牛SOCS5基因5′调控区多态性研究

【目的】筛选SOCS5基因启动子区多态位点（SNP）,并研究其对启动子功能元件的影响。【方法】选择贵州地方优良品种务川黑牛和中国荷斯坦奶牛两种生长性能差异明显的品种构建DNA池。直接测序后用DNASTAR软件进行序列拼接和校正,BLAST分析SOCS5基因多态性,然后用生物信息学软件预测序列核心启动子区和CpG岛,分析SNP位点对转录因子结合位点影响。【结果】牛SOC5基因5′调控区和第1外显子区存在3个SNP位点,分别为：C-577T、T-43C和C＋61T,其中C＋61T与SNP数据库中的rs110977810信息相符,C-577T和T-43C为新发现SNP位点。生物信息学软件预测得到SOCS5基因核心启动子区和CpG岛,SNP位点导致附近大量转录因子结合位点消失和新位点产生;SNP位点对转录因子结合位点有显著影响,但对核心启动子范围和起始位点无明显影响,不在甲基化水平上影响SOCS基因表达水平。【结论】牛SOCS5基因5′调控区存在3个对启动子功能元件有较大影响的SNP位点。     

苹果和梨AFS基因启动子的克隆、序列比对及功能分析

苹果（Malus × domestica L.）和梨（Pyrus communis L.）果实在低温储存过程中虎皮病的发生与果皮中受乙烯诱导的α–法尼烯合酶基因（AFS）的表达及α–法尼烯的积累密切相关。采用TAIL-PCR技术分别从‘富士’苹果和‘丰产’梨中克隆到了约2 kb的α–法尼烯合酶基因（AFS）启动子序列,并提交至GenBank中（登录号分别为KM676083和KM676082）。序列比对发现两启动子同源性仅为48.31%,远低于其下游编码区97%的相似度。顺式作用元件在线预测分析发现二者同时存在乙烯、脱落酸、茉莉酸、水杨酸等激素响应元件,低温、厌氧、病原菌等胁迫响应元件,以及3个节律性表达元件和2个诱导子响应元件。对‘丰产’梨中AFS基因表达模式的分析也证实了部分预测的诱导因素对其表达有调控作用。将‘丰产’梨AFS基因启动子序列进行系列删除,与GUS报告基因构建融合表达载体转化烟草,利用GUS染色方法分析了不同长度启动子的转录活性差异,发现缩短至153 bp的启动子片段仍具有较强的转录活性,且长度在276 bp至573 bp的启动子片段其驱动下游基因转录的活性较其他片段更强。通过后续对各作用元件尤其是乙烯响应元件的研究将有助于进一步从分子水平认识虎皮病的发生机制。     

毛竹PeAP2基因及其启动子的克隆与表达初步分析

APETALA2(AP2)基因在植物生长发育过程中发挥着重要作用.利用RT-PCR和RACE方法,从毛竹中克隆到1个AP2同源基因的全长cDNA序列,命名为PeAP2.序列分析表明:PeAP2基因全长1 750 bp,其中,5′端非编码区106bp,3′端非编码区174 bp,开放阅读框1 470 bp,编码1个489 aa的蛋白,该蛋白含有2个AP2结构域,属于AP2/EREBP家族的AP2亚家族.PeAP2蛋白与来自其它单子叶植物的AP2蛋白均有着较高同源性,其中,与二穗短柄草的AP2蛋白同源性最高,达74.85％.实时定量PCR分析显示:PeAP2基因在毛竹的根、茎、叶、鞘和节5种器官中均有表达,其中,叶片中的表达丰度最高,鞘中次之,而在根、茎、节中的表达丰度接近,均较低.利用hiTAIL-PCR方法克隆获得了PeAP2上游启动子区序列1 359 bp,分析显示其含有光、激素等多种信号应答相关的作用元件.     

拟南芥AT2G14260基因功能及其表达特异性分析

拟南芥AT2G14260基因编码脯氨酸亚氨基肽酶,基因芯片表达谱数据显示该基因响应高盐、低温等非生物胁迫。为研究其功能和表达特性,本研究采用野生型和突变体植株pip-1进行低温、干旱和盐胁迫处理,结果显示在正常培养基中野生型与pip-1植株表型没有区别。而在逆境处理下pip-1植株的根比野生型明显短,且在干旱胁迫下,突变体的叶子比野生型植株明显变黄萎蔫。在正常环境、冷、干旱、盐胁迫下,野生型植株脯氨酸含量的平均值分别是突变体的1.11、1.23、1.10和1.34倍,这说明AT2G14260基因对提高非生物胁迫的耐性具有一定的作用。同时分离了该基因的启动子,构建了表达GUS基因的载体并转化拟南芥,结果表明该启动子在正常环境中不表达。胁迫处理时从两叶期开始在根、叶、茎中表达,到达花期后,干旱处理下的花瓣、花枝和冷处理下的花柱头中也有表达。GUS相对活性试验也证明对胁迫的响应能力。可见AT2G14260基因启动子是逆境胁迫诱导表达启动子,同时具有组织表达特异性,因此,AT2G14260基因及其启动子在转基因工程育种中具有潜在的应用价值。     

调控民猪Tβ4基因转录因子的筛选与分析

为了筛选调控民猪胸腺β4（Tβ4）基因转录的增强子,探究该基因的表达调控机制,本研究以民猪基因组DNA为模板,通过PCR扩增Tβ4基因启动子区系列截短片段,与pMD18-T载体连接构建克隆质粒;通过双酶切和连接反应将系列截短片段定向连入pGL3-basic载体构建双荧光素酶重组质粒;将重组质粒转染PK15细胞系,利用双荧光素酶检测系统测定重组质粒的相对荧光素酶活性;根据相对荧光素酶活性的高低进一步筛选Tβ4基因的启动子核心区域;利用3个在线软件预测核心区域内的转录因子结合位点,根据预测结果,使用重叠PCR定点缺失转录因子结合位点构建突变载体,在PK15细胞中以野生型载体为对照检测突变载体的相对荧光素酶活性。结果表明,试验成功构建了6个Tβ4基因系列截短的启动子片段,其中5个片段具有明显的活性。经过两轮的双荧光素酶活性检测发现,-155~-105 bp区域为民猪Tβ4基因的启动子核心区域,经生物信息学分析发现,该区域存在E2F-1、MYBAS1和ELK-1转录因子的结合位点。利用定点缺失构建了3个转录因子缺失的突变载体,经双荧光素酶检测发现仅有ELK-1结合位点的缺失,会造成启动子活性的显著下降（P<0.05）。据此推测ELK-1是民猪Tβ4基因转录的正调控元件。     

基于Nrf 2/HO-1启动子筛选抗水生病毒药物的方法

为建立基于Nrf2、HO-1启动子活性的抗病毒药物筛选方法,本实验以黑头软口鲦上皮细胞系(FHM)为材料,构建Nrf2、HO-1启动子重组质粒,利用双荧光素酶报告系统检测不同浓度(0、3.125、6.25、12.5、25、50 μg/mL)的白藜芦醇、水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素对启动子活性的影响,并利用鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)和蛙虹彩病毒(rana grylio iridovirus,RGV)验证阳性药物的抗病毒效果。结果显示,Nrf2、HO-1启动子序列中存在FOX家族、IRF家族等多种转录因子的结合位点,并分别存在1个和3个与甲基化相关的CpG岛。双荧光素酶报告实验显示,水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素可激活Nrf2、HO-1启动子。药物浓度梯度实验表明,6.25 μg/mL的姜黄素和穿心莲内酯可显著上调Nrf2和HO-1的启动子活性。病毒感染后的细胞病变效应、病毒的复制及病毒滴度结果均证明姜黄素和穿心莲内酯可抑制SVCV和RGV的感染。综上,本实验建立的pGL3-Nrf2和pGL3-HO-1启动子报告质粒,可用于抗水生病毒药物的筛选,也为Nrf2、HO-1转录调控机制的研究提供了工具。