阳春砂与海南砂BPPS启动子比较及GCN4-motif正调控作用的鉴定

目的龙脑基二磷酸合酶(bornyl diphosphate synthase,BPPS)是砂仁药效萜类合成途径中的关键酶,获得海南砂AlBPPS的启动子并与阳春砂AvBPPS启动子进行调控元件和瞬时表达的比较,以期解析AvBPPS在种子中高表达的分子机制。方法通过FPNI-PCR的方法从海南砂gDNA中克隆AlBPPS的启动子,并与阳春砂AvBPPS启动子进行序列比较,对启动子相似区域进行截短,获得其相应的截短片段;对AvBPPS启动子截短片段中的GCN4-motif进行突变;构建由上述启动子驱动β-葡萄糖苷酸酶基因(β-glucuro-nidase gene,GUS)的重组表达载体,利用农杆菌介导法注射侵染本氏烟草叶片进行瞬时表达,验证启动子的活性和GCN4-motif的功能。结果克隆获得365 bp的AlBPPS启动子序列,3’端约300 bp的序列与AvBPPS启动子的相应序列相似度高达93%,但AlBPPS启动子不含有AvBPPS启动子的GCN4-motif。构建成功与GUS报告基因融合的系列启动子重组载体——VBP∷GUS(AvBPPS启动子全长)、VBPT∷GUS(AvBPPS启动子截短至320 bp)、VBPT-GM∷GUS(截短AvBPPS启动子且突变GCN4-motif)和LBP∷GUS(AlBPPS启动子全长)、LBPT∷GUS(AlBPPS启动子截短至305 bp)。通过GUS染色发现虽然上述启动子均具有驱动GUS基因转录的活性,然而,含有GCN4-motif的启动子,包括全长或截短的AvBPPS启动子(VBP∷GUS和VBPT∷GUS)的活性均高于GCN4-motif突变(VBPT-GM∷GUS)或无GCN4-motif的启动子(LBP∷GUS和LBPT∷GUS)。结论GCN4-motif对基因转录具有正调控作用,为进一步探究AvBPPS启动子的调控机制奠定了基础。