西瓜果实特异启动子WSP功能区域的初步定位

西瓜AGPase 的大亚基基因wml1的 5′端上游1573bp序列,是一个果实特异性启动子(命名为WSP)。根据WSP内部酶切位点,获得了3个不同5′端缺失的启动子片段（长分别为 1201bp、898bp、795bp）,并构建成植物瞬间表达载体,与含WSP的瞬间表达载体一起用基因枪的方法转入西瓜叶、茎、花及不同发育期果实中。瞬时表达结果表明,1573bp 、1201bp 、898bp的片段均能指导GUS基因在西瓜果实和花中特异性表达,但是表达强度和表达时期有所不同,795bp的片段不能指导GUS基因表达。推测在180bp-551bp之间可能存在促进外源基因在果实发育后期表达的顺式作用元件,而果实特异调控区域可能位于854bp-957bp之间。     

香蕉果实特异性ACC合酶基因启动子区的克隆及其功能初探

根据本实验室所获得的香蕉果实特异性ACC合酶cDNA序列,以改进的接头连接PCR方法通过两次步行从香蕉基因组中分别扩增并克隆了其基因5′旁侧区近端1.2kb和远端1.6kb的片段。通过拼接,构建出含有2505bp启动子区和转录起始位点下游86bp的共2591bp的基因5′旁侧区片段;其启发性动子区中34至28为推测的TATA盒序列,158至146为推测的CCAAT盒,与其它植物基因启动子结构相类似。将2.5kb启动子片段与β-葡糖苷酸酶(GUS)基因编码序列融合,用基因枪法将构建的嵌合基因转入香蕉叶、根和果实的细胞后,只在果实细胞中观察到报告基因的瞬时表达,从功能上证明了此25kb的启动子片段具有指导报告基因在香蕉果实中特异性表达的作用。同时构建5个含不同5′端缺失启动子与GUS融合基因的表达载体。瞬时表达结果表明可能负责果实特异性表达的调控区存在于转录起始位点至-1111的启动子区中,而在-1111至-608区间可能存在一个正控制区。     

香蕉果实成熟相关基因ACO1启动子区的克隆及其功能初探

根据已报道的香蕉课实表达ACC氧化酶基因（ACO1）的序列,用改进的接头连接PCR法从香蕉基因组中扩增并克隆了此基因5′旁侧区1526bp的片段,其中包含一个推测的TATA盒序列;与已公布的两个香蕉ACC氧化酶基因启动子序列（分别为934bp和1451bp）的相似性各为97．3％（Lopez-Gomez等）和88．8％（May和Kipp)。将4个含有不同大小启动子区的克隆片段与GUS基因编码区连接构建成嵌合成基因,通过基因枪轰击转入香蕉叶、根和果实的细胞后,瞬时表达结果表明不同大小的ACO1启动子区段都只在果实细胞中指导GUS基因表达,证明该启动子具有指导基因在果实中表达的功能,并推测负责果实特异性的顺式元件可能位于启动子近端0．7kb区段之内,在468至822的355bp区段内可能在与正控制有关的顺式元件。     

西瓜wml1 5＇端启动子区域对番茄的遗传转化及其转录调控功能研究

根据wml1 5‘端启动子区域内部的限制性酶切位点,分离得到长度分别为1573bp、1197bp、896bp、795bp的片段,并与GUS基因融合构成转录融合体。用农杆菌介导法将这些片段转入番茄中,对转基因植株进行GUS活性分析,发现1573bp、1197bp、896bp的片段都能诱导GUS在授粉后15天、30天、45天的番茄果实中表达,且表达强度随果实发育而增强,而在叶片、茎、根中未检测到GUS基因表达。而795bp的片段转化的植株中则未检测到GUS基因表达。推定857bp至957bp之间的序列中包含了启动子行使正常功能必需的元件。     

香蕉果实成熟相关基因ACO1启动子区的克隆及其功能初探

根据已报道的香蕉果实表达ACC氧化酶基因(ACO1)的序列,用改进的接头连接PCR法从香蕉基因组中扩增并克隆了此基因5′旁侧区1526bp的片段。其中包含一个推测的TATA盒序列;与已公布的两个香蕉ACC氧化酶基因启动子序列(分别为934bp和1451bp)的相似性各为97.3%(López-Gómez等)和88.8%(May和Kipp)。将4个含有不同大小启动子区的克隆片段与GUS基因编码区连接构建成嵌合基因,通过基因枪轰击转入香蕉叶、根和果实的细胞后。瞬时表达结果表明不同大小的ACO1-启动子区段都只在果实细胞中指导GUS基因表达,证明该启动子具有指导基因在果实中表达的功能;并推测负责果实特异性的顺式元件可能位于启动子近端0.7kb区段之内,在468至822 的355bp区段内可能存在与正控制有关的顺式元件。     

西瓜果实特异性基因wml1的5‘端上游调控序列的分离

西瓜（Citrullus vulgris Schrad.)ADP-葡萄糖焦磷酸化酶大亚基基因wml1的表达具有果实特异性。本文利用Uneven PCR技术成功地从西瓜基因组DNA中分离出一段长1864bp、位于wml1基因5‘端上游的新序列。该序列含有TATA盒和CAAT盒,具典型的启动子特征。克隆序列中180bp-1752bp和958bp-1752bp两个片段分别与GUS基因融合进行瞬间表达试验,结果初步表明180bp-1752bp片段具有果实特异性启动子活性,转录调控元件位于序列的180bp-958bp。     

西瓜果实AGPL1基因启动子的序列分析

利用PCR技术从西瓜嫩叶中扩增出1.2 kb AGPL1基因启动子,通过PlantCARE和PLACE数据库对启动子序列进行生物信息学分析。结果表明,AGPL1启动子具有多个典型的TATA-Box和CAAT-Box等基本元件,以及高水平转录顺式作用元件5UTR Py-rich stretch,光响应元件ACE、ATCC-motif、Box 4、I-Box、Sp1、TCCC-motif、GAG-motif、MNF1,2个赤霉素响应元件GARE-motif、P-box,参与蛋白代谢调节的顺式作用元件O2-site,参与水杨酸反应的顺式作用元件TCA-element,厌氧诱导所需的顺式作用元件ARE、逆境胁迫响应元件TC-rich repeats、生理昼夜节律控制元件circadian等,为研究外源基因在果实中的特异表达提供参考。     

西瓜wml1 5'端启动子区域对番茄的遗传转化及其转录调控功能研究

根据wml1 5’端启动子区域内部的限制性酶切位点,分离得到长度分别为1573bp、1197bp、896bp、795bp的片段,并与GUS基因融合构成转录融合体。用农杆菌介导法将这些片段转入番茄中,对转基因植株进行GUS活性分析,发现1573bp、1197bp、896bp的片段都能诱导GUS在授粉后15天、30天、45天的番茄果实中表达,且表达强度随果实发育而增强,而在叶片、茎、根中未检测到GUS基因表达。而795bp的片段转化的植株中则未检测到GUS基因表达。推定857bp至957bp之间的序列中包含了启动子行使正常功能必需的元件。     

利用GFP/RFP双荧光指示载体鉴定特异性启动子功能

在基因表达定位或启动子调控模式的研究中, 多以gusA作为报告基因。但由于部分组织中高内源GUS背景活性或转化手段的限制, 使判断基因表达定位或调控时存在很大误差。为了解决上述问题, 本实验将报道基因绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(RFP)融合构建双荧光标记瞬时表达载体pBI221-RFP/GFP。该载体以CaMV35S启动子驱动GFP确定转化效率, 通过鉴定阳性个体的红色荧光活性分析目的基因或启动子的表达模式。并通过番茄E8和西瓜AGPL1果实特异启动子验证了该载体在启动子调控模式研究中的应用可行性。结果表明pBI221-RFP/GFP是一个可以在基因和启动子功能验证中应用的高效瞬时表达载体。     

拟南芥根特异表达基因启动子在烟草中的表达

以拟南芥为材料,利用PCR技术分离pyk10启动子序列,构建了该启动子GUS植物表达载体,农杆菌介导转化烟草,分析该基因在烟草中的表达,以明确拟南芥根特异表达基因pyk10启动子在烟草中的表达特性.结果表明:克隆的pyk10启动子与已报道的pyk10启动子一致性为100%,GUS基因在烟草的根部特异表达,表明该启动子为根部特异表达启动子,为揭示植物根的发生、分化和发育机制,以及培育抗根部病虫害和营养高效利用型转基因烟草奠定了基础.     

P119驱动amiRNA介导的PL基因沉默对草莓果实硬度的影响

果胶裂解酶基因(Pectate lyase,PL)是调控果实软化的重要靶点。本研究测定了红颜草莓果实在发育过程中果胶裂解酶活性变化和硬度变化规律,并通过人工小干扰RNA(artificial micro-interfering RNA interference,amiRNA)技术,以拟南芥miR390a前体序列作为沉默PL基因的骨架,在番茄果实特异性启动子P119的驱动下,通过农杆菌介导转入草莓果实中瞬时表达,通过RT-PCR分析草莓瞬时转染后PL基因的表达量,并检测了PL沉默对果实硬度的影响。结果表明,随着草莓果实发育的推进,果胶裂解酶活性呈逐渐上升趋势,与果实硬度呈负相关;构建了基于拟南芥miR390a为骨架的amiRNA靶向栽培草莓中的PL基因;在番茄果实特异性启动子P119驱动下,miRNA前体可以在草莓果实中瞬时表达;草莓果实中总PL基因表达量下降达34. 5%;基因沉默组果实硬度比对照组更高,且沉默对果实颜色发育进程无明显影响。该结果表明:果胶裂解酶主要在果实发育后期调节细胞壁的解离,采用amiRNA沉默PL基因可以延缓草莓果实软化进程。     

甜瓜黄瓜素基因启动子表达载体的构建及分析

该研究构建了由黄瓜素基因5′端310bp启动子序列驱动β-葡萄糖醛酸酶(GUS)报告基因的植物表达载体pPZP-CGN,通过花粉管通道法将植物表达载体pPZP-CGN导入甜瓜,并采用荧光法定量测定转基因植株中GUS活性。结果显示,gus基因在果实中高表达,而在根、茎、叶等组织中表达活性很低,表明黄瓜素基因上游310bp启动子具有指导外源基因在果实中高效特异表达的特性。     

水曲柳节律基因LHY启动子的克隆和功能分析

以水曲柳基因组DNA为模板,用Site Finding-PCR法扩增得到节律基因LHY（late elongated hypocotyl）启动子序列,长度为1 360 bp。PLACE启动子预测工具分析表明,序列中含有转录必备的TATA box、CAAT box以及一些非生物胁迫和激素响应元件等。构建植物GFP瞬时表达载体p PXGFP-P-LHY,农杆菌介导转化烟草叶片和白桦悬浮细胞,GFP检测结果表明,LHY启动子能够启动GFP基因在烟草和白桦细胞中表达,且对非生物胁迫（低温、高温、盐）产生响应;构建植物GUS报告基因整合表达载体p PCXGUS-P-LHY,农杆菌介导法瞬时转化烟草,GUS染色结果表明,LHY启动子的活性具有不同程度的时空特性。     

在结瘤基因nodA启动子内发现了两个不同功能的结构区域

在豌豆根瘤菌（ＲｈｉｚｏｂｉｕｍＬｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ）结瘤基因ｎｏｄＡ的启动子内发现了具有两个不同功能的结构区域,其一我们称为Ｒｉｐ,在ｎｏｄＡ诱导表达中起着关键作用,可能识别经诱导剂作用而发生构象变化的调控蛋白ＮｏｄＤ,另一为ＲＩＰ缺失后留下的,我们称为ＲＰ区,只要ＲＰ存在,不需要诱导剂,ＮｏｄＤ蛋白即能导致结瘤基因ｎｏｄＡ的表达。因此该区可能识别原始构象的调控蛋白ＮｏｄＤ。     

玉米AGPase基因启动子的克隆及鉴定

以玉米基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增得到了腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶AGPase基因编码区上游1912 bp的启动子(AGPasep)序列.该序列包含TATA-box,CAAT-box等一些高等植物特有的启动子基本核心序列,推断其为一种新的启动子.为了验证该序列是否具有启动子功能,构建了含有此序列的植物表达载体pCAM-AGPasep,通过农杆菌介导法转化玉米愈伤组织进行瞬时表达.GUS染色结果表明,该序列可以驱动GUS基因的表达,具有启动子功能.     

家蚕核多角体病毒解旋酶基因启动子功能区域缺失分析

杆状病毒DNA解旋酶是病毒复制所必需的。瞬时表达分析显示 ,家蚕核多角体病毒解旋酶基因启动子属于延迟早期基因启动子。通过PCR技术在该启动子区产生的一系列缺失分析表明 ,解旋酶基因启动子的基础转录调控区主要位于ATG上游 - 5 1 0～ - 4 1 0bp之间。当只保留ATG上游 98bp区段时 ,仍可测到该启动子的基础活性。在病毒因子存在下 ,将启动子区域删除到ATG上游 - 4 1 0bp时 ,对启动子活性影响不大 ;若继续删除 ,则其活性显著下降。据此推测对病毒因子响应的启动子区段应主要位于ATG上游 - 4 1 0～ - 30 9bp之间     

玉米bHLH类转录因子ABP7的启动子克隆及其活性分析

bHLH类转录因子广泛存在于植物中,在花的形态建成、光和激素信号转导等方面发挥着重要作用,但其表达调控机理尚待深入研究。从玉米中克隆了bHLH类转录因子ABP7,初步研究结果显示它可能参与了籽粒形成、激素应答等多个信号转导途径的调控。为进一步阐明ABP7基因上游调控途径,克隆了ABP7的5′侧翼序列,利用原生质体瞬时转化体系验证了其启动子活性,并对其顺式作用元件进行了分析。结果显示,位于ABP7基因起始密码子上游长为2 266 bp的DNA序列具有启动子活性,能够启动报告基因的表达,并且存在许多潜在的与GA、IAA和ABA激素信号转导和逆境胁迫响应相关的元件,为进一步鉴定ABP7基因发挥作用的信号途径、上游调控因子和分子机理以及ABP7基因在玉米生长发育和逆境应答中的功能奠定了基础。     

家蚕核多角体病毒解旋酶基因启动子及增强子hr3功能分析

从BmNPVZJ8株克隆了解旋酶（helicase)基因ATG上游的510bp启动子,序列分析发现,该启动子同时具有早期和晚期RNA转录起始位点,将起始密码突变为ATT后,引入萤火虫荧光素酶（Luc)基因作瞬时表达分析,用表达质粒pBmhel510luc转染Bm-5和Sf-21细胞,解旋酶基因启动子能被细胞的RNA聚合酶识别,具有早期启动子的特性,且病毒因子对hel510启动子具有反式激活作用。杆状病毒同源重复区（hr)序列是病毒DNA复制起始点,又具有增强子功能,将BmNPVhr3序列克隆到hel510启动子的下游进行瞬时表达,结果表明,hr3可增强hel510启动子在昆虫细胞和家蚕幼虫中的转录活性分别在7000倍和1000倍左右。