牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因载体构建与活性检测

【目的】构建牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,并检测其在C2C12细胞系中的表达活性。【方法】从牛外周血中提取基因组DNA,通过PCR方法从牛基因组DNA中克隆获得牛ATP5B基因的5′端转录调控区的1 898bp目的片段,通过设计引物逐段缺失后获得7个亚克隆,将其纯化后经SmaⅠ和KpnⅠ双酶切与pGL3-Basic载体连接,连接产物转化感受态细胞DH5α,得到牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,经脂质体基因转染法转染C2C12细胞系后,检测7个重组质粒的荧光素酶活性;运用在线软件Gen-omatix和TFSEARCH对ATP5B启动子区序列进行分析。【结果】成功克隆获得7个系列缺失的牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒pATP5B-1898、pATP5B-1607、pATP5B-1293、pATP5B-992、pATP5B-678、pATP5B-462和pATP5B-145;通过转染细胞和荧光素酶活性分析,可知构建的重组质粒均有启动子活性,且重组质粒pATP5B-678和pATP5B-462与空载体pGL3-Basic的荧光素酶活性差异极显著。软件分析结果显示,ATP5B基因启动子区域-763~-85bp存在多个重要转录调控元件。【结论】成功构建了7个系列缺失的牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,且证实-763~-230bp为牛ATP5B基因的核心启动子区域。     

新牧1号苜蓿抗逆相关基因MvNHX1启动子表达载体的构建

为了进一步研究新牧1号苜蓿抗逆相关基因MvNHX1启动子的功能,采用双酶切的方法,用核酸内切酶SacⅠ和NcoⅠ分别双酶切pCAMBIA1304质粒和阳性重组质粒pEASY-T1-simple-pMvNHX1,然后回收目的片段。通过T4DNA连接酶将目的片段和空载体相连后获得连接产物。将连接产物导入到宿主菌DH5α,通过画板,卡那霉素筛选后挑单菌落摇菌。然后用菌液PCR及双酶切鉴定该载体后,用冻融法将其导入农杆菌EHA105。结果表明,成功培养出含有抗逆相关基因MvNHX1启动子pMvNHX1∶GUS∶EHA105的菌落;成功构建出新的植物表达载体pMvNHX1∶GUS。     

坛紫菜HSP20基因家族成员的全基因组鉴定及生物信息学分析

【目的】鉴定坛紫菜（Pyropia haitanensis） HSP20基因家族成员（PhHSP20s）,并进行生物信息学及表达谱分析,为揭示PhHSP20s基因在坛紫菜生长发育和非生物胁迫下的调控机理提供理论依据。【方法】对坛紫菜基因组序列进行基因结构预测,利用隐马尔可夫模型在坛紫菜蛋白序列中搜索含有ACD结构域且分子量为12~43 kD的HSP20家族蛋白,并对其理化性质、系统进化及编码基因启动子顺式作用元件和表达特性进行分析。【结果】从坛紫菜全基因组鉴定出8个PhHSP20s基因,其不均匀地分布在5条Scaffolds上,均只含有1个外显子,无内含子,开放阅读框（ORF）长度为402~930 bp,其编码蛋白的氨基酸残基数量为133~309个,分子量为13.7~31.9 kD,理论等电点（pI）为5.50~10.49,多数蛋白呈酸性。系统发育进化树分析结果显示,陆生植物（拟南芥）、红藻（脐形紫菜和坛紫菜）和细菌（大肠杆菌） HSP20分别聚类为独立的一支,但绿藻（莱茵衣藻） HSP20聚类为2个分支,分别与陆生植物和红藻HSP20聚类在一起;红藻（脐形紫菜和坛紫菜） HSP20蛋白高度相似,亲缘关系近,可分为2个小分支,均与陆生植物HSP20的亲缘关系较远,不属于陆生植物中已报道过的任何HSP20亚族。PhHSP20s基因启动子上除了含有保守的通用元件外,还含有非生物胁迫响应元件。在PhHSP20s基因中,除PhHSP32基因几乎不在任何条件下表达外,其余PhHSP20s基因至少在1种条件下高表达,且部分PhHSP20s基因表现出相似的表达模式;部分PhHSP20s基因在不同生长阶段、光质培养条件、失水胁迫和盐胁迫下具有表达特异性,即在生殖细胞发育阶段和单性生殖孢子发育期高表达,在低盐胁迫下高表达。【结论】坛紫菜HSP20家族基因在基因数目、基因结构及系统进化上明显不同于陆生植物HSP20家族基因,推测HSP20基因复制事件在红藻和陆生植物分化之后独立发生,且在坛紫菜生长发育和非生物胁迫应答中发挥作用。     

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。     

玉米ZmPRR1-1基因启动子的克隆及序列分析

克隆玉米伪应答调控基因ZmPRR1-1启动子并对其序列进行分析,以期为深入研究ZmPRR1-1基因的调控机制及基因功能提供参考。以玉米黄早4的叶片为供试材料,参考已公布玉米自交系CML247基因组中ZmPRR1-1启动子的序列信息设计引物,克隆ZmPRR1-1基因的启动子,并利用生物信息学对启动子中的核心区域、顺式作用元件、转录因子结合位点和CpG岛进行预测分析。克隆得到长度约2 600 bp的ZmPRR1-1启动子,预测ZmPRR1-1启动子可能存在2个核心启动子区域,除了存在核心元件TATA-box和启动子增强元件CAAT-box外,还存在光响应、激素应答、胁迫响应等顺式作用元件。转录因子结合位点分析表明,ZmPRR1-1启动子区中预测包含ERF在内的6种转录因子家族,此外在启动子区域中预测存在4个符合限定条件的CpG岛区域。玉米ZmPRR1-1启动子区域存在丰富的顺式作用元件和转录因子结合位点,暗示ZmPRR1-1可能受到外界多种类型调控因子的调控并启动转录起始,且在多种调控网络中发挥功能。     

葡萄转录因子数据库中17个MADS-box成员在果实发育成熟过程中的表达特征分析

【目的】了解17个MADS-box转录因子成员在葡萄果实发育成熟过程中的调控作用。【方法】利用Plantcare软件分析了葡萄类型转录因子的启动子元件,预测其与果实发育、成熟过程相关的潜在作用;以二倍体欧亚种葡萄品种‘魏可’为试材,采用qRT-PCR技术分析了17个MADS-box成员在葡萄果实发育成熟过程中8个重要时期的时空表达模式,初步鉴定参与葡萄果实发育成熟调控的重要成员;果实转色前7 d通过ABA、NAA处理进一步验证其在葡萄果实发育与成熟中的作用。【结果】MADS-box成员的启动子均含有与果实发育、成熟相关的motif作用元件,且其含有的元件个数存在差异,表明其可能在调控葡萄果实发育与成熟过程中功能存在冗余,同时各自的作用可能存在一定的差异;qRT-PCR分析显示,所有成员均在葡萄果实发育成熟过程中表达,且在不同时期呈现差异表达;其中,VvAG和Vv FBP24在果实硬核期高表达,而在果实转色和成熟中几乎不表达,表明其可能参与果实生长发育的正调控;而VvMADS1、VvMADS9、VvSVP-like1和Vv AP3只在果实转色与成熟过程中高表达,说明它们可能促进了果实的转色与成熟;ABA在果实转色特定时期上调了MADS-box家族6个成员的表达,而NAA下调其表达;另一方面,NAA上调了MADS-box家族8个成员的表达,相反ABA下调其表达,表明这些成员可能响应ABA/NAA调控葡萄果实发育与成熟过程。【结论】葡萄转录因子MADS-box的17个成员均参与了果实发育过程的调控。其中,6个成员可能参与了葡萄果实的成熟过程的正调控,而另外8个成员可能促进了葡萄果实的生长发育从而抑制了果实的转色与成熟过程。     

北京市主要行道树白蜡生长因子的模型研究

为了构建胸径生长估测模型,以便快速掌握行道树的生长状况,提高行道树调查效率。笔者采用随机抽样的方法,收集了北京城区主要行道树白蜡的胸径、树高、枝下高、冠幅、叶面积等生长指标,根据胸径等级进行分类,利用5种单因素变量模型构建胸径与多项生长指标的估测模型。结果表明,北京市中径级的行道树白蜡分布最为广泛,占总数的63%以上;白蜡胸径与树高的相关性最高,其余依次为冠幅、叶面积、枝下高,其指数估测模型H=98.2399-28.0859D+2.8115D²-0.0743D³,相关系数达0.9967,系统误差为0.3299%,相对其他模型效果更优;而白蜡胸径与多生长因素的估测首选模型为：D=0.5595H²-9.6656H+2.0172h²-9.2454h-1.0413W²+12.4859W-0.0188S²+1.4996S+6.2011,其均方根误差只有1.0242,而精度高达95.61%。本研究建立的白蜡胸径生长估测模型具有良好的效果,适用于各年龄段的行道树白蜡调查,为北京市行道树白蜡的生长状况、景观质量和生态效益的监测提供快速调查与数据更新理论模型。     

Expression Pattern of Ａ Recombinant Phloem-specific Promoter from Pumpkin in Transgenic Potato Plants

以本实验室构建的重组南瓜(Cucurbita moschata)韧皮部特异启动子dENP构建了植物表达载体pBdENP。利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA44O4介导转化马铃薯(Solanum tuberosum)品种Favorita，经过抗生素筛选，共获得转pBdENP和对照pBI121的抗卡那霉素马铃薯再生植株106株。通过PCR初步筛查，筛选出65株为转基因阳性植株。通过Southern blot对部分植株进一步分析,确证外源gus基因已经插入到转基因马铃薯植株的基因组中，插入拷贝数在1个或2个以上。对这些转基因马铃薯植株进行GUS染色结果表明, dENP和CaMV35S启动子一样均能驱动gus基因的表达，前者仅在马铃薯的韧皮部内特异表达，而CaMV35S启动子驱动的gus基因为组成型性表达。GUS酶活力测定结果进一步表明dENP和CaMV35S启动子驱动gus基因表达水平没有明显区别。以上结果证明dENP启动子驱动的外源基因在马铃薯中也具有韧皮部特异而高效表达的特征，从而可用于马铃薯抗病、抗蚜虫转基因研究。     

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...     

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....