表明,扩增得到的鹅MyoG基因5'侧翼区序列包含启动子元件;利用双荧光素酶报告载体检测到鹅MyoG基因启动子区-624～-154 bp区域存在关键顺式调控元件;结合定点突变技术初步鉴定USF是鹅MyoG基因核心转录调控元件。组织表达谱研究进一步表明,MyoG和USF基因在鹅8个不同组织中均有表达,且在胸肌、腿肌和心组织中共同高表达（P<0.01）。鹅MyoG基因5'侧翼区具有启动子转录活性,-624～＋37 bp是核心启动子区,USF是MyoG核心转录调控因子。试验结果为探究MyoG基因在鹅肌肉发育过程的调控机制提供理论依据。     

徐淮山羊c-Myc基因启动子的克隆及其功能的初步分析

本研究旨在确定徐淮山羊c-Myc基因启动子区域,找出该基因启动子的核心调控区,初步探讨c-Myc基因的表达调控机制。根据UCSC基因组数据库已公布的绵羊c-Myc基因的启动子序列,设计特异性PCR引物扩增c-Myc基因的一系列启动子缺失片段,定向克隆至pEGFP-N1和PGL3-c-Myc,分别转染gFF、COS7及P19细胞,并进行TSA和NFAT1诱导,同时对-402~-249bp区域的转录因子SP1结合位点进行定点突变,最后进行双荧光报告基因活性检测。结果表明,徐淮山羊c-Myc基因5′侧翼区-1 334~+1bp区域的启动子活性最强,-402~+1bp区域为c-Myc基因启动子基本活性区域。进一步研究发现,-1 334~-971bp、-587~-147bp区域存在正调控元件,-1 976~-1 334bp、-971~-587bp区域存在负调控元件。TSA和NFAT1均能增强cMyc启动子的活性,SP1结合位点定点突变后,启动子活性降低。本试验通过构建包含c-Myc基因启动子不同片段的重组报告基因载体并比较其转录活性,确定了c-Myc基因启动子的核心区域,发现转录因子SP1是c-Myc基因启动子核心区域的调控元件,为进一步研究c-Myc基因的表达调控机制奠定了基础。     

青香蕉苹果α-法尼烯合酶基因启动子的克隆及序列分析

α-法尼烯的合成及α-法尼烯合酶基因的表达调控机制的研究在苹果等虎皮病的防治中具有重要作用。本实验利用Tail-PCR技术克隆了青香蕉苹果中α-法尼烯合酶基因的启动子序列,长度为1235bp。序列分析结果发现,该启动子序列含有明显的启动子特征序列TATA-box和CAAT-box,还有含有GARE-motif,TATC-box,TGA element等赤霉素和生长素等激素响应元件,HSE,ARE等热胁迫响应元件,大量的光反应元件G-box,GA-motif,GAG-motif,以及MYB结合位点MBS。序列分析表明该启动子可能受到激素、温度和光的调节。     

日本结缕草ZjNAC3基因的克隆与功能分析

从日本结缕草中克隆获得ZjNAC3基因,编码区全长1167bp,并获得含1622bp的启动子序列.保守结构域分析表明,克隆的ZjNAC3基因属于NAC转录因子家族.启动子分析表明,启动子中含有多个激素、胁迫响应元件.脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、茉莉酸甲酯(MeJA)、氯化钠(NaCl)、甘露醇(Mannitol)...     

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。     

沟叶结缕草ZmPSY基因启动子对拟南芥的转化及功能分析

利用染色体步移法克隆得到沟叶结缕草(Zoysia matrella)ZmPSY基因的启动子序列。将ZmPSY起始密码子上游的1512bp的启动子序列与GUS基因融合,构建了ZmPSYpro::GUS载体,并利用农杆菌介导的方法转化拟南芥。经潮霉素筛选和PCR鉴定,共获得8个转基因株系。GUS染色结果表明,ZmPSY基因启动子能够驱动GUS基因在拟南芥中表达,且集中在茎叶部位。利用荧光定量技术(qRT-PCR)分析了外施激素和非生物胁迫处理下GUS基因的表达量,结果表明:5μM ABA可诱导GUS表达增强,10μM MeJA和黑暗处理抑制GUS表达,而100μM GA3处理无显著变化。研究成功克隆ZmPSY基因的启动子序列,并证明ZmPSY基因的表达可受ABA、MeJA和黑暗处理的调控,为深入研究ZmPSY基因的转录调控提供了依据。     

猪DKK1基因启动子区的克隆及其活性分析

旨在初步探索DKK1基因转录调控机制,本研究利用启动子在线预测软件分析了该基因启动子区序列特征,根据Ensembl数据库已公布的猪DKK1基因的5′侧翼区序列,设计特异性PCR引物进行扩增、测序,进而构建启动子区不同缺失片段的pGL3-DKK1双荧光素酶表达载体,分别转染293T细胞和Hela细胞,并进行双荧光素酶报告基因检测。结果显示,DKK1基因启动子中含有1个TATA-box、多种转录因子和1个CpG岛;DKK1基因启动子对239T细胞具有偏好性,其中p-1 679/+292bp启动子片段活性最高,且显著高于其他缺失片段(P0.01)。-953~-1 679bp为核心启动子区域,-586~-953bp区域可能存在负调控元件,在-953~-1 679bp区域可能存在正调控元件。本试验通过对DKK1基因进行生物信息学分析并结合不同长度启动子片段双报告基因活性检测,证实了DKK1基因的5′侧翼区序列具有启动子转录活性,并初步确定了该基因的启动子区域,找到了启动子的核心区域和主要调控区域,为进一步研究DKK1基因转录调控机制奠定基础。     

桃PpPGIP1启动子在其抵抗病原菌和逆境方面有重要作用

据《园艺学报》2012年第8期《桃PpPGIP1启动子的分离与功能分析》(作者王秀云等)报道,通过染色体步移法分离桃上游启动子序列,利用生物信息学方法对其功能进行初步预测,该启动子序列含有SA、MeJA、ABA和ETH诱导调控相关的抗病与胁迫顺式作用元件;ABA和ACC可以诱导PpPGIP1启动子调控GUS基因的表达。实时荧光定量RT-PCR分析结果表明:SA、MeJA、ABA和ACC都可以诱     

牛骨骼肌α-actin基因5′上游调控元件及内含子功能的初步分析

采用PCR定点突变分析法确定牛骨骼肌α-actin启动子-361~-462bp区域的调控元件Sp1/KLFs、ZF5F和Pax3结合位点的功能;利用基因重组技术,将内含子Ⅰ和内含子Ⅱ分别连在启动子缺失片段的上游和下游,构建双荧光素酶表达载体,使其转染牛骨骼肌卫星细胞和胎儿成纤维细胞,进行活性检测。结果显示,Sp1/KLFs降低牛骨骼肌α-actin基因启动子活性,ZF5F和Pax3均能增强启动子活性。内含子在启动子上游增强了启动子活性,在其下游降低了启动子活性,且顺式调控元件和内含子均具有肌肉特异性。结果表明,初步确定了参与牛骨骼肌α-actin基因转录调控的负顺式调控元件Sp1/KLFs,正顺式调控元件ZF5F和Pax3,发现了内含子插入启动子的位置很重要,为以后构建牛骨骼肌α-actin高活性的启动子奠定了基础。     

苦豆子赖氨酸脱羧酶基因启动子在拟南芥中的表达分析

赖氨酸脱羧酶(LDC)基因是苦豆子中氧化苦参碱(OMA)生物合成的第一个关键酶基因。在已有苦豆子赖氨酸脱羧酶基因(SaLDC)基础上克隆得到该基因上游1260 bp的启动子序列,GenBank登录号为KY038928,前期在苦豆子愈伤组织中的瞬时表达研究显示该启动子具有启动活性。生物信息学分析发现该启动子区域除了拥有启动子区的基本顺式作用元件TATA-box和CAAT-box外,还具有多个与光信号、逆境应答等相关的顺式作用元件。为进一步研究SaLDC启动子的功能,构建了该启动子与β-葡萄糖苷酸酶(GUS)报告基因融合的植物表达载体并通过农杆菌介导遗传转化拟南芥,同时对光诱导和聚乙二醇(PEG)胁迫的转基因拟南芥进行GUS活性染色和定量分析。结果显示,在T₂代转基因拟南芥幼苗的不同生长阶段和成株的各组织器官中均可检测到GUS酶活性,且随幼苗生长时间的延长,叶片中的表达活性下降;在成株叶片和花萼中的表达活性强于根、茎、花瓣和角果。光和PEG胁迫均能诱导转基因拟南芥中GUS的表达;GUS酶活性定量测定显示,短时间的PEG胁迫(1~2 h)GUS酶活性显著上调(P<0.05),而连续胁迫8 h时GUS酶活性下调至最低(P<0.01),比胁迫前下降了28.2%。以上结果表明SaLDC启动子既有时空表达特异性又有组织表达特异性,光诱导和干旱胁迫对结构基因的表达有重要的调控作用。     

猪Nrf2基因克隆、生物信息学分析及启动子区转录活性分析

旨在了解猪Nrf2基因的结构和功能,研究Nrf2基因的转录调控机制。本研究选取6头90 kg左右的健康大蒲莲猪为试验动物,采用cDNA末端快速克隆技术(RACE)和染色体步移技术获得大蒲莲猪Nrf2基因完整的cDNA序列和启动子区域,利用生物信息学软件分析Nrf2基因及其启动子区域的生物学特征。结果,Nrf2基因cDNA全长2 358 bp,包括87 bp的5′UTR,495 bp的3′UTR序列,CDS区大小为1 776 bp,编码591个氨基酸。对预测蛋白质序列进行生物信息学分析,蛋白分子量为66.402 7 ku,理论等电点(pI)为4.66,大部分二级结构为α-螺旋。采用染色体步移技术扩增得到5′侧翼序列2 091 bp的片段。Nrf2基因5′侧翼区经预测含有典型的TATA-box,不含CpG岛。构建不同长度启动子片段的pGL3-Basic表达载体,转染293T细胞后经双荧光素酶活性检测,提示在-903～-710 bp区域内可能存在正调控区或增强子,生物信息学预测其中含有多个转录因子结合位点,可能参与Nrf2基因转录调控。本研究成功获得了Nrf2基因完整的cDNA序列和启动子区域,并且发现-903～-710 bp为核心启动子,本研究为猪抗氧化应激的遗传改良提供一定理论基础。