花器官特异启动子的研究进展

简单介绍了植物花器官特异性启动子的克隆、顺式表达元件及在改良花形、花色、花香等方面的研究应用。     

水稻花药特异表达基因RA8的启动子的分离和结构分析

根据文献设计一对引物 ,通过PCR的方法扩增了RA8是水稻花药特异表达基因的启动子。序列分析表明该启动子含有CAATbox的序列CAAT、TATAbox的序列TATAATA等表达调控元件 ,以及编码区的起始密码子ATG。     

水稻花药特异表达基因RA8的启劝子的分离和结构分析

根据文献设计一对引物，通过PCR的方法扩增了RA8是水稻花药特异表达基因的启动子。序列分析表明该启动了含有CAAT box的序列CAAT、TATA box的序列TATAATA等表达调控元件，以及编码区的起始密码子ATG。     

水稻OsRZFP34基因逆境表达特征及其启动子的克隆与分析

采用qRT–PCR技术分析水稻OsRZFP34在高温(42 ℃)、低温(4 ℃)、10%聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱、高盐(100 mmol/L NaCl)和脱落酸(ABA)处理(100 μmol/L)下的表达模式;克隆OsRZFP34基因启动子,并利用在线软件New PLACE和PlantCARE对其序列进行顺式作用元件分析;构建OsRZFP34pro::GUS表达载体并转化水稻;通过组织化学染色和GUS酶活性检测,分析在不同胁迫处理条件下OsRZFP34启动子驱动GUS基因表达的活性。qRT–PCR分析结果表明,上述5种处理均能不同程度地诱导OsRZFP34的表达,其中高温胁迫对其表达的诱导程度最强,而ABA对其表达只有微弱的诱导。顺式作用元件分析结果表明,该启动子上包含有多个与逆境响应、激素响应以及Ca2+信号转导相关元件。GUS组织化学染色和荧光分析结果显示,OsRZFP34基因启动子的活性受到高温、低温、PEG、盐和ABA的调控,表明该启动子是受多种逆境诱导的诱导型启动子。     

水稻种子特异表达基因OsEnS38的克隆与表达

以粳稻中花11为材料,利用生物信息学技术,结合RT–PCR,克隆了水稻OsEnS38的c DNA序列;其编码的蛋白序列包含2个Cupin_1保守结构域,属于典型的Bicupin亚家族。启动子分析发现,OsEnS38启动子区域含有多种与胚乳特异表达相关的顺式作用元件;q RT–PCR和原位杂交结果证实,OsEnS38在开花后7~14 d的种子中特异表达,在第10天的胚乳中表达量最高,达29.73;杂交信号在第7、10天的胚乳中高表达;共表达分析显示,共表达基因参与水稻胚后发育和生殖发育调控,表明该基因在种子发育和储藏物质积累过程中发挥作用。     

两个新的黄瓜SnRK2基因的鉴定及特征分析

植物SnRK2基因在非生物逆境应答中具有重要功能,但有关黄瓜SnRK2基因的研究尚缺乏报道。笔者通过对黄瓜基因组的重新挖掘,发现了2个新的SnRK2基因,分别与拟南芥的SnRK2.4和SnRK2.10同源。本试验对2个新的黄瓜SnRK2基因的结构特征及顺式调控元件进行了全面分析,为进一步研究其在黄瓜逆境应答中的功能奠定了基础。     

水稻中2个小分子热激蛋白基因启动子的序列分析及功能鉴定

小分子热激蛋白(small heat shock proteins, sHSP),作为一种分子伴侣,在植物逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究克隆了水稻中2个编码小分子热激蛋白的基因 Os16.9A和 Os16.9B, Os16.9A和 Os16.9B编码的150个氨基酸,相似性高达99%。 Os16.9A和 Os16.9B的转录方向相反,2个基因的起始密码之间的距离为2.6 kb,它们的启动子均含有CAAT-box、TATA-box、GATA-box以及与热激等胁迫应答有关的顺式作用元件HSE和ACGT aterd1; Os16.9A的启动子还包含响应冷、干旱应答的顺式作用元件LTRE,这些顺式作用元件呈不对称分布,推测这2个基因间的序列具有双向启动子的功能,且这2个基因可能受胁迫诱导表达。该研究将为进一步研究水稻 Os16.9A和 Os16.9B基因的表达调控及其功能提供参考。     

玉米器官大小相关基因SMO2的鉴定和特征分析

利用生物信息学方法,从玉米基因组中鉴定出一个与拟南芥的SMO2基因同源的基因,并对这个基因的染色体分布、遗传进化、顺式调控元件等进行了分析,以期为该基因的克隆及功能研究提供有益信息。     

水稻胚乳特异表达启动子DXCP35的克隆及功能鉴定

根据水稻全生育期基因表达谱芯片数据库找到1个在水稻胚乳特异表达的基因,命名为DX35,用PCR技术从水稻品种明恢63基因组中克隆得到其上游1 356bp长度的启动子DXCP35。将DXCP35与β-glucuronidas(GUS)报告基因融合后,经根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化获得转基因水稻阳性植株,通过组织化学染色法证明DXCP35是1个胚乳特异表达启动子。对其进行5′端缺失分析,构建了6个缺失载体,通过验证缺失载体的表达谱,证明308bp长度的启动子就足以维持胚乳特异表达模式。     

Cry1 Ac基因组织特异表达载体构建及水稻遗传转化

为了提高转基因抗虫水稻的生物安全性,构建了由组织特异性启动子序列RSP1、RSP2及组成型启动子35S带动Bt基因Cry1Ac的双元载体pCAM RSP1 Cry1A(c)、pCAM RSP2 Cry1A(c)及pCAM 35S Cry1A(c),并通过农杆菌EHA105介导对两个水稻品种"秀水11"和"秀水63"进行了遗传转化。"秀水11"和"秀水63"的平均转化率分别为72 9%和83 2%,经抗性愈伤组织的分化培养两个品种分别获得346和448株再生植株,其中PCR检测阳性株数分别为295和414。     

水稻胚乳特异型双向启动子的克隆及功能鉴定

以水稻中的1对双向转录基因(TIGR Locus:LOC_Os09g39540和LOC_Os09g39550)的翻译起始位点之间的序列作为研究对象,克隆其序列并进行功能鉴定。以明恢63基因组DNA为模板,采用PCR法扩增该序列(命名为BDP1),以正反两个方向插入启动子功能分析载体pDX2181,分别命名为BDP11和BDP12;转基因阳性植株的GUS组织化学染色结果证明该启动子为胚乳特异型的双向启动子,两端的表达水平均很低。将启动子片段距离转录起始位点较短的一端向下游延伸123bp(命名为BDP2),以正反两个方向插入启动子功能分析载体pDX2181,分别命名为BDP21和BDP22;转基因阳性植株的GUS组织化学染色结果显示该启动子的胚乳特异型双向表达模式维持不变,表达水平高于BDP1。     

木聚糖酶基因(XynB)肠道特异表达载体的构建及鉴定

将黑曲霉属XynB基因和猪RELMβ基因核心启动子区克隆到pcDNA3.1(-)中,构建携带绿色荧光和Myc双标记的肠道特异表达载体pcDNA3.1-RELMβ-XynB-Myc-GFP。利用脂质体介导将载体转染人结肠癌细胞(HT29)和人肝癌细胞(Bel7402),荧光显微镜检测发现,该载体可在HT29细胞特异表达绿色荧光蛋白;对转染该表达载体的HT29细胞进行RT-PCR检测和WB分析,结果表明,XynB基因在HT29细胞中正常转录,并且在细胞内检测到目的蛋白表达。     

白菜花药特异基因BcPRO的克隆及表达分析

    根据基因数据库已有的Profilin 4序列设计简并引物,在白菜花蕾cDNA中成功克隆到前纤维蛋白基因,命名为BcPRO,在基因库中的登陆号为EF492988.BcPRO基因编码区由405个核苷酸组成,编码134个氨基酸,推导的氨基酸序列与甘蓝型油菜和拟南芥的花粉前纤维蛋白分别有95%和92%的同源性.RT-PCR表明,BcPRO基因仅在保持系的Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级花蕾及Polima雄性不育系的Ⅲ级和Ⅳ级花蕾中表达,并且表达量逐级增大,而在莲座叶、花茎叶、茎、根及Ogura雄性不育系的所有部位均未能检测到.进一步研究发现,BcPRO基因在花药中表达,在萼片、花丝、雌蕊、花瓣等部位均未见表达.这些实验结果表明,BcPRO基因为花药特异基因,可能在花粉发育过程中起着重要作用,并且在相同核背景下,有着不同的细胞核-细胞质互作模式.文中还就不同植物花粉前纤维蛋白氨基酸序列进行了比对、分析.     

用改进的DDRT-PCR技术进行小麦穗和花药特异表达基因的分析

本研究采用改进的DDRT-PCR技术对小麦穗和花药发育的不同阶段进行了差别表达分析,以找出穗和花药的特异表达基因。用30个随机单引物进行RAPD扩增,从展示的近1000条带中找出14条差别cDNA片段,然后以cDNA为探针进行反向Northem-Blot,结果得到一条在花药内特异表达增强的阳性片段,命名为S1176 450。     

葫芦科作物抗氧化基因的全基因组鉴定及分析

抗氧化(oxidation resistance, OXR)基因是含有TLDc结构域的一类基因,能有效清除活性氧,在抗氧化过程中发挥着重要作用。基于葫芦科基因组数据库,从6个葫芦科作物中共鉴定出37个OXR成员,其中冬瓜、西瓜、甜瓜、葫芦和黄瓜均有6个成员,南瓜有7个成员。通过系统发育以及保守结构域分析,将这些OXR成员分为5个亚族：OXR1、OXR2、OXR3、OXR4和OXR5。OXR基因在染色体上呈不均匀分布,同一亚族OXR成员所编码的氨基酸数、分子量、外显子数、内含子数以及保守基序的排列模式都极为相似,表明OXR基因具有高度保守性。顺式作用元件分析结果显示,OXR基因的启动子区域含有多种顺式作用元件以及MYB转录因子的结合位点。基因复制分析发现,葫芦科OXR2成员通过片段复制或全基因组复制发生了一定扩张,这些复制基因对均受到纯化选择。共线性分析结果显示,在亲缘关系较近的葫芦科作物之间,OXR基因所在的共线性区块较大。不同组织的表达谱分析结果显示,葫芦科OXR4成员有相似的表达模式,在叶片中表达量均较高;OXR2亚族内复制基因出现了非对称表达的现象。     

两个玉米新CIPK基因的鉴定

利用生物信息学的方法从玉米的基因组中鉴定出两个新的CIPK基因,并对这两个新基因的位置、结构、遗传进化和顺式调控元件进行了分析,为深入挖掘它们的功能提供了有益信息。     

一个水稻胚乳特异表达基因的筛选及初步分析

从一个水稻启动子捕获突变群体中筛选到一个T0及T1代GUS组织化学检测均表现胚乳特异表达的启动子捕获系w9101,其T0、T1代自交后代标记基因分离规律及Southernblot分析表明它是一个单T-DNA插入的启动子捕获系;通过TAIL-PCR获得其T-DNA插入的侧翼序列,并在NCBI上对其侧翼序列进行比对,发现该捕获系T-DNA插入位点位于一个推测的肽转运子基因(暂命名为Peptidetransporter9101,PTR9101)启动子内;w9101不同发育时期不同组织RT-PCR检测表明,PTR9101为胚乳特异性表达基因;生物信息学分析表明PTR9101蛋白整条肽链表现疏水性,其跨膜区域和CHL1 (The Nitrate Transporter AtNRT1.1)一样有12个α-螺旋跨膜区,因此推测PTR9101是一个肽转运子基因.     

三个新的大白菜CBL基因的鉴定和特征分析

利用大白菜已知CBL基因序列,在公共核酸数据库中重新搜索比对大白菜的基因组序列,鉴定出3个新的大白菜CBL基因,并对这3个基因的结构、遗传进化和顺式元件进行了分析,为进一步克隆和研究这些基因的功能提供了有益借鉴。     

两种水稻OsRhoGDIs基因启动子的克隆及分析

【目的】OsRacD属于水稻小GTP结合蛋白Rho家族,是与光敏核不育水稻光周期育性转换相关的关键基因,功能之一是通过控制花粉管的延伸生长影响水稻的育性。在采用酵母双杂交技术,筛选到与OsRacD相互作用的两种鸟苷酸解离抑制因子的编码基因OsRhoGDI1和OsRhoGDI2的基础上,为深入分析OsRhoGDIs的调控机制以及与OsRacD的关系,对其上游调控序列进行克隆和分析。【方法】采用PCR方法克隆了OsRhoGDI1和OsRhoGDI2的上游调控序列,并利用网络工具对启动子顺式作用元件进行预测。【结果】两种OsRhoGDIs基因具有与激素应答、光调控及胁迫诱导应答相关元件,且一些元件相同或相似;OsRhoGDIs与OsRacD启动子元件的比较显示,都具有与花粉管萌发相关的多个元件。【结论】OsRhoGDIs的表达调控方式复杂,可能受多条信号通路的共同调控;同时也提示OsRhoGDIs与OsRacD基因可能通过协同表达控制光敏核不育水稻的育性。     

碧冬茄花特异表达基因启动子PchsA的克隆与序列分析

根据Ingrid M．报道的碧冬茄花特异表达基因CHSA启动子的序列设计并合成一对特异引物，以碧冬茄总DNA为模板，通过PCR扩增出约370bp大小的DNA片段，回收后克隆到pUCm—T质粒载体上，经转化、筛选确定重组子，酶切鉴定后送上海生工生物工程公司测序，得到片段长度为370bp．采用DSgene分析软件进行序列分析发现其基本具有启动子的所有保守序列，TATAbox，CCAATbox，Anther box，G—box，TACPyAT box，box1，box2，Capsite等，且经InternetBLAST程序和DSgene分析软件进行同源性对比和序列分析，显示序列与已报道序列同源性为96％，登陆GenBank，ID号为AY360358。