杨树皮储藏蛋白基因启动子的克隆和功能研究

杨树树皮储藏蛋白BSP是类似种子储藏蛋白的氮素储藏物 ,冬季在韧皮部薄壁细胞中大量积累 ,是落叶树氮代谢中的重要成分。为了研究BSP基因启动子在转基因植物中的表达特性 ,探索其在植物基因工程研究中潜在的应用价值 ,我们用PCR方法从美洲黑杨基因组中DNA扩增得到了BSA启动子片段。与GUS基因融合构建中间载体后 ,转化烟草 ,获得了一批PCR检测为阳性的转化再生植株。经GUS组织化学检测 ,发现若干转基因烟草的茎和叶柄韧皮部以及叶脉都呈GUS染色阳性 ,初步证明杨树BSP基因启动子确有韧皮部表达特性 ,可介导GUS基因在转基因烟草韧皮部特异表达。

韧皮部特异启动子驱动密码子优化的抗菌肽D基因的植物表达载体构建

根据177个GenBank中登录的柑橘编码蛋白密码子用法的分析结果,优化并重新设计和合成了含柑橘偏爱密码子、对柑橘黄龙病有杀灭作用的柞蚕抗菌肽D基因(命名为CAPD),克隆入pUC19克隆载体并经测序验证后,获得了含新抗病基因的重组质粒pUC19-CAPD。用限制性内切酶BamHI和SacI双酶切pUC19-CAPD克隆载体和pBI121植物表达载体的质粒DNA,回收pUC19-CAPD克隆载体中的CAPD基因小片段和pBI121植物表达载体中去掉GUS报告基因的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由CaMV35S组成型启动子(35SP)驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ05);用限制性内切酶BamHI和HindIII双酶切含笋瓜韧皮部特异启动子(PSP)的pUCm-PSP克隆载体和pHZ05植物表达载体的质粒DNA,分别回收pUCm-PSP克隆载体中的PSP小片段和pHZ05植物表达载体中去掉CAPD目的基因上游35SP的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动CAPD目的基因的新植物表达载体(命名为pHZ06)。利用细胞感受态法直接将2个由不同启动子驱动的含CAPD目的基因的新重组植物表达载体分别导入根癌农杆菌LBA4404、GV3101、EHA105和发根农杆菌Ri15834等4个农杆菌菌株中,为利用农杆菌介导的遗传转化技术培育抵抗由韧皮部传导的毁灭性和检疫性病害柑橘黄龙病的新种质奠定了基础。

梨韧皮部特异表达启动子AtSUC2驱动下的GUS基因的转化和表达

以‘Old Home’梨无菌苗叶片为外植体,利用根癌农杆菌介导将专一在韧皮部表达启动子AtSUC2驱动下的GUS基因转入‘Old Home’中。筛选出了‘Old Home’梨叶片高效遗传转化的最佳条件:农杆菌和外植体在液体培养基上共培比在固体培养基上共培转化率提高5倍。PCR分析和Southern杂交鉴定表明GUS基因已整合到转基因植株的基因组中,组织化学检测和Western杂交鉴定证明了GUS基因在转基因植株韧皮部中的表达。

韧皮部特异性启动子的克隆及含绿色荧光蛋白报告基因新植物表达载体的构建

用PCR方法扩增得到了长度为966 bp的笋瓜韧皮部蛋白2基因启动子片段,克隆入pUCm-T载体后,获得了新的重组质粒pUCm-PSP.分别用限制性内切酶酶切重组质粒和pCAMB IA1302植物表达载体,经回收、连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的新型植物表达载体pHZ03.利用细胞感受态法将新植物表达载体分别导入根癌农杆菌EHA105、GV3101、LBA4404和发根农杆菌R i15834中.

竹节花黄斑驳病毒启动子的缺失分析及功能

竹节花黄斑驳病毒（ＣｏＹＭＶ）是侵染单子叶植物竹节花的一种双链环状ＤＮＡ病毒，它的启动子可介导外源基因在烟草韧皮部特异表达。为了研究其组织特异性表达的最佳启动子区域，对ＣｏＹＭＶ启动子进行了５′端五种不同长度的缺失分析，用不同长度的启动子片段与ＧＵＳ基因及ＮＯＳ３′端转录中止序列构建了全长启动子及５个缺失启动子序列的六个嵌合ＧＵＳ基因植物表达载体。利用农杆菌将上述嵌合基因转化烟草外植体后，每种表达载体都获得了一批转基因烟草植株。转化再生烟草植株的ＰＣＲ分析、ＧＵＳ酶活测定及ＧＵＳ组织染色的结果表明六种类型的嵌合基因已整合到烟草染色体中，并有五种表达出ＧＵＳ活性。缺失到８７０ｂｐ的启动子比全长启动子（１０４０ｂｐ）的活性约高７８％，８７０ｂｐ比５８５ｂｐ启动子介导的ＧＵＳ活性略高但差别不明显，缺失到４４７和２３２时ＧＵＳ活性有明显下降，但仍具有韧皮部特异表达的特性。当缺失到ＴＡＴＡｂｏｘ附近的４４ｂｐ时启动子丧失组织特异性，ＧＵＳ活性也降低到测不出来的水平。以上结果表明ＣｏＹＭＶ启动子从转录起始位点上游８７０ｂｐ～２３０ｂｐ及２３２ｂｐ下游区分别与启动子的活性和韧皮部组织特异性密切相关，８７?

笋瓜韧皮部特异性启动子的克隆分析及新型植物表达载体构建

根据已报道具韧皮部组织特异性的笋瓜韧皮部蛋白2(PP2)基因序列设计引物,以山西本地种笋瓜叶片基因组DNA为模板,用PCR法扩增得到了长度为966bp的PP2基因启动子片段,克隆入pUCm-T载体后,经鉴定获得了新的重组质粒pUCm-PSP,测序和序列分析表明与两个已报道的片段分别有95%和99%的同源性,推测具有相似的启动子功能。分别用限制性内切酶PstI和BglII双酶切重组质粒pUCm-PSP和由CaMV35S组成型启动子驱动GFP报告基因的双元植物表达载体pCAMBIA1302,分别回收pUCm-PSP重组质粒中的PSP小片段和pCAMBIA1302植物表达载体中去掉GFP报告基因上游CaMV35S组成型启动子的大片段,经连接、转化和鉴定后,构建了由PSP驱动报告基因GFP的新型植物表达载体pHZ03。利用细胞感受态法将新植物表达载体分别导入根癌农杆菌EHA105、GV3101、LBA4404和发根农杆菌Ri15834中,为进一步研究其表达功能奠定了基础。

南瓜韧皮部特异性启动子在转基因棉花中的表达

以自行构建的重组南瓜韧皮部特异启动子dENP构建了植物表达载体pBII2。利用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA44O4介导转化棉花(Gossypium hirsutum L.)品种珂字312,共获得转pBII2和对照pBI121的抗卡那霉素棉花再生植株243株,筛选出172株为转基因阳性植株。Southern blot分析确证外源Gus基因插入拷贝数在1个或2个以上。对这些转基因棉花植株进行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,前者仅在棉花的韧皮部内特异表达,而CaMV35S启动子驱动的Gus基因为组成性表达。Gus酶活力测定结果进一步表明dENP和CaMV35S启动子驱动Gus基因表达水平相当,但是转pBII2棉花植株的Gus富集在韧皮部组织。证明了dENP启动子驱动的外源基因在棉花中具有韧皮部特异而高效表达的特征,从而可用于棉花抗病、抗蚜虫转基因研究。

组织特异表达启动子RSS1P在转TiERF1基因小麦中的应用

从水稻叶片中克隆了一个韧皮部组织特异表达的水稻蔗糖合酶启动子(RSS1P),将RSS1P与中间偃麦草乙烯反应因子基因TiERF1相融合构成组织特异表达的TiERF1基因表达盒,取代pAHC20中Ubi::bar基因表达盒,构建成无选择标记的韧皮部组织特异表达的pA20-RSS1P::TiERF1载体。利用基因枪将pA20-RSS1P::TiERF1与pAHC20载体混合、共轰击小麦品种扬麦12的幼胚愈伤组织,获得转RSS1P::TiERF1基因小麦。对该转基因小麦T0和T1代植株进行PCR、PCR-Southern、半定量RT-PCR和荧光定量PCR分析,证实外源RSS1P::TiERF1基因已转入受体,并且具有可遗传性;转入的RSS1P::TiERF1基因仅在根、茎、叶中表达,以根部表达量最高,在种子内不表达。纹枯病抗性鉴定和主要农艺性状考察结果表明,与受体扬麦12相比,转RSS1P::TiERF1基因小麦对纹枯病的抗性有明显提高,与转Ubi::TiERF1基因小麦的抗病性相当,而且转RSS1P::TiERF1基因小麦的农艺性状没有明显改变,说明可以利用RSS1P启动子创造更实用的转基因小麦新种质。

韧皮部特异性启动子研究概况

启动子是基因表达调控的一个重要顺式元件,也是基因工程中表达载体的一个重要组成部分。启动子的克隆对于构建基因工程载体,表达目的蛋白有着很重要的意义。韧皮部特异启动子分离对于鉴定研究和调控亚麻纤维中的木质素合成有很重要的意义。本文简单的介绍了有关启动子的结构和分类,对几种常用的克隆启动子的方法及目前克隆分离到得植物韧皮部特异启动子做了介绍。

韧皮部特异性启动子研究概述

韧皮部特异性启动子可驱动其下游基因在植物的韧皮部特异性表达 ,通过将几种韧皮部特异性启动子的序列进行比较 ,发现这类启动子在结构上存在可能与组织特异性有关的保守基序。对这类启动子的结构与功能的研究将有助于提高人们对植物维管组织分化及有机物质运输机制的了解 ,而且也会为植物抗病虫基因工程的研究提供有应用价值的启动子元件。就韧皮部特异性启动子的结构特点、分类及应用进行了概述。

柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白(PhloemProtein,PP)在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种(CandidatusLiberibacterasiaticus,CLas)侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirustrifoliata(L.)Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。