番茄根特异表达基因LeGRP2启动子的克隆及其在拟南芥的表达分析

目的克隆获得番茄根特异表达启动子,为利用基因工程技术创制番茄新种质奠定基础。方法利用Clontech公司的基因组步移(genome walking)技术,扩增番茄根特异表达基因LeGRP2的上游调控序列,并构建植物表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,以GUS为报告基因研究该调控序列的组织表达特异性。结果以番茄基因组DNA为模板,经过2次基因组步移,获得了LeGRP2基因上游1959bp的调控序列(GenBank登录号:EU262719),分析发现含有9个与根特异表达相关的顺式作用元件ROOTMOTIFTAPOX1。转基因拟南芥的组织化学染色分析表明,GUS基因主要在拟南芥的根部特异表达。结论克隆获得了番茄LeGRP2基因启动子,该启动子主要在转基因拟南芥根部表达GUS基因,具有较强的根表达特异性。

烟草根特异性启动子植物表达载体的构建及其对番茄的转化

利用PCR技术从烟草中克隆获得了893bp的根特异性表达基因TobRB7的启动子,命名为NT1。以pBI121为原始植物表达载体,用NT1启动子和番茄广谱抗病基因Pto分别取代CaMV 35S启动子和GUS基因,获得了烟草根特异启动子驱动抗病基因的表达载体,命名为pBI-NT1::Pto。采用冻融法将pBI-NT1::Pto导入根癌农杆菌EHA105中,以番茄子叶为外植体进行了侵染转化。PCR检测NPT Ⅱ基因的结果表明已获得转基因番茄植株。

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。

人工合成根特异启动子SRSP的功能分析

根负责吸收水分和养分,是重要的植物组织,但易受生物及非生物胁迫,影响作物的生长发育和产量。设计合成根特异启动子,可为与胁迫相关的抗性基因在作物根部的功能研究及高效表达提供候选启动子。文中将4拷贝的根特异性顺式作用元件(OSE1ROOTNODULE、OSE2ROOTNODULE、SP8BFIBSP8AIB和ROOTMOTIFAPOX1)以串联排列方式设计合成了一个根特异性模块(pro-SRS),并与来自CaMV35S启动子的最小启动子融合,合成一个人工合成启动子SRSP。通过替换CaMV35S启动子将SRSP启动子克隆到pCAMBIA2300.1中以驱动GUS表达。将携带SRSP启动子的构建体通过农杆菌介导的方法转化到烟草中。GUS组织化学染色分析和实时PCR (RT-PCR)分析显示SRSP启动子在转基因烟草中赋予根特异性表达。说明顺式作用元件重复排列可实现启动子预期功能,本研究为理性设计植物组织特异启动子奠定了理论基础。

一个新水稻根尖特异表达启动子的分离与鉴定

为了挖掘水稻中的根系特异表达启动子,通过生物信息学分析和RT-PCR验证获得1个在根尖特异表达的水稻基因Os04g24469。用分离出的该基因上游启动子,与GUS报告基因构建表达载体并转化到受体水稻日本晴中。通过对转基因后代中不同组织器官中的GUS活性检测,证明该启动子在水稻根尖特异性强烈表达。结合该根尖特异表达启动子,我们分析了一个在水稻地上部及地下部都组成表达的功能基因OsSRG对水稻根系发育的贡献。该基因的缺失导致水稻突变体srg根系变短,而利用分离的根尖特异性Os04g24469启动子在根尖驱动GUS-OsSRG的表达,能回复突变体根系生长,表明OsSRG在根尖的表达足以影响水稻根系生长,而在地上部的表达与根系发育无关。本研究表明Os04g24469启动子是一个水稻根尖特异表达启动子,利用该启动子可以控制目标基因在水稻根尖特异表达,可用于水稻根系基因功能的研究。

高等植物启动子及其应用研究进展

高等植物基因的表达调控已成为分子生物学研究领域的热点和前沿 ,启动子是基因表达调控的重要元件 .深入研究启动子的结构和功能 ,建立可用于植物转基因表达的时、空、量三维调控系统 ,可为功能基因组学研究及通过基因工程技术精确地调节植物代谢提供全新的思路 .文中从高等植物启动子的类型、结构和功能入手 ,着重介绍了启动子研究及应用的最新进展 .