含双病原物诱导启动子植物安全表达载体的构建

 本研究用来自烟草的具有高度病原物特异性的两个诱导启动子EAS4和hsr203J,串联驱动GUS基因的表达,同时考虑到转基因植物的安全性,引入双边界序列,构建了含双病原物诱导启动子的植物安全表达载体。将表达载体转化烟草获得转基因植株。分析显示,在正常生长情况下转基因烟草检测不到GUS活性,或活性极低;而受疫霉激发子parasiticein、Phytophthora nicotianea[0]的孢子悬浮液和Ralstonia solanacarum的菌悬液诱导后,转基因烟草叶片中可检测到明显的GUS活性。结果表明,构建的植物表达载体所含双病原物诱导启动子均具有良好的诱导活性,可用于植物遗传转化。     

玉米乙烯应答元件结合蛋白基因启动子克隆与功能验证

为了给玉米转基因研究提供更多的非生物逆境诱导启动子,寻找只在逆境胁迫条件下适当驱动外源抗逆基因的表达,在生物信息学分析的基础上,克隆与水稻DREB1B转录因子基因同源的玉米乙烯应答元件结合蛋白基因sb CBF6的启动子psb CBF6,在非生物逆境应答元件分析和实时定量PCR验证其非生物逆境胁迫响应特性后,用以构建驱动报告基因GUS的表达载体,并使用基因枪法转化玉米愈伤组织,通过愈伤组织的GUS荧光值与荧光素酶发光值的比值,评价psb CBF6启动子在非生物逆境胁迫及激素诱导条件下的驱动活性。结果表明,sb CBF6基因在各种非生物逆境胁迫下差异表达。psb CBF6启动子长1 479 bp,存在多种与非生物逆境胁迫应答相关的调控元件,可在非生物胁迫条件下驱动外源抗逆基因在转基因植物中诱导表达。试验结果为研究抗逆转基因玉米提了供参考。     

天宝蕉HOS1基因启动子克隆及生物信息学分析

以天宝蕉叶片为材料,分离天宝蕉HOS1基因的启动子,并进行生物信息学分析。结果表明:天宝蕉HOS1启动子与马来西亚小果野蕉HOS1启动子序列相似性达到92.43%,并含有35种类型顺式作用元件,其中含有多种类型的激素应答作用元件和非生物胁迫有关的顺式作用元件,可能与天宝蕉的冷胁迫应答有密切关系;天宝蕉HOS1启动子预测含有2个CpG岛,暗示天宝蕉的冷胁迫应答与甲基化也有密切的关系。     

显齿蛇葡萄离体快繁体系的建立

[目的]利用组织培养的方法建立快速、高效的显齿蛇葡萄快速繁殖体系。[方法]以显齿蛇葡萄带芽茎段为材料,研究了不同灭菌方法、培养基和激素组合对显齿蛇葡萄离体快繁的影响。[结果]外植体采用75％乙醇浸泡20s＋0．1％HgCl2处理8min＋吐温-801-2滴灭菌效果较好;腋芽诱导适宜的培养基为B5＋1．00mg／LBA＋0．05mg／LNAA;增殖培养以MS／B5＋1．50mg／LBA＋0．05mg／LNAA为宜;生根以1／2MS＋O．50mg／LIBA的培养基效果好。[结论]建立了一个显齿蛇葡萄离体快繁的高频率发生体系,为其愈伤再生体系、遗传转化及无性系变异筛选奠定了技术基础。     

马铃薯地上部绿色组织中糖苷生物碱合成调控的研究

为提高马铃薯品种(系)地上部分糖苷生物碱(SGAs)的含量,增强其抗逆性并改良块茎的品质。克隆了马铃薯茄啶鼠李糖基转移酶基因(sgt3)cDNA和1,5–二磷酸核酮糖羧化酶小亚基基因启动子(rbcS P);对sgt3亚细胞定位预测显示,该蛋白不具有叶绿体转运肽、线粒体导肽和分泌信号肽序列,推测可能位于细胞质;将克隆的sgt3 cDNA片段及rbcS重组到pCEPSP载体上,构建了具有草甘膦抗性标记的绿色组织特异表达sgt3基因植物表达载体。通过农杆菌介导法对马铃薯品种‘陇薯3号’和‘夏波蒂’进行转化,共获得了12株抗草甘膦的阳性转基因植株。对转基因植株的目的基因表达水平和SGAs含量分析发现,地上部sgt3基因相对表达量较未转化植株提高1.3~3.0倍,SGAs含量增加20%~37%,而转基因植株的块茎中SGAs含量变化不显著。本研究的结果为进一步培育枝、叶中高SGAs而块茎中低SGAs的马铃薯抗性品种提供了理论依据。     

苹果PGIP基因部分家族成员启动子的克隆与功能分析

根据已发表的苹果基因组序列设计特异引物,克隆了苹果（Malus × domestica Borkh.）品种‘秦冠’和‘太平洋玫瑰’中PGIP家族基因PGIP1和PGIP2的启动子片段,序列分析结果表明PGIP1与PGIP2启动子序列相似度为71%,‘秦冠’和‘太平洋玫瑰’的PGIP1、PGIP2启动子相似度都达到了99%。两个品种PGIP1启动子中TATA-box和CAAT-box的数量明显多于PGIP2,PGIP1和PGIP2启动子分别存在茉莉酸甲酯和水杨酸响应元件,暗示PGIP1和PGIP2存在不同的抗病响应途径。构建了启动子︰︰GUS融合表达载体,通过对农杆菌介导法转化烟草叶片中的GUS活性分析,比较了不同启动子的活性。结果表明：PGIP1启动子活性在品种间差异不显著;PGIP2启动子活性在品种间差异显著,‘秦冠’是‘太平洋玫瑰’的2.37倍,可能与品种抗病性差异有关;同一品种中PGIP1启动子活性显著高于PGIP2。     

乳腺特异表达载体缺失片段的鉴定与修复

通过对pBC1中的乳腺特异表达启动子成分进行分析,鉴定了位于β酪蛋白启动子上游两个EcoRⅠ位点(-89~-94和-120~-125)之间的缺失片段,31bp的缺失使得该载体中的一个乳控盒元件(-112~-141)和一个乳腺因子识别序列(-92~-102)遭到破坏,并使得位于TATA框上游的所有启动子成分发生了位置改变。通过与山羊β酪蛋白启动子序列进行比较,设计并合成了缺失片段,经一系列的酶切和连接处理,使得该缺失得到了修复,修复后的载体具有所有乳蛋白表达需要的启动子调控原件。本试验结果为利用修复后的乳腺特异高效表达载体进行乳腺生物反应器的研究奠定了分子生物学基础。     

家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)cDNA及启动子的克隆与分析

为了利用家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)及启动子元件开展转基因研究,克隆了家蚕品种797的Fib-L cDNA及启动子,并比较了6种不同品种来源的Fib-L基因的cDNA序列。结果表明,轻链基因cDNA长为786 nt,编码了包括由18个氨基酸组成的信号肽在内的共262个氨基酸的蛋白质前体;启动子序列分析显示其包括典型的TATA盒和类CAAT盒序列以及丝腺特异性结合位点等。用Fib-L启动子控制报告基因Egfp,进行家蚕BmN细胞内的瞬时表达研究,结果表明,Fib-L启动子驱动的Egfp报告基因可以在BmN细胞瞬时表达。     

Cre/loxP定位重组系统在植物雄不育和杂种优势中的利用研究

Cre—loxP是来源于噬菌体P1的一种位点特异性重组系统。目前，它已广泛应用于基因功能鉴定，动植物及微生物基因组的修饰以及基因的表达和调控。雄性不育系在杂种优势的利用中具有重要意义。本实验是以Cre—loxP系统调控细胞毒素基因barnase在植物雄性器官发育的特异时期在特异组织表达，从而达到控制植物育性的目的。1．在本实验中，通过PCR方法克隆了解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的barnase基因，及其抑制因子barstar的DNA序列，同时，构建成功双元表达载体及基因枪转化载体，并已获得经分子险测呈阳性的小麦植株。2．osg6B是来源于水稻花药绒毡层的特异性的启动子，它在小孢子发育的四分体时期至单核花粉期在花药绒毡层中特异启动基因的表达，它具有较为严紧的时空特异性。以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP位点特异性重组系统的适用于基因枪法转化小麦的载体系统。其中，转不育基因(og6B—barnase)小麦植株生长正常，但开花后，花粉量明显减少，自交不能得到正常种子。进行花粉活力检测发现，转基因小麦大部分花粉表现为败育。花粉离体萌发试验表明，转不育基因小麦的花粉离体萌发率极低，几近败育。说明以osg6B驱动barnase在小麦花药中的表达可以导致雄性不育。3．以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP的用于控制双子叶植物育性的双元表达载体系统。以转cre基因的烟草作为受体，以含阻断序列的质粒农杆菌进行二次转化。二次转化株营养生长正常，但开花期花器官表现异常。具体表现为花瓣异常开裂或不开裂，花丝变短或粘连，花药提早萎蔫或异常开裂。推测这种现象的出现与启动子的组织特异性或barnase的渗露表达有关。4．二次转化株花粉染色因不同株系出现全部败育、部分不育和多数可育的情况。花粉离体萌发实验也得到了相似的结果。这说明通过筛选，利用Cre／loxP得到完全不育的植物株系是完全可行的。5．获得了9个barnase的突变体，初步推测第十四位氨基酸及第八十位氨基酸与核糖核酸酶活性有关。同时，发现barnase的第316位核苷酸序列为易突变位点，自然发生的突变多插入一个C，从而产生终止位点的改变。这或许会为今后barnase的克隆与利用提供一些参考。     

Analysis of puroindoline a and b sequences from Triticum aestivum cv. `Penawawa' and related diploid taxa

Flanking sequences of the puroindoline a(pinA) and puroindoline b (pinB) genes from Triticum monococcum, T. urartu, Aegilops speltoides and A. tauschii were obtained by inverse PCR. Two accessions from each of these related diploid taxa were sequenced, and the sequences compared to those of the soft hexaploid wheat cultivar `Penawawa'. As expected from the origin of the D-genome in hexaploid wheat, the highest sequence identity was observed for the A. tauschii sequences, whereas the sequences for A.speltoides were the most divergent. The promoter sequences were further analyzed for putative regulatory elements, and the possible significance of several highly conserved sequence motifs is discussed. Western blots of Triton X-114 extracted proteins separated by SDS-PAGE confirmed the accumulation of pinA and pinB gene products in the endosperm of all the germplasm lines studied. The deduced amino acid sequences for the related diploid taxa do not imply any major structural changes as compared to the wild-type T. aestivum puroindolines, and is therefore in agreement with the soft endosperm texture of these species. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.