植物启动子研究进展

植物启动子是植物基因转录所需的重要调控元件。现结合近几年对启动子的相关研究,从启动子的结构及其功能、分类、克隆和功能分析方法等方面对其进行概述。重点归纳了植物组织特异性启动子的分类及其近期研究应用进展,并提出了植物启动子未来的研究重点。     

1.1kb、2.7kb、3.0kb鸡输卵管组织特异性启动子的克隆及细胞评价

鸡卵清蛋白基因启动子是指导外源基因高效特异性表达的理想调控区,利用卵清蛋白启动子驱动外源蛋白大量表达,需要包含组织特异性相关序列。本研究以海兰白鸡的基因组为模板,采用PCR扩增了1.1 kb、2.7 kb和3.0 kb的卵清蛋白启动子区,置换pcDNA6.2-GFP中CMV启动子序列,构建了真核表达载体pOV1.1 kb-GFP、pOV2.7 kb-GFP、pOV3.0 kb-GFP;转染原代输卵管上皮细胞和中国仓鼠卵巢细胞(CHO),PCR、RT-PCR证明重组载体能够整合到细胞基因组内,并进行转录;倒置荧光显微镜下观测到绿色荧光蛋白表达;启动子表达效率由高到低依次是CMV启动子、1.1 kb、2.7 kb、3.0 kb卵清蛋白启动子。研究结果为瞬时表达模型的建立和输卵管生物反应器的研究奠定基础。     

水稻胚特异表达基因Os08PTS启动子的克隆及分析

为分析编码磷脂酰肌醇转移蛋白基因Os08PTS在水稻种子发育中的功能及利用Os08PTS启动子进行遗传改良.依据T-DNA插入位点信息,克隆Os08PTS基因启动子,并利用生物信息学手段分析Os08PTS启动子的顺式作用元件特征,同时构建启动子与GUS融合表达载体,通过农杆菌介导法获得转基因植株,验证启动子的表达特征....     

百合“索邦”病程相关蛋白基因LhSorPR10-2的克隆与分析

病程相关蛋白(Pathogenesis-related Proteins, PR)是植物在受病原物侵染过程中诱导产生的一类蛋白.为研究百合“索邦”PR10基因的生物学功能,本研究在灰霉菌(Botrytis elliptica)处理不同时间的百合“索邦”叶片转录组数据库中筛选获得显著诱导表达的一个病程相关蛋白PR10基因,命名为“LhSorPR10-2”,并对其进行生物信息学分析、表达模式分析及其启动子克隆分析.结果显示：LhSorPR10-2全长761 bp,开放阅读框为474 bp,编码158个氨基酸,等电点为5.72.LhSorPR10-2在百合“索邦”中的表达具有组织特异性,在叶中表达量最高;该基因可被病原菌椭圆葡萄孢(Botrytis elliptica)和尖孢镰刀菌(Fusariumoxy sporum)诱导上调表达,并能被植物激素茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)和乙烯利(ETH)诱导响应以及高温(50℃)和低温(0℃)胁迫诱导表达.另外,启动子区的顺式作用元件分析显示LhSorPR10-2启动子区含有大量与光信号、植物激素、胁迫和分生组织等相关的功能域,推测其可能在生...     

半滑舌鳎vasa调控区的克隆、表达载体构建及其驱动活性检测

为研究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)vasa(Csvasa)基因调控区的功能,在已克隆的Csvasa基因编码序列的基础上,采用基因组步移和PCR扩增的方法克隆得到Csvasa调控区,通过生物信息学方法分析vasa基因5′区,并构建了含Csvasa基因调控区的绿色荧光蛋白(GFP)表达载体(p Csvasa-GFP-T),进一步通过显微注射技术初步验证调控区的驱动活性。结果表明,通过基因组步移和PCR扩增获得Csvasa 5′区5 166 bp和3′区1 655 bp,利用在线生物信息学软件对5′区序列进行分析,发现在转录起始点上游26 bp处存在保守的TATA框,以及潜在的转录因子结合点如SRY、Oct-1、Sox-5、CREB、GATA、AP-1、C/EBP、Sp-1、c-Myc、HNF、NKX2-5、V-Myb等。通过显微注射技术,将所构建的p Csvasa-GFP-T表达载体注射于青鳉(Oryzias latipes)受精卵并进行培养观测,发现Csvasa调控区能够驱动GFP在青鳉胚胎内表达,荧光表达率为81%。将有荧光的胚胎培养为成鱼,检测外源基因的整合率为11.5%。这些结果为进一步研究半滑舌鳎原始生殖细胞(PGCs)的标记、追踪和操作研究以及半滑舌鳎的性别控制等奠定了基础。     

牙鲆(Paralichthys olivaceus) Activin 基因两种β亚基的启动子克隆及生物信息学分析

以牙鲆为研究对象,利用染色体步移(Genome walking)获得了 Activin 两个β亚基基因的上游部分启动子序列,并对其进行了转录调控元件的生物信息学预测分析。获得了 Activin βA 和βB两个亚基的启动子部分序列,长度分别约为2.7 kb 和2.4 kb;在预测的 Activin βB 转录起始位点(+1位)的上游31 bp 处有1个典型的 TATA box,而在 Activin βA 中未发现 TATA box 的存在。两个基因的启动子上发现了多个转录因子 Sp1、Oct-1、C/EBP、CREB、GATA-1、HNF-3、HNF-1、USF 等结合位点,还发现了与内分泌相关的 Pit-1、ER、PR、GR、RAR、RXR 等结合位点,但肌性转录因子 MyoD、myogenin 和雄性的性别决定基因 SRY 结合位点仅在 Activin βA 启动子中发现。生物信息学分析显示,牙鲆 Activin βA 和βB 表达受到多种潜在因子的调控,二者在调控上有所差异。     

大豆GmGAMYB1启动子克隆与分析

利用PCR技术从大豆品种东农42基因组中分离得到了GmGAMYB1基因启动子片段pGmGAMYB1,定向替换载体pBI121的CAMV35S组成型启动子,构建表达载体pBI121-pGmGAMYB1,驱动下游报告基因GUS基因表达,并利用PLACE和PlantCARE在线启动子预测工具进行分析.结果表明:序列中含有多种典型的光及各种激素和胁迫诱导特异性表达元件,如光应答元件如3-AF1 binding site、BOX-4、T-Box和TCT-motif;赤霉素应答元件GARE;脱落酸应答元件ABRE;热激元件CCAATBox;节律钟Ciradian等.     

橡胶树胶乳HbPLDα1基因及其启动子的克隆与生物信息学分析

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸（Jasmonic acid, JA）生物合成的关键酶之一。橡胶树胶乳PLDα1基因（HbPLDα1）表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制。在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列。HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2 427 bp的完整开放阅读框（ORF）,具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近。HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用。     

Cloning and Bioinformatical Analysis of Phospholipase Dα1 Gene and Its Promoter in the Latex of Rubber Tree (Hevea brasiliensis Muell.Arg.)

植物磷脂酶PLDα1与伤害信号转导密切相关,是伤害诱导内源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)生物合成的关键酶之一.橡胶树胶乳PLDα1基因(HbPLDα1)表达的研究将有助于揭示橡胶树乳管细胞JA信号转导及其调控橡胶生物合成的机制.在EST序列的基础上,通过RACE和Genome Walking方法分别克隆了橡胶树胶乳的HbPLDα1基因及其启动子序列.HbPLDα1基因的cDNA全长为2 870 bp,包含长度为2427 bp的完整开放阅读框(ORF),具有典型的植物PLDα蛋白保守功能域,与同属大戟科的蓖麻和麻风树的PLDα1基因亲缘关系最近.HbPLDα1基因启动子区域长为1 559 bp,除含有TATA box和CAAT box等基本顺式作用元件外,还存在JA和脱落酸等激素响应元件以及干旱胁迫等环境信号响应元件,这表明HbPLDα1基因的表达可能受激素和环境信号的调控,在橡胶树乳管细胞对激素和环境信号的响应过程中发挥重要作用.     

雄性不育及育性恢复基因表达载体的构建

将拟南芥花药特异表达启动子A6与核酸酶基因融合构建不育基因,与核酸酶Bamase特异抑制剂Barstar基因融合构建育性恢复基因,再分别与抗除草剂溴苯睛基因表达盒bxn串联,形成紧密连锁,分别构建植物雄性不育和育性恢复基因表达载体pwP一AN及pwp一AS,以抗澳苯睛基因作为转化和繁殖、制种过程的筛选标记。