高等植物启动子功能和结构研究进展

 启动子是控制植物基因表达的重要DNA序列结构,文章简述了启动子的定义、分类和启动子的研究策略。并着重从组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子3个方面介绍了它们的功能和结构的研究现状。提出了植物基因工程中启动子研究存在的问题与展望。     

启动子的类型及应用

基因功能和遗传改良生物现状是生物学重点研究内容之一,基因表达的调控主要由上游的启动子控制。综述了启动子的结构组成和特征,并介绍了3种类型的启动子即组成性启动子、组织特异性启动子和诱导型启动子在植物基因工程中的应用,最后探讨了启动子应用尚存在的问题,并作出了进一步展望。     

武夷山风景名胜区不同天然林物种多度分布

运用对数模型对武夷山风景名胜区不同天然林的物种多度分布进行预测与检验。结果表明:无论是乔木层还是灌木层,物种组成均以少数种为主,多数种个体数较少,说明其物种多度分布的不均匀性和物种间个体数的差异均较明显,其中,乔木层的物种多度级由4到8级,灌木层的物种多度级由2至4级。此外,武夷山风景名胜区天然林中,乔木层和灌木层的群落物种多度分布均遵从对数级数分布,且物种多样性均表现为鼠刺叶石栎群落>杉木群落≥米槠群落>毛竹群落>马尾松群落的趋势,这表明阔叶林的物种多样性比针叶林的丰富。     

哺乳动物ACCα基因启动子结构特征及调控

乙酰辅酶A羧化酶(ACC)在哺乳动物脂肪酸合成和分解代谢中发挥着重要作用.ACC包括ACCα和ACCβ2种形式,由不同基因编码,其中ACCα主要在脂肪酸合成过程中起作用.哺乳动物ACCα基因的启动子主要包括3个:PⅠ、PⅡ和PⅢ,而反刍动物和啮齿动物还包括第4个启动子PIa,各启动子具有不同的结构特征.     

基于短乳杆菌S层启动子组成型乳酸杆菌表达系统的构建

以大肠杆菌和乳酸菌穿梭分泌表达型载体pPG612为基本模型,用短乳杆菌S层启动子SlpA替换载体上gusA启动子,并以TGEV N蛋白基因为目基因构建一种乳酸杆菌组成型表达载体,用以检测SlpA启动子在三种不同乳酸杆菌中表达能力。结果表明,该组成型启动子具有表达外源功能蛋白功能,且具有严格宿主选择性,为进一步利用该载体及组成型启动子进行其他应用奠定了基础。     

福建兰科植物不同区域物种多度分布研究

选取福建3个代表地区:ⅠA(ⅠA1南靖、ⅠA2戴云山、ⅠA3藤山)、ⅡB(ⅡB4梁野山、ⅡB5茫荡山)、ⅡC6(武夷山自然保护区),进行兰科植物实地调查研究。运用物种多度模型对福建兰科植物3个区对比分析,结果表明:在3个区内共有兰科植物67属164种,其中ⅠA有49属106种、ⅡB有36属70种、ⅡC有47属96种;运用物种多度模型拟合ⅠA、ⅡB、ⅡC区兰科植物,得出在3个区内兰科植物物种多度既符合对数级数分布,又符合对数正态分布;ⅠA、ⅡB、ⅡC三个区的兰科植物多度分布均不符合分割线段模型。     

不同启动子eGFP载体在罗氏沼虾活体内的表达效率比较

为筛选出较强的启动子用于提高外源基因在罗氏沼虾活体细胞中的转化表达效率,本研究构建包含eGFP基因和IE1、hr5-IE1及Sv40启动子的3个表达载体,分别按照10 μg·g^-1标准注射于体重5~7 g的活体罗氏沼虾肌肉内,采集注射活体肌肉的RNA样品检测各个启动子转录eGFP基因的效率。结果表明,在罗氏沼虾体内hr5-IE1启动子对eGFP基因的表达活性最强,其对eGFP外源基因的转录水平是IE1的3倍以上,IE1对于eGFP的转录水平也显著高于SV40的转录启动效率,其中SV40在罗氏沼虾体内的转录启动水平未检测到eGFP基因的转录表达,表明包含节肢动物门跨物种转录调控元件(增强子hr5)的IE1启动子能够在罗氏沼虾体内正常启动下游基因的转录表达及翻译,是罗氏沼虾开展分子功能研究较优的外源基因表达启动调控元件。     

武夷山华中樱群落物种组成与结构特征

运用植物群落学研究方法,对武夷山自然保护区华中樱群落的组成及结构进行了研究。结果表明：华中樱群落共有维管植物210种,隶属于89科145属;种—面积曲线说明华中樱群落的最小群样面积为1 100 m2,当取样面积为1 700 m2时物种数趋于饱和;种—多度格局及Raunkiaer频度定律分析均表明,该群落优势种与散生种较多,物种的个体数少及出现频率低。群落层次结构简单,多分布于次生林中或成熟林的边缘地带,各样地的群落种类组成差异较明显。乔木层主要物种为华中樱、毛竹、甜槠、拟赤杨、杉木等,其重要值分别为32.61%、11.87%、10.48%、9.35%和7.66%;灌木层主要物种为阔叶箬竹、格药柃、檵木、细齿叶柃等,重要值分别为13.44%、11.28%、8.23%和6.93%;层间植物较为丰富,草本层植物较少。     

观赏海棠不同品种MYB10启动子结构分析

[目的]观赏海棠叶片色泽类型多样,为了研究McMYB10基因对不同叶色观赏海棠品种呈色的影响.[方法]利用PCR克隆的方法,从两个极端叶色观赏海棠品种中克隆得到两个McMYB10启动子,同时对这两个启动子在5个不同叶色类型的观赏海棠分布进行检测.[结果]McMYB10启动子在不同观赏海棠品种中存在两种不同的类型,即R1型和R6型;在McMYB10启动子中存在逆境、激素、光等多种顺式作用元件,同时在变色类观赏海棠品种中,R1和R6型启动子都存在.[结论]R1和R6型启动子在不同叶色的观赏海棠品种中,可能对叶片的呈色起较为重要的作用.     

百色市蕨类植物物种多样性研究

在文献、标本与野外调查的基础上简要回顾了历史上记录的百色蕨类植物,阐明了百色目前分布的蕨类植物的种类、区系特点、生态与地理分布、以及珍稀蕨类植物的种类与保护现状。百色地区有蕨类植物42科102属246种,其中有31种为广西分布新记录。     

克隆启动子方法的比较及应用

基因的表达调控已成为分子生物学研究热点之一。启动子是基因表达调控的重要顺式元件,启动子的克隆对于研究基因表达调控、构建基因工程载体、表达目的蛋白有着重要的意义。启动子克隆的方法很多,从常用的启动子陷阱技术筛选启动子到PCR方法的应用,基于PCR克隆启动子技术有:载体锚定PCR、反向PCR、接头PCR、交错热不对称PCR等,为克隆启动子提供了更可靠,更合理的方法。文章着重介绍了几种启动子的克隆方法,分析了它们的优缺点,并展望了今后的研究前景。     

大通县东峡林区青海云杉林物种组成及结构特征研究

本文对东峡林区青海云杉林的物种组成及其结构特征进行了研究,结果表明,青海云杉林的物种组成及结构特征受其物种分布水平地带性和垂直地带性的影响,青海云杉林有着迥然不同的结构组成,在垂直结构上可以分为:乔木层,灌木层和草本层,青海云杉林种群呈聚集分布,具有较强的独立性,组成的群落也能够容纳较多的物种,并使群落保持稳定。     

3种不同启动子构建ACC脱氨酶基因植物表达载体

从阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)UW4菌株克隆出ACC脱氨酶(1-aminocyclopmpane-1-carboxylic acid deaminase)基因连接至pGEM-T vector上,并采用3种不同启动子(组成型表达启动子CaMV35S、花特异表达启动子CHSA及衰老特异表达启动子SAG12)分别构建ACC脱氨酶基因的植物表达载体,经PCR及酶切鉴定均已构建成功.为后期选择不同的花卉等植物材料遗传转化研究打下基础.     

水稻OsN1基因5’端启动子不同区域序列分析

为了研究水稻OsN1基因启动子(OsN1p)的表达调控机理,用OsN1基因ATG(ATG中的A为0)上游-1 089 bp、-881 bp、-489 bp和-245 bp的启动子序列分别取代pBI121中的35S启动子,构建植物表达载体pBIN1.1p、pBIN0.9p、pBIN0.5p和pBIN0.2p。将这些表达载体经农杆菌介导转化水稻日本晴,获得转基因植株。对启动子的表达特点和启动活性进行了分析,结果表明,由-1 089 bp启动子、-881 bp启动子和-489 bp启动子驱动的gus基因能在愈伤组织中表达,-245 bp启动子不能驱动gus基因在愈伤组织中表达,说明启动子OsN1p具有启动活性的最小启动序列为ATG上游的-489 bp;-489 bp启动子驱动的gus基因在转基因植株根中表达,在根冠不表达;用5 mmol/L水杨酸(SA)喷施转基因植株叶片后,GUS定量分析结果表明转基因植株的GUS活性增高,转-881bp启动子植株的GUS活性比转-1 089 bp启动子植株的活性高。可见,启动子OsN1p具有组织特异性表达和受SA诱导表达的特性。     

哺乳动物BMP4基因A型启动子的比较分析

以鸭嘴兽BMP4基因组序列为模型,采用比较基因组学方法分析哺乳动物BMP4基因A型启动子的结构特点。该研究分离出一段长112bp的进化上高度保守的核心启动子序列以及多个转录因子结合位点和CpG岛结构,并且在BMP4核心启动子区域发现了2种具有重要生物学功能的回文结构,为进一步研究该型启动子的转录调控功能提供了理论基础。同时以鸭嘴兽基因组为参照模型,也为今后研究其他哺乳动物进化上保留下来的基因提供更多新信息。     

云杉-白桦混交林结构特征分析

目的合理描述森林结构特征可为森林经营管理提供有效的指导。本文对长白山云杉-白桦混交林的结构特征进行研究,可为林分结构的优化调整提供参考。方法以云杉-白桦混交林为研究对象,研究区位于吉林省汪清县金沟岭林场。设置两块立地条件基本一致的云杉-白桦混交林样地(面积均为60 m×60 m),应用空间结构参数混交度、角尺度和大小比,建立空间结构参数的三元分布,描述整个林分和林分内云杉、白桦树种的空间结构特征。结果(1) 林分中的云杉和白桦树种株数分布主要集中在6、8和10 cm径阶,林分密度较大。(2)随混交度的升高林木株数先增加后减少,林分整体处于中度混交状态,即绝大多数林木相邻4株树中有2株树为同种;随角尺度的升高林木株数先增加后减少,有1/2以上的林木处于随机分布,且处于随机分布状态的林木大多数为中度混交状态;不同优势度等级上,林木株数分布大致相同,优势木株数稍高于劣势木株数。林分在结构参数组合为中度混交、随机分布、亚优势状态时,株数分布最多。(3)云杉树种,在样地1中结构参数组合为中度混交、随机分布、亚优势状态时林木分布较多;在样地2中结构参数组合为零度混交、随机分布、优势状态的林木分布较多。(4)白桦树种,在样地1中结构参数组合为中度混交、随机分布、优势和亚优势状态时株数分布最多;在样地2中结构参数组合为中度混交、随机分布、劣势状态的株数分布最多。(5)林分中云杉树种的优势度整体高于白桦。结论结构参数的三元分布可以同时表达林木的混交度、角尺度和大小比数,蕴含着丰富的信息,可为云杉-白桦混交林的结构优化调整提供重要的参考信息。      

1个新水稻组成型启动子的克隆与功能鉴定

根据基因芯片数据库和RT-PCR验证得到1个高活性的水稻组成型表达基因(TIGR Locus:LOC-Os07g34589),用PCR技术从籼稻品种明恢63基因组中克隆得到其上游启动子PSUI1,长度为1 941bp;将其与β-glucuronidase(GUS)报告基因融合构建植物表达载体DX2181b-PSUI1,利用玉米Ubiquitin启动子融合GUS报告基因构建表达载体DX2181b-PUbi作为对照,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将DX2181b-PSUI1和DX2181b-PUbi转化粳稻品种中花11。组织化学染色表明,含DX2181b-PSUI1的转基因植株中,GUS基因在幼苗期叶片、叶鞘、根,抽穗期叶片、叶鞘、茎秆、颖壳、雄蕊和成熟期的叶片、叶鞘、茎秆、胚、胚乳中均有表达,说明PSUI1为组成型启动子。对GUS表达活性进行定量分析表明,PSUI1启动子的活性约为玉米Ubiquitin启动子活性的1/3～1/2,但是PSUI1表现出了更好的表达稳定性。     

不同猪种乳铁蛋白基因启动子区单核苷酸多态性分析

通过构建DNA池和测序,分析了广东蓝塘猪、大花白猪和外来长白猪3个猪种的乳铁蛋白基因启动子区和部分5'UTR区1 494 by的单核苷酸多态性.结果表明,在3个猪种中发现了24处单核苷酸突变,其中12处为转换,8处为颠换,3处为插人.1处为缺失突变.通过生物信息学方法预测了猪乳铁蛋白基因启动子转录因子结合位点,发现了5个SNP:-1032A>G、-989C>T、-740T>G、-732G缺失、-680A>G,分别位于PEA3、cAMP、STAT5、SRY转录因子结合位点上,其中-1032 A>G产生了MYTI结合位点,-680A>G导致了SRY结合位点消失,引起了转录因子结合位点的改变,但是否对启动子转录活性有影响还需要进行深人研究.     

长白山地区白桦红松混交林结构特征分析

以长白山地区白桦红松混交林为对象,对林分结构特征进行研究,为森林结构调整优化提供参考。于金沟岭林场设立一块100 m×100 m的白桦红松混交林标准地,对样地内的整个林分以及白桦、红松直径结构运用负指数函数、三参数Weibull函数进行拟合,对于空间结构特征,采用混交度、角尺度、大小比、密集度4个结构参数进行描述。结果表明:1）林分中树种种类较多,直径大部分分布在6~12 cm径阶,大径材林木较少。2）对直径进行拟合时,三参数Weibull函数对红松和整体林分的直径拟合效果较好,负指数函数对白桦直径拟合较好。3）零元分布和一元分布中,白桦红松混交林中大多林木处于随机分布状态,中等程度混交,树冠较为密集,各个优势等级上林木数量分布均匀。从林分结构多元分布来看,无论参数如何组合,混交林各树种均表现出不同结构组合下大多数林木树冠分布密集或林木随机分布的格局。多元分布能够直观地描述各个树种多个结构参数组合的频率分布,为森林可持续经营、科学管理提供重要的参考信息。     

物种多度格局研究概况

 介绍了群落水平多度格局与物种水平多度格局,概述了国内群落多度格局应用研究状况。其中节肢动物群落多度格局研究最为丰富,许多学者利用节肢动物群落物种多度格局对栖境质量进行评价。国内由于多度分布模型的拟合比多样性指数的计算复杂且困难得多,远没有群落多样性研究广泛;国内的物种多度分布研究往往集中在用现有的模型去拟合目标群落的多度分布,缺乏在物种多度分布的研究尺度和抽样方法方面,以及多度分布机制和新模型探索等方面的深入研究。这些内容应该成为今后研究的重点。