水稻OsTIR1启动子的克隆及植物表达载体的构建

根据NCBI中生长素受体蛋白TIR1基因上游1.5 kb序列设计引物.以超级杂交稻株1S基因组DNA为模板,PCR扩增得到TIR1基因的启动子片段.将该片段克隆到pMD19-T载体后进行测序,获得长度为1 530 bp的序列.用PLACE软件分析发现该序列不仅具有启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box,并具有多个胁迫响应元件,如光诱导元件、热诱导元件、生长素响应元件等.将该启动子与GUS基因融合,构建成表达载体后,可用于转化植物,为进一步研究水稻生长索受体蛋白TIR1基因的表达调控奠定了基础.     

水稻日本晴IPA1 cDNA的克隆及植物过表达载体的构建

采用RT-PCR技术,从水稻日本晴中扩增获得了理想株型基因IPA1(Ideal Plant Architecture,IPA)的cDNA片段。测序结果表明,克隆获得的目的片段长为1 257bp,包含完整的CDS,共编码418个氨基酸,预测表明该蛋白分子质量为42.51kD,理论等电点为9.37。将该片段连接至载体pHI,通过SmaI、SacI酶切鉴定及测序验证,结果表明成功构建了pHI-IPA1植物过表达载体,并将载体质粒转化农杆菌,为进一步进行籼稻理想株型基因的遗传转化奠定基础。     

草菇gpd启动子的克隆及表达载体的构建

从草菇基因组中克隆内源强启动子,为草菇基因工程育种提供启动子元件材料。［方法］采用PCR技术从草菇基因组DNA中克隆gpd启动子片段,利用生物信息学手段对其序列特征和调控元件进行分析,并构建表达载体。［结果］从草菇基因组中克隆出2条特异gpd启动子片段,大小分别为1056和614bp;成功构建了分别以这2条启动子片段驱动的、以gfp基因为报告基因的2个表达载体。［结论］该研究为进一步利用基因工程手段培育品质优良的草菇新菌株奠定了基础。     

水稻OsGRAS1启动子的克隆及多样性分析

通过克隆水稻抗旱QTL区段内抗旱相关基因OsGRAS1上游1 332 bp的调控元件启动子序列,并对其进行顺式作用元件分析发现:该序列具有典型的真核生物核心启动子结构,并且包含多个与干旱胁迫相关和激素应答的调控元件;根据该序列在93-11和日本晴的同源序列间存在的插入缺失位点设计引物,在120份稻种资源中对OsGRAS1启动子片段进行序列多样性分析发现,存在4种不同类型的启动子序列,其中Ⅳ型OsGRAS1启动子比其他3种类型多了3个顺式作用元件:MYB1LEPR,GTICORE,NTBBF1ARROLB.每种序列类型选取1份材料,进行冷、盐、外源ABA和PEG胁迫处理,分析其下游基因OsGRAS1的表达水平.结果表明:Ⅳ型材料的启动子对ABA和PEG处理较其他3种类型更敏感.     

花药特异表达基因TaRAFTIN1a启动子的克隆及表达载体构建

组织特异性启动子是植物基因工程改良的重要工具。RAFTIN是禾本科植物花药绒毡层中特异积累与花药发育相关的蛋白,其调控序列可能提供一个很好来源的花药特异性表达启动子。为了解小麦TaRAFTIN1a基因启动子的花药表达特异性,本研究分离了TaRAFTIN1a基因的启动子,生物信息学分析表明,该启动子含有3种花药特异表达元件(总计10个),1个ABRE脱落酸响应元件,TGACG-motif与CGTCA-motif茉莉酸甲酯响应元件各1个,8个ARR1AT细胞分裂素响应元件,以及2个DRE和1个MBS干旱响应元件。采用5'端缺失的方法,分别克隆1429、898和351 bp的启动子片段,经连接、转化与鉴定,构建了3个含TaRAFTIN1a启动子不同区段融合GUS报告基因的植物表达载体,p WAER1,p WAER2,p WAER3,为通过转基因了解启动子的表达特征及其核心作用元件奠定了基础。     

豆荚特异性启动子Pmsg的克隆及抗大豆食心虫植物表达载体的构建

植物基因工程载体构建时,一般采用组成型启动子,因涉及转基因食品安全性问题,在社会上引起争议。采用组织特异性启动子代替组成型启动子,既可调控下游基因的表达又能解决转基因食品安全性问题。采用同源克隆方法从栽培大豆绥农14中克隆了2 278 bp的豆荚特异性启动子Pmsg,与GenBank上的大豆msg基因启动子序列相似性为99%。构建了由启动子Pmsg调控经人工改造、具有抗大豆食心虫功能的基因(Cry1Iem)的表达载体pBMBt,以及由种子特异性启动子PGy2调控Cry1Iem基因的表达载体pBGBt,为抗大豆食心虫基因工程研究奠定了重要基础。     

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.     

苹果 MD-ACO1启动子的克隆

以苹果（Malus pumila Mill．）品种“皇家嘎拉”（Rolay Gala）叶片为材料,采用 CTAB 的方法提取总 DNA。根据 GenBank 中已发表的苹果 ACO1启动子的 DNA 序列,设计引物。采用 PCR 法,克隆该启动子的 DNA 片断。得到了长度分别为953bp 和975bp 的 DNA 片段。DNA 测序分析软件分析结果显示：该序列与已登录的片断的核苷酸序列一致性分别为98％、97％,认为该基因为苹果 ACO1的启动子序列。     

水稻SLR1基因的克隆及其植物表达载体的构建

[目的]为研究水稻中的SLR1蛋白的功能及寻找与其相互作用的GA信号转导蛋白奠定基础。[方法]以水稻品种日本晴基因组DNA为模板,根据水稻SLR1基因cDNA序列设计1对特异引物进行PCR扩增,回收PCR产物连接到pGEMT载体中,经筛选得到水稻SLR1基因的克隆pGEMTSLR。最后采用酚仿抽提和乙醇沉淀的方法构建水稻SLR1基因的正义和反义表达载体。[结果]通过PCR扩增获得了约为1.9kb的特异片段。回收PCR产物,将克隆片段和pGEMT载体连接后转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞,重组克隆经酶切鉴定后提取重组质粒pGEMTSLR1。该研究成功构建了SLR1基因的正义表达载体pCAMSLR(约0.7kb)和反义表达载体pCAMASLR(约1.2kb)。[结论]采用冻溶法可将表达载体pCAMSLR和pCAMASLR导入农杆菌并进行水稻的遗传转化。利用SLR1基因的正义和反义表达载体,可观察转基因植株中该基因的表达上调和下调对植物的影响。     

种子特异启动子的克隆及植物表达载体构建

[目的]启动子是植物基因工程中一个重要工具,对构建植物生物反应器有着重要意义。8S球蛋白是绿豆中含量最丰富的种子贮藏蛋白,因此,其调控序列可能提供了一个很好来源的种子特异性启动子。[方法]通过基因组步移技术克隆了绿豆8s球蛋白a亚基基因8SGα的启动子区域,基因组步移使用的引物根据绿豆8SGα的cDNA序列设计。[结果]通过3轮PCR的扩增,得到了472bp的上游序列片段,构建了植物双元表达载体pBI－8SGα-GUS。[结论]研究结果可用于转化植物,并于转基因植物中分析启动表达的时空特异性及表达强度,并为植物种子生物反应器提供重要元件。     

Wun 1启动子 Me1 3′非转录区的克隆及Hrp基因植物表达载体的构建

采用PCR技术,分别从马铃薯、金花菊基因组DNA中扩增到了马铃薯损伤诱导启动子Wun 1,和对启动子活性有显著增强作用的Me1 3′非转录区。经序列同源性分析表明,马铃薯损伤诱导启动子Wunl与已知序列的同源性为96．86％,Me1 3′非转录区的同源性达99％。得到的Wun 1克隆与原序列有一定的差异．尤其在735～768处差异较大．为一新颖的启动子,现已注册到分子生物学GenBank数据库(GenBank,gi：AY485646)。利用来自欧文氏梨火疫病菌的Hrp基因与克隆的Wun 1启动子和Me1 3′非转录区构建了Wun 1-Hrp-Me1 3′植物表达载体pBI WHM,同时构建了CaMV 35S-Hrp-Me1 3′植物表达载体pBI HM,为下一步鉴定Wun 1启动子和Me1 3′增强子对Hrp基因表达活性的影响及通过遗传转化培育植物抗病品种奠定了基础。     

植物基因启动子的克隆及分析的研究进展

植物基因的表达受到其转录因子调控。在转录因子的调控过程中,启动子的顺式作用原件与转录因子相结合发挥着重要作用。所以,对于启动子结构和功能方面的研究可为今后启动子作用机制的研究奠定基础,更为启动子在基因表达调控中的作用提供重要依据。本文综述了克隆植物启动子的常用技术方法,比较分析其优缺点,并对启动子研究方法进行总结,展望应用前景。     

拟南芥AAP1基因的克隆及植物表达载体的构建

拟南芥氨基酸透性酶1(AAP1,也叫NAT1)是植物中第一个被分离的氨基酸转运蛋白,在拟南芥主根、侧根、根毛及根表皮细胞中均有增加氨基酸含量的作用。本研究利用RT-PCR的方法,从拟南芥中克隆了该基因,测序结果与GenBank(NM-104616.4)中已发表的拟南芥AAP1(AtAAP1)基因的同源性高达99.93%;并将AtAAP1基因与pCAMBIA3300构建p3300-AAP1植物表达载体,为过表达AtAAP1基因,提高作物氨基酸含量,从而改善作物氮素利用效率提供参考。     

水稻TWH1基因启动子的克隆及表达分析

启动子是基因表达的重要调控元件。利用PCR方法克隆了控制水稻颖壳发育的候选基因TWH1的启动子,并将启动子片段与GUS报告基因融合构建了重组表达载体。通过农杆菌介导的方法将其导入水稻愈伤组织,转基因植株经GUS染色分析显示,各个发育时期的茎秆、叶片、叶鞘、雌雄蕊和孕穗期的颖壳中都有GUS活性表达,但在根和抽穗后的颖壳中未检测到GUS活性。该结果对进一步研究TWH1基因的功能奠定了基础。     

水稻OsGL1-2基因反义表达载体的构建

应用聚合酶链式反应技术（PCR）扩增水稻OsGL1-2基因反义片段及基因自身的启动子,并分别克隆到pUC19克隆载体上,得到含有OsGL1-2启动子＋OsGL1-2反义片段的中间载体.对重组子进行PCR检测和酶切分析并测序,结果表明,长度分别为417和2 199bp.将OsGL1-2启动子＋OsGL1-2反义片段克隆到植物表达载体pCambia1380多克隆位点,构建了该基因的植物反义表达栽体pCamGL1-2.     

植物凝集素SMLII 基因启动子的克隆及序列分析

根据已克隆的丹参植物凝集素SMLII基因cDNA序列,利用染色体步移技术克隆出SMLII 启动子区序列,并进行生物信息学预测分析该基因的功能,结果得到了该基因上游1023 bp的启动子序列（GenBank AccessionNo: KF193867）。分析表明,在该序列中不但含有真核生物典型的核心启动子区TATA-box、CAAT-box,而且含有一些特有的上游启动子元件ABRE、ARE、ASF1MOTIFCAMV、HSE、IBOXCORE、WBOXATNPR1等重要的顺式调控元件及一些光反应相关元件。     

水稻启动子OsN1p的克隆与功能分析

将OsN1基因上游881 bp启动子(OsN1p)序列取代pBI121中gus基因上游的35S启动子,构建植物表达载体pBIN1p,经农杆菌介导转化水稻品种‘日本晴’,获得转基因植株。GUS组织化学染色结果表明,由该启动子驱动的gus基因能在愈伤组织中较低水平地表达;稻瘟病菌接种转基因植株24 h后,GUS活性为未接种前的4.2倍;5 mmol.L-1水杨酸(SA)和0.5 mmol.L-1茉莉酸甲酯(MeJA)分别喷施转基因植株叶面6 h后,GUS活性分别为处理前的5.9和2.4倍。表明,OsN1p启动子具有启动活性,同时明显具有受稻瘟病菌、SA和MeJA诱导表达的特性。     

CBF3基因的克隆、生物信息学分析及植物表达载体的构建

从拟南芥基因组DNA中分别克隆了CBF3基因和逆境诱导型启动子Rd29A,测序结果显示:克降的CBF3基因长776bp.编码216个氨基酸,与GeneBank公布的的序列相比对,核苷酸同源性达到99.2%,并利用生物信息学手段对其氨基酸序列、进化树、理化性质、疏水性/亲水性等进行分析;启动子Rd29A全长为956 bp,与已报道的该启动子序列比较,其核苷酸同源性为99.5%.以双元载体pCAMBIAl301为基础,成功构建了植物表达载体pCAMBIA1301一Rd29A-CBF3,为利用CBF2基因提高植物的耐寒性创造了条件.     

拟南芥rd29A启动子的克隆及植物表达载体构建

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因组DNA为材料,根据Gen Bank中拟南芥rd29A启动子序列设计引物,采用PCR克隆一段长度为951 bp的rd29A启动子序列。采用Plant CARE启动子在线预测工具分析表明,rd29A启动子序列具有TATA-box、CAAT-box基本的顺式作用元件和1个脱落酸应答元件(ABRE)和2个脱水应答调控元件(DRE)。将rd29A启动子序列亚克隆到pcambia3301载体的多克隆位点,构建了由rd29A启动子驱动的植物表达载体。     

水稻5.3 kb Gt1启动子克隆以及Gt1启动子引导优质大豆球蛋白Gy7基因表达载体构建

以越光水稻基因组为模板,在成功克隆5.3 kb谷蛋白Gt1基因5’上游和信号肽序列基础上,将其定向插入到pCAMBIA1300质粒中,构建了中间载体p1300-5.3 kb Gt1;再将富含赖氨酸的优质大豆球蛋白Gy7全基因序列及cDNA编码序列分别定向插入p1300-5.3 kb Gt1质粒上Gt1基因信号肽下游,再在2个载体Gy7全基因序列及cDNA编码序列下游都正向插入Gt1 3’UTR,完成由5.3 kb谷蛋白Gt1基因启动子及信号肽引导的大豆球蛋白Gy7基因2种表达载体的构建。此试验为利用转基因技术改良水稻稻米营养品质以及将水稻种子作为生物反应器等方面研究奠定了基础。