白桦BpMADS12基因启动子的克隆及表达分析

为探究白桦BpMADS12基因的功能,克隆了BpMADS12基因上游1750bp启动子序列,通过生物信息学对顺式作用元件进行分析,并利用农杆菌花序浸染法将其遗传转化入拟南芥,然后通过β-葡萄糖苷酸酶（GUS）组织化学染色检测BpMADS12启动子的组织表达特性及干旱胁迫应答。结果表明：BpMADS12启动子序列中含有与开花、激素及干旱响应等相关的顺式作用元件;该启动子在拟南芥中的表达模式呈现为在营养生长阶段不表达,而进入生殖生长阶段后,在根、花叶、花瓣、雄蕊、雌蕊及种子等各个组织部位中均表达;PEG胁迫后处理组拟南芥中GUS表达量低于未处理组。研究显示BpMADS12基因参与白桦的开花调节、激素应答、胁迫响应（干旱）等生物学过程,对生殖生长阶段各组织器官的发育有一定的调控作用,且负调控干旱响应途径。     

白桦BpSAUR24-like基因启动子克隆及表达特性分析

Small auxin-up RNA(SAUR)基因作为生长素的早期响应基因之一,其在植物顶钩发育、细胞扩增及生长素转运等多方面发挥作用。研究白桦中BpSAUR24-like基因启动子中顺式作用元件、组织表达特性及对不同激素的应答反应,可为进一步探究BpSAUR24-like基因功能奠定基础,也可为白桦分子设计育种提供理论依据。试验以白桦全基因组DNA为参考,预测BpSAUR24-like基因的上游1 501 bp为启动子序列,利用PLACE在线软件对BpSAUR24-like基因启动子序列含有的顺式作用元件进行预测,构建BpSAUR24-like基因启动子融合GUS基因的植物表达载体进行拟南芥遗传转化,对转基因拟南芥进行GUS染色。以野生型白桦生根苗的顶芽、第一叶片、第二叶片、第三叶片、幼茎、成熟茎和根为材料,进行实时定量PCR,探究BpSAUR24-like基因组织表达特性。分别用IAA、ABA和GA₃处理野生型白桦,探究BpSAUR24-like基因对不同激素的应答反应。结果表明,通过PCR成功克隆了BpSAUR24-like基因上游1 501 bp启动子序...     

马铃薯sgt2基因启动子的克隆及其活性分析

糖苷生物碱(SGAs)是一类存在于茄科和百合科植物的重要次生代谢物,与植物的抗逆性和产品品质有密切关系.茄啶葡糖基转移酶(SGT2)是SGAs合成代谢途径的末端关键酶之一,研究其编码基因的启动子序列对于SGAs生物合成代谢调控有重要的作用和意义.本研究采用染色体步移技术,克隆到马铃薯茄啶葡糖基转移酶基因(sgt2)起始密码子上游2 098bp的启动子序列,已注册到GenBank(注册号:KC331038).构建该启动子驱动报告基因gfp∶∶gus的植物双元表达载体p1304sgt2p,采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达,通过GUS组织化学染色分析sgt2p启动子的活性.结果表明:gus基因在转化烟草叶片中高效表达,克隆的启动子具有活性.     

一个烟草葡糖基转移酶基因启动子的克隆与诱导表达

利用笔者所在的实验室从烟草中克隆的一个葡糖基转移酶基因(GT-like),通过PCR扩增得到该基因开放阅读框5′端-1150~0上游调控区。序列分析表明该启动子序列含有多个基因表达调控元件。将GT-like基因启动子与gus报告基因连接,构建植物表达载体pGT-gus,经根癌农杆菌介导法转化W38型烟草。转基因烟草植株GUS组织化学染色结果表明:该基因上游-1150~0序列具有启动子活性,能启动gus基因在烟草叶片中表达,而在根中的表达受时间和环境影响。GUS诱导活性的定量分析结果表明,该启动子的表达不但受甲基茉莉酸的强烈诱导,而且也受水杨酸的强烈诱导。对这一启动子的诱导表达机理的分析将有助于进一步研究甲基茉莉酸和水杨酸之间拮抗作用的相互关系。     

受MeJA诱导的烟草GTs基因启动子的克隆及转化

利用已克隆的1个受甲基茉莉酸(MeJA)诱导的糖基转移酶(GTs)基因,以PCR扩增得到该基因启动子序列,长度约为1.4kb,用改造后的双元载体pCAMBIA1301与GTs基因启动子连接,构建了含目的启动子与GUS基因的融合基因质粒pCAP-GUS.通过根癌农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草W38,经PCR检测验证得到了含有融合基因的转基因烟草植株,为进一步研究GTs基因的功能奠定了基础.     

马铃薯sgt3基因启动子克隆及其功能鉴定

【目的】克隆马铃薯茄啶鼠李糖基转移酶基因(sgt3)的启动子序列并对其进行功能鉴定.【方法】采用染色体步移技术(genome walking)进行启动子的克隆,构建了该启动子驱动报告基因gfp::gus的植物双元表达载体p1304sgt3p,以pCAMBIA1304为阳性对照表达载体,采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达及稳定遗传转化,结合GUS组织化学染色对其进行功能鉴定.【结果】电泳图表明为1条长约2 500bp的特异扩增条带,瞬时表达和稳定遗传表达的烟草叶片的GUS组织化学染色结果均显示gus基因在转化烟草叶片中高效表达,并且低于阳性对照,非转化烟草叶片中无表达.【结论】成功克隆到sgt3基因起始密码子上游2392bp的启动子序列并且该启动子具有活性.     

白桦BpHO基因非生物胁迫及信号诱导的表达模式分析

血红素加氧酶(heme oxygenase, HO)是一种普遍存在的敏感的和高活性的血红素分解代谢过程中的限速酶。本文揭示了白桦BpHO在非生物胁迫及信号诱导调控的表达特征,为该基因在白桦中代谢调控功能的研究奠定基础。通过前期研究获得了白桦HO基因,命名为BpHO,应用生物信息学软件分析了白桦BpHO基因的分子结构特征,利用重金属镉(Cd)、盐(NaCl)以及4 ℃低温进行非生物胁迫处理,利用硝普钠(SNP)和水杨酸(SA)进行信号诱导,分析BpHO的表达特征。生物信息学分析表明该基因全长855 bp,含有完整的开放读码框,编码284个氨基酸(Genebank登录号:KJ197335)。BpHO为不稳定类疏水性蛋白,不存在信号肽,也不具有跨膜能力,α-螺旋、延伸链、无规则卷曲分布于整个蛋白。分子进化分析结果表明,白桦BpHO基因与葡萄的遗传距离较近,说明二者亲缘关系较近;与大豆、菜豆、豌豆的遗传距离较远,说明其亲缘关系较远。非生物胁迫结果表明,BpHO基因的表达水平随非生物胁迫处理时间的不同而上下波动,但在处理6 h后BpHO基因对4种非生物胁迫处理都上调表达,说明BpHO基因对非生物胁迫具有响应。信号诱导结果表明,外源NO调节了BpHO基因的转录表达,调控血红素加氧酶的合成。SA也参与了BpHO基因的信号调控。盐、低温、重金属镉胁迫均能促进BpHO 的表达,但响应模式不同。      

梁平柚葡萄糖基转移酶基因的克隆及原核表达

基于GenBank公布的葡萄糖基转移酶(LGT)基因的核苷酸序列,设计并合成特异性引物,以梁平柚成年树幼叶总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增葡萄糖基转移酶基因,将该基因片段克隆到原核表达载体pET-28a(+)上,构建了该基因的融合表达载体pET28a-CmLGT,转化到大肠杆菌BL21(DE3)中.经1.0mmol/LIPTG诱导表达获得大小约为62Kd的目的融合蛋白.     

铁皮石斛DcbHLH14基因克隆及表达分析

【目的】克隆铁皮石斛转录因子DcbHLH14基因并分析其在非生物胁迫响应中的表达情况,为研究DcbHLH14基因的功能提供理论参考。【方法】通过同源克隆从铁皮石斛叶组织中得到DcbHLH14基因,对其编码的蛋白序列特征和组织表达特性进行分析,并采用qRT-PCR对DcbHLH14基因在低温、干旱和ABA处理过程中的表达量进行分析。【结果】DcbHLH14基因开放阅读框(Open reading frame, ORF)为1 269 bp,与参考序列存在7个碱基差异,仅含有1个外显子且无内含子,编码422个氨基酸。DcbHLH14蛋白的分子式为C₂₀₁₁H₃₁₉₂N₅₈₆O₆₁₃S₁₃,理论分子量为45.8 kD,理论等电点(pI)为5.98,含有bHLH家族保守结构域bHLH-MYC-N和HLH,属于bHLH家族,与鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxum)和春兰(Cymbidium goeringii)bHLH蛋白的氨基酸序列同源性较高,分别为97.16%和86....     

紫化茶树UDP-糖基转移酶启动子的克隆及其生物信息学分析

以紫化茶树武夷奇种C18的叶片为材料,采用染色体步移技术获得该材料的UDP-糖基转移酶(UDPG)基因5′端上游启动子序列大小为902 bp,利用软件进行生物信息学分析.结果表明,该调控序列含有启动子核心元件TATA-box、CAAT-motif以及多个光响应元件(GT1-motif、GATA-motif等)、胚乳特异性表达元件(GCN4-motif、Skn-1-motif)、水杨酸响应元件(TCA-element)等特殊顺式作用元件.     

2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

大鼠胰岛素Ⅱ基因启动子克隆与功能验证

【目的】克隆大鼠胰岛素Ⅱ基因启动子（RIP2）序列并对其功能进行验证,为培育胰岛特异性表达外源基因的转基因动物奠定基础。【方法】根据GenBank中已发表的RIP2序列（J00748．1）设计引物,以大鼠基因组DNA为模板,PCR扩增RIP2序列,连接pMD18-T载体后用HindⅢ和BamH I进行双酶切,回收RIP2片段并连接至不含启动子的pEGFP-1载体上构建真核表达载体pEGFP-1-RIP2。重组质粒转染PK15细胞,24h后观察细胞荧光蛋白表达情况。【结果】克隆获得的RIP2序列与参考序列（J00748．1）的同源性为99．9％,存在3处碱基差异,即从起始密码子ATG（＋1）上游-57处有一个G碱基缺失,-387处C突变为A,-707处插入一个G碱基。RIP2序列存在一个TATA-box（-206～201位点）和一个CAAT-box（-343-339位点）。以重组质粒pEGFP-1-PIP2转染PK15细胞,24h后能观察到绿色荧光。【结论】克隆获得的大鼠RIP2序列具有启动子功能,但活性较CMV启动子弱。     

白桦BpTCP2基因的克隆及表达特性分析

目的通过克隆白桦BpTCP2基因,分析其序列特征,并检测该基因在不同组织部位、激素处理及非生物胁迫下的基因表达特性,为揭示BpTCP2在植物生长发育及逆境应答中的作用提供理论依据。方法通过PCR技术克隆BpTCP2基因的全长,并对得到的cDNA序列进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因的组织表达特性,以及在外源植物激素（ABA、IAA、BR、JA、SA）处理和非生物胁迫（CdCl₂、NaCl、NaHCO₃、PEG）下的响应模式。结果成功克隆了BpTCP2基因的cDNA序列;生物信息学分析发现BpTCP2含有高度保守的bHLH结构域,属于PCF亚类。qRT-PCR结果显示,BpTCP2基因在木质部、幼嫩的叶片和茎节中表达量较高;在CdCl₂、NaCl、NaHCO₃处理下,该基因持续上调表达;且5种外源激素均能诱导该基因表达。结论BpTCP2基因参与白桦木质部的形成,影响叶片及初期茎节的发育,并能在各激素、重金属、盐、碱的诱导下表达。      

广西巴马小型猪ANK1基因启动子克隆及其活性分析

[目的]克隆广西巴马小型猪ANK1基因启动子,确定其活性核心区,为研究ANK1基因启动子与肉质性状的相关性及构建动物疾病模型打下基础.[方法]通过在线软件对ANK1基因启动子的转录因子结合位点进行预测,根据转录因子结合位点设计特异引物扩增不同长度的ANK1基因启动子片段,并利用双荧光素酶试剂盒检测其荧光值,以确定不同ANK1基因启动子片段的活性.[结果]发现ANK1基因启动子存在1个转录起始位点(TSS)、2个CpG岛和多个转录因子结合位点,并以此作为ANK1基因启动子的分段依据,将其分割为P638、P791、P1113、P1163、P1648、P1694、P1796和P2074等8个不同长度的目的片段.成功克隆获得的8个ANK1基因启动子片段经KpnⅠ和HindⅢ双酶切、T4真核表达载体连接、细胞转染等方法构建8个双荧光素酶重组报告基因,双荧光素酶试剂盒检测结果显示,广西巴马小型猪ANK1基因启动子在P1796片段活性最强,与其他片段存在显著差异(P<0.05).[结论]成功克隆获得广西巴马小型猪ANK1基因启动子的8个片段,且利用双荧光素酶试剂盒检测确定其核心启动子区域出现在P1796片段.     

牛MyoG基因启动子的克隆与序列分析

根据G enB ank中已公布的人、猪和小鼠的MyoG基因的5′侧翼和部分第一外显子序列设计PCR引物,用touch-dow n PCR技术扩增了牛MyoG基因的启动子序列,构建了重组克隆载体pGEM-T-MyoG,并通过PCR扩增、限制性酶切对阳性克隆进行了鉴定、测序及生物信息学分析。结果表明,牛MyoG基因的启动子序列(G en-bank中注册号为AY 882581)长度为672 bp,其与猪、人和小鼠相应序列的同源性分别为94%,91%和88%,且其在不同物种之间具有一定的保守性。牛MyoG基因启动子的克隆与序列分析为进一步研究牛MyoG基因的表达调控奠定了基础。     

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。     

大豆转录因子GmDof1.5的克隆与非生物胁迫诱导表达

Dof转录因子在植物的生长发育和非生物胁迫响应中起重要的调控作用。利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个功能未知的Dof转录因子基因GmDof1.5,该基因位于大豆基因组15号染色体上,ORF全长540 bp,编码含有179个氨基酸的蛋白质,相对分子质量为20.15 ku,等电点为9.82。蛋白序列预测发现,GmDof1.5蛋白含有一个典型Zf-Dof结合域,且含有大量磷酸化位点。蛋白系统进化分析表明,大豆GmDof1.5与豆科植物鸡血藤SsDof4的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,ABA、干旱、高盐、高温和低温胁迫均可不同程度地诱导GmDof1.5的表达,且GmDof1.5对高温胁迫的响应最为显著。     

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。     

普通菜豆14-3-3蛋白基因PvGF14h的克隆及冷胁迫诱导表达分析

根据14-3-3蛋白的保守性及菜豆基因组信息,从普通菜豆品种东北小油豆中克隆了一个14-3-3蛋白基因PvGF14h.生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白以α螺旋为主导结构,具有典型的14-3-3蛋白结构域,主要分布在细胞质与过氧化体中,具有磷酸化位点;序列比对及进化树分析表明,它与大豆14-3-3蛋白SGF14h有较高的同源性(可达98.1％);进一步利用实时定量RT-PCR分析PvGF14h响应冷胁迫的表达模式,结果表明该基因的表达随着冷胁迫处理时间的增长而增加,因此推测PvGF14h可能参与了冷胁迫的信号转导过程.这些关于菜豆14-3-3蛋白基因的基本信息为进一步研究其功能尤其在响应低温胁迫方面奠定了基础.