大豆GmWRI1a基因启动子克隆及其功能分析

为了探究大豆种子油脂合成与储存基因GmWRI1a的调节,分析其启动子功能,从大豆品种东农50基因组中扩增获得GmWRI1a基因转录起始位点上游1669bp的启动子序列,转化拟南芥。GUS染色确定了启动子的有效性,继而根据顺式作用元件的分布,分别扩增得到4个启动子5'端缺失片段1138bp,1087bp,690bp和437bp。4个启动子缺失片段分别转化拟南芥后,通过GUS组织染色结果发现,这些启动子片段能够驱动下游GUS基因表达。GUS酶活表明,启动子存在乙烯、茉莉酸、赤霉素3种激素响应元件,其中乙烯、茉莉酸和赤霉素的响应元件分别分布在-1138^-1087bp、-1087^-690bp和-690^-437bp。

大豆GmWRI1a基因启动子克隆及序列分析

以大豆基因组文库Phytozome公布的大豆Williams82基因组序列为参考,应用Primer Premier 5.0软件设计引物,用PCR技术扩增了大豆GmWRI1a基因的启动子序列,构建了重组克隆载体pGM-TpGmWRI1a,并通过PCR扩增对阳性克隆进行鉴定送测序。克隆获得GmWRI1a基因启动子序列1 686bp,该启动子序列除含有必需的起始转录位点、TATA-box、CTTA-box外还包含多个顺式作用元件,如光应答元件、赤霉素应答元件、表达分生组织相关元件、抗旱诱导元件等。同时,构建了该启动子植物表达载体pBI-pGmWRI1a,通过PCR扩增、限制性酶切对阳性克隆进行了鉴定,为启动子的功能研究奠定基础。大豆GmWRI1a基因启动子克隆与序列分析,将为进一步研究大豆GmWRI1a基因的表达调控及其功能分析提供参考。

山羊NPC1基因核心启动子鉴定与转录调控分析

NPC1基因编码的C型尼曼匹克蛋白1(NPC1)参与脂筏形成、病原微生物内吞以及内吞体的胞内转运等过程。本试验旨在阐明海南黑山羊NPC1基因的转录调控机制,为研究病原微生物与宿主细胞互作提供理论参考。首先,以山羊NPC1基因1466 bp启动子序列为模板,构建9个启动子5'端连续缺失的双荧光素酶报告载体,筛选NPC1基因核心启动子区;继而对核心启动子区的关键转录因子进行预测分析,构建转录因子结合位点缺失的双荧光素酶报告载体,筛选NPC1基因的关键转录因子结合位点。结果表明:山羊NPC1基因的核心启动子区位于转录起始位点上游-195 bp至-60 bp,并且该区域存在E2F3(-134/-120 bp)、SREBP-1(-107/-96 bp)、SP1(-68/-62 bp)等多个转录因子结合位点。双荧光素酶报告实验结果表明,缺失E2F3、SREBP-1、SP1三个转录因子结合位点均会使山羊NPC1基因启动子的转录活性显著下降(P<0.01),且缺失SREBP-1结合位点后NPC1基因转录活性下降最显著。提示,SREBP-1转录因子对海南黑山羊NPC1基因转录活性具有重要的调控作用。本试验成功鉴定山羊NPC1基因的核心启动子区(-195/-60 bp)及该区域的关键转录因子结合位点SREBP-1,为进一步研究山羊NPC1基因介导病原微生物与宿主互作分子机制提供理论基础。

葡萄VvCCD1b基因克隆及与其启动子互作的转录因子筛选

【目的】筛选葡萄类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)基因VvCCD1b启动子互作的转录因子,挖掘参与调控葡萄类胡萝卜素代谢的潜在因子,为深入探究葡萄类胡萝卜素的代谢调控网络提供理论参考。【方法】克隆VvCCD1b基因的cDNA及其启动子序列,利用生物信息学软件对VvCCD1b基因的染色体位置、启动子顺式作用元件及其编码蛋白的理化性质、保守结构域等进行预测分析。基于转录组数据分析不同葡萄品种及不同处理下葡萄CCD家族成员表达模式。通过酵母单杂交技术筛选与VvCCD1b基因启动子互作的转录因子,并进行点对点验证。【结果】通过PCR克隆获得VvCCD1b基因序列全长1641 bp,位于13号染色体上,编码546个氨基酸残基,为亲水性蛋白,二级结构由α-螺旋(16.67%)、β-折叠(5.49%)、延伸链(24.54%)和无规则卷曲(53.30%)构成,具有RPE65保守结构域。VvCCD1b基因启动子含有光响应元件(G-box、3-AF1 binding site、GATA-motif、TCT-motif)、水杨酸(SA)响应元件(SARE)、脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)及AP2/ERF、WRKY、MADS-box转录因子结合元件。VvCCD1b基因表达水平随果实发育逐渐升高且受光照与逆境胁迫的影响。以VvCCD1b基因启动子为诱饵,初步筛选出VvRAP2-4、VvWRKY4、VvBHLH137转录因子及葡萄液泡加工酶、葡萄糖苷酶等18个功能蛋白,其中VvRAP2-4、VvWRKY4转录因子与VvCCD1b基因启动子间存在互作。【结论】VvCCD1b为亲水性蛋白,基因表达水平随果实发育逐渐升高,且受到干旱、高温、水涝胁迫和光照的影响。通过酵母单杂交技术筛选出与VvCCD1b启动子互作的候选转录因子。

人α1(Ⅰ)胶原基因启动子活性研究

目的 :探索器官纤维化形成中调控 型胶原基因高水平转录的启动片段。方法 :从人α1( )胶原基因转录起始点上游 - 2 .5 kb～ + 42 bp的片段中 ,取长度不等的片段作为启动子与含氯霉素乙酰基转移酶 (CAT)报告基因的质粒组成 6个重组体 ,脂质体法转染上述重组体至正常人原代培养皮肤成纤维细胞 ,CAT- EL ISA测定细胞 CAT表达水平以比较各重组体的启动子活性。结果 :- 2 483～ + 42 bp,- 2 6 8～ + 42 bp序列具有强启动 CAT表达活性 ,而 - 10 5～ + 42 bp片段启动CAT活性最低。结论 :人α1( )胶原基因 - 2 483～ + 42 bp,- 2 6 8～ + 42 bp片段有高启动活性 ,是进一步研究纤维化相关DNA结合蛋白的重要调控靶序列。

牛Nramp1基因启动子的克隆及其活性分析

【目的】牛Nramp1基因是主要的抗病候选基因,但其转录调控的分子机制尚不清楚。本研究欲确定牛Nramp1基因的启动子区域,找到启动子核心序列和主要的调控区,探索Nramp1基因表达机制。【方法】采用基因克隆、DNA测序、半定量RT-PCR和荧光素酶报告基因系统等技术手段,构建牛Nramp1基因5′侧翼区长片段及固定3′端的不同节段的pEGFP-N1和/或pGL3重组质粒,分别转染293T和RAW264.7细胞,并进行脂多糖(LPS)诱导,对不同片段的启动子活性进行定性和定量测定。【结果】牛Nramp1基因5′侧翼区长片段具有较强的启动子活性,+58—-89区域具有基本的启动子功能,+58—-1 748启动子活性最强。进一步研究表明,-89—-205 bp区域、-278—-1 495 bp区域存在着正调控元件,在-205—-278 bp区域内存在着负调控元件;另外,LPS能显著增强启动子活性,其诱导牛Nramp1基因的表达具有细胞特异性和剂量依赖性。【结论】成功构建了含推测的牛Nramp1基因启动子片段的重组报告基因载体,确定了启动子核心区域和主要的调控区域。

PC-1基因在肿瘤组织中的表达及其启动子区的克隆和活性分析

背景与目的:PC-1是在骨转移和雄激素非依赖的前列腺癌细胞株C4-2中高表达的新基因。本文拟研究PC-1基因在多种人肿瘤组织和正常组织中的表达水平,并对该基因的启动子区进行克隆及活性分析。方法:以PC-1基因特异性DNA序列为探针与10对肿瘤和正常组织的总RNA进行杂交;以C4-2细胞基因组DNA为模板,PCR扩增PC-1基因翻译起始位点上游DNA序列。PCR产物定向克隆到含荧光素酶报告基因的载体pGL3-Basic上,将重组质粒瞬时转染C4-2细胞,荧光素酶定量分析检测启动子活性。结果:多种肿瘤组织中PC-1基因的表达水平明显高于相应的正常组织中的表达;翻译起始位点上游340bp的片段没有启动子活性,而ATG前1099bp、1337bp、1579bp、1831bp和4939bp长度的片段都表现出启动子的功能活性。结论:PC-1基因在人前列腺癌以及多种肿瘤组织中被特异激活,表明该基因的功能可能和肿瘤的发生有关;研究的初步结果表明4939bp长度的启动子活性最强,在1831bp和4939bp之间可能含有转录增强子元件。

猪DKK1基因启动子区的克隆及其活性分析

旨在初步探索DKK1基因转录调控机制,本研究利用启动子在线预测软件分析了该基因启动子区序列特征,根据Ensembl数据库已公布的猪DKK1基因的5′侧翼区序列,设计特异性PCR引物进行扩增、测序,进而构建启动子区不同缺失片段的pGL3-DKK1双荧光素酶表达载体,分别转染293T细胞和Hela细胞,并进行双荧光素酶报告基因检测。结果显示,DKK1基因启动子中含有1个TATA-box、多种转录因子和1个CpG岛;DKK1基因启动子对239T细胞具有偏好性,其中p-1 679/+292bp启动子片段活性最高,且显著高于其他缺失片段(P<0.01)。-953^-1 679bp为核心启动子区域,-586^-953bp区域可能存在负调控元件,在-953^-1 679bp区域可能存在正调控元件。本试验通过对DKK1基因进行生物信息学分析并结合不同长度启动子片段双报告基因活性检测,证实了DKK1基因的5′侧翼区序列具有启动子转录活性,并初步确定了该基因的启动子区域,找到了启动子的核心区域和主要调控区域,为进一步研究DKK1基因转录调控机制奠定基础。

草莓AP1同源基因的克隆、表达及启动子分析

【目的】从草莓(Fragaria×ananassa)中克隆APETALA1(AP1)同源基因,并分析其在不同组织、器官及不同花发育阶段的表达水平,探讨其在草莓植株成花进程中的作用。【方法】根据其它物种AP1同源基因的保守序列设计简并引物,以草莓幼叶和花芽为试材,克隆得到AP1的基因片段,在此基础上利用RACE的方法分离获得其cDNA全长。利用实时定量RT-PCR分析草莓不同组织、器官及不同花发育阶段中AP1同源基因的表达水平。利用染色体步移的方法分离启动子序列。【结果】从草莓品种‘花姬’中克隆出AP1同源基因的cDNA全长序列,命名为FaAP1;其CDS长度为735 bp,编码245个氨基酸,与玫瑰AP1-1的氨基酸序列同源性最高,达到92%,与拟南芥AtAP1的氨基酸序列同源性为64.00%。FaAP1编码的氨基酸全长序列符合MADS-box基因家族特征,包含MADS-box、I-间插域、K-box域和C-末端几个结构域,是MIKC类型的MADS-box基因家族的成员。实时定量RT-PCR结果表明,在不同组织、不同花器官及不同花发育阶段中FaAP1的表达量存在差异。其启动子除了具有TATA/CAAT-box外还包含一些特异作用元件。【结论】从草莓中分离出的FaAP1基因,在花分生组织形成和花器官发育中有一定的调控作用。

不同启动子调控的DREB1A基因对黄瓜的遗传转化

以黄瓜(CucumissativusL.)主栽品种长春密刺的子叶节为受体材料,采用农杆菌介导法,将分别由诱导型启动子rd29A和组成型启动子35S调控的转录因子DREB1A基因导入黄瓜,获得大量PCR阳性植株。统计结果表明:诱导型启动子rd29A调控的DREB1A基因抗性芽率和再生植株PCR阳性率明显高于组成型启动子35S。

粤油7号花生AhNCED1基因启动子克隆及其活性分析

AhNCED1是干旱胁迫下花生中调控脱落酸(abscisic acid,ABA)生物合成的关键基因。本文采用基于PCR的基因组DNA步移法,从抗旱性强的粤油7号花生中克隆AhNCED1基因起始密码子ATG上游2392bp启动子序列,构建该启动子驱动报告基因GUS的植物双元表达载体pAhNCED1p∷GUS,转化野生型拟南芥获得AhNCED1p∷GUS转基因植株。通过GUS染色及其酶活性测定分析AhNCED1p∷GUS转基因拟南芥中AhNCED1p启动子的活性。结果表明,AhNCED1p∷GUS转基因拟南芥叶片中AhNCED1p启动子活性最强,脱水胁迫显著增强7 d龄转基因拟南芥幼苗叶片中AhNCED1p启动子活性。300mmol·L-1山梨醇胁迫或100μmol L-1外源ABA处理3 h明显增强25d龄AhNCED1p∷GUS转基因拟南芥中AhNCED1p启动子活性。结果说明,粤油7号花生AhNCED1基因启动子受渗透胁迫和ABA诱导,与生物信息学预测AhNCED1基因启动子序列中存在逆境胁迫和ABA响应元件的结果相一致。

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦 (PPT)选择获得可育的玉米转基因植株 ,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi 1启动子驱动外源基因 ,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低 ;可能的原因为Ubi 1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组 ,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数 ,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。

小麦穗发芽抗性相关Vp1基因启动子的分离及功能验证

成熟期穗发芽严重影响小麦产量和品质。Vp1是调节胚发育,促进胚成熟和休眠的重要转录因子,对小麦种子休眠和穗发芽抗性具有重要作用。本研究分离了普通小麦B基因组Vp1基因的启动子,生物信息学预测结果表明,其含有9个脱落酸响应元件ABRE、2个DREB和6个MYB干旱响应元件、3个赤霉素响应元件GARE、1个水杨酸响应元件TCA-E、2个茉莉酸甲酯响应元件TGACG-motif、4个SKn-1和1个RYREPE胚乳特异表达元件。采用5′端缺失的方法,构建了系列含Vp1启动子不同区段融合GUS报告基因的瞬时表达载体和植物表达载体。通过基因枪转化小麦愈伤组织,瞬时表达结果显示,Vp1启动子在无诱导的情况下不能启动GUS基因表达,在低温、ABA、GA、PEG和NaCl诱导后可以启动GUS基因表达,表现诱导表达特性,且其诱导表达强度随启动子缺失片段长度变短而减弱。利用Gateway方法成功构建了6个启动子各缺失片段类型的植物表达载体,并通过农杆菌介导转化四倍体小麦Stewart,获得转基因植株。该启动子可有效启动GUS基因在转基因植株的花药、糊粉层、穗轴及根中表达,其他组织中没有表达。当启动子片段大于660bp时,外源ABA可诱导启动子启动GUS基因在转基因植株茎节中的表达。

乳腺癌患者BRCA1基因启动子区甲基化模式的初步研究

目的:探讨在散发性乳腺癌患者中乳腺癌易感基因1(breastcancer1,BRCA1)启动子区13个CpG二核苷酸甲基化模式与肿瘤发生的关系。方法:用新发展的甲基化敏感单链构象分析法methylationsensitivesinglestrandconformationanalysis,MSSSCA及DNA测序技术,对66例乳腺癌患者的癌组织、癌旁组织、外周血细胞中的BR-CA1基因启动子区甲基化模式进行研究。结果:发现有3种不同的甲基化模式。其中16例(24.2%)为高度甲基化,3例(4.5%)为部分甲基化,其余为未甲基化。结论:在部分散发性乳腺癌中BRCA1基因是高度甲基化的,它可能是BRCA1基因表达下降的机制之一。

猪肌分化因子1基因启动子区多态性及生物信息学研究

为揭示猪肌分化因子(myogenic differentiation 1,MyoD1)基因启动子区多态性,本试验分别以野猪×从江香猪二元杂交猪、杜×长×大外三元杂交猪及贵州宗地花猪为研究对象,采用DNA池和直接测序技术,筛选MyoD1基因5′UTR及部分第1外显子区SNP位点,利用生物信息学软件预测SNP位点对核心启动子区、CpG岛和转录因子结合位点的影响。结果表明,在MyoD1基因5′UTR及部分第1外显子区筛查到3个SNPs位点,分别为A-39G、T+150C和C+227G;生物信息学软件预测发现,A-39G位点附近出现重要转录因子结合位点消失和新位点生成;CpG Island searcher软件分析得到多态位点突变前后CpG岛大小及GC含量发生改变,据此推测猪MyoD1基因5′UTR区域的A-39G位点对调控启动子功能元件有重要影响。

4个猪种IGF-1基因核心启动子区的克隆及生物信息学分析

为了探索IGF-1基因的启动子结构特征对猪体长性状的影响,应用PCR方法从藏猪、巴马小型猪、野猪、军牧一号猪的基因组DNA中分别克隆测序了IGF-1基因启动子区序列,并结合生物信息学手段分析了不同品种猪之间启动子区转录因子结合位点数目和序列特征的差异,发现在IGF-1基因启动子区,巴马小型猪与藏猪、东北野猪、军牧一号猪相比,缺失CdxA、Nkx-2 2个转录因子结合位点,但比藏猪、东北野猪多了1个MZF1转录因子结合位点;藏猪、东北野猪与军牧一号猪相比,缺失1个MZF1转录因子结合位点,邻接法构建的分子进化树发现,藏猪与巴马小型猪亲缘关系最近,与东北野猪亲缘关系相对较近,但与军牧一号猪亲缘关系最远。结果表明:猪的IGF-1基因启动子结构在不同体长猪种上存在一定差异。

EOLA1基因启动子序列的鉴定

目的鉴定EOLA1基因启动子序列,为深入研究EOLA1的转录调控机制奠定基础。方法通过PCR反应进一步缺失突变EOLA1基因5′侧翼区-1672～+51(1723bp)序列,将产物插入到含荧光素酶报告基因的载体pGL3-Basic中,转染ECV304细胞,瞬时表达后测定荧光素酶活性。采用生物信息学分析该1723bp片段可能存在的转录因子结合位点。结果缺失到785bp片段仍具有启动子活性,进一步缺失到717bp片段后活性消失,从而确定启动子位于-738～-676bp序列,其附近含Sp1和Myf顺式作用元件。结论确定了EOLA1启动子范围和转录因子结合位点。

食管鳞癌中hMLH1、E-cadherin、p16^INK4a基因启动子甲基化及其意义

背景与目的:目前认为抑癌基因启动子甲基化导致转录抑制是恶性肿瘤发生的重要机制之一,hMLH1、E-cadherin及p16INK4a基因在多种恶性肿瘤中都已被证实存在较高频率的甲基化。本研究通过检测食管鳞癌组织及癌旁组织中hMLH1、E-cadherin、p16INK4a基因启动子甲基化的发生情况,探讨hMLH1、E-cadherin、p16INK4a基因启动子甲基化在食管鳞癌发生发展中的作用。方法:采用酚-氯仿法提取105例食管鳞癌组织及癌旁组织的基因组DNA,应用甲基化特异性PCR对所提DNA进行hMLH1、E-cadherin、p16INK4a基因甲基化检测。采用EnVison免疫组织化学二步法对癌组织中上述3种基因蛋白表达进行检测。结果:癌组织中E-cadherin、hMLH1、p16INK4a基因启动子甲基化的阳性率分别为57.1%(60/105)、20.9%(22/105)和50.5%(53/105),而癌旁食管组织中相应的3个基因的甲基化率分别为10.5%(11/105)、1.9%(2/105)和7.6%(8/105),均显著低于癌组织。E-cadherin(P=0.021)及p16INK4a(P=0.026)基因甲基化与蛋白表达缺失密切相关,而hMLH1基因甲基化与蛋白表达无显著相关性。E-cadherin基因启动子甲基化与淋巴结转移有关(P=0.016),p16INK4a基因启动子甲基化与低分化癌有关性(P=0.024)。hMLH1基因甲基化与各项临床病理特征均无关。结论:食管鳞癌中p16INK4a基因启动子甲基化与相应蛋白表达缺失密切相关,且在低分化癌中更多见;E-cadherin基因启动子甲基化与相应蛋白质表达缺失有相关性,并且有淋巴结转移多见的显著特征,这2个基因的甲基化位点与食管鳞癌密切相关。hMLH1基因甲基化可能并不直接参与食管鳞癌的发生、发展。

喉癌组织中TSLC1基因启动子过甲基化及mRNA表达

目的:探讨TSLC1基因启动子区过甲基化与喉癌的关系.方法:采用甲基化特异性PCR和RT-PCR法分析喉部正常粘膜、声带息肉、喉癌细胞Hep-2和喉癌组织中TSLC1基因启动子区过甲基化及其mRNA表达状况.结果:40例喉癌组织中,有21(52.5%)例TSLC1基因启动子区过甲基化,其在各病理分级、临床分期和分型之间差异无统计学意义(P>0.05),而在N分级(N0和N1)之间差异有统计学意义(P<0.05).喉癌细胞Hep-2也显示TSLC1基因启动子区过甲基化.RT-PCR结果显示,TSLC1 mRNA在所有甲基化的喉癌组织和喉癌细胞Hep-2中均无表达,而喉部正常组织,声带息肉组织和非甲基化的喉癌组织中均有表达.结论:喉癌组织中TSLC1基因启动子区过甲基化与其mRNA失表达有关,可能是喉癌发生、发展的原因之一,可作为喉癌诊断和预后分析的检测指标.

柠条锦鸡儿CkNCED1基因启动子的克隆及表达分析

利用染色体步移(Genome walking)技术,克隆柠条锦鸡儿CkNCED1基因上游启动子序列。经顺式元件预测分析,该序列除基本的启动元件之外,还含有2个脱落酸诱导响应元件ABRE、此外还含有多个逆境相关的元件。将CkNCED1基因启动子区连接到pGWB533植物表达载体上,构建Promoter::GUS载体,GUS组织化学染色结果表明,CkNCED1基因在植物的叶、根、茎、花和角果的维管组织中均有表达,且在叶片中表达强度最高。以上研究确定了柠条锦鸡儿CkNCED1基因的表达部位和强度。进一步说明CkNCED1基因在ABA合成调控中发挥重要作用,为深入研究基因功能奠定基础。