巴西橡胶树HbbHLH1启动子的克隆与序列分析

bHLH转录因子在高等植物生长发育、激素应答和次生代谢调节中具有重要的功能。根据巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)HbbHLH1基因设计了2个特异性反向引物,利用Genome Walking方法从巴西橡胶树叶片基因组DNA中克隆获得了HbbHLH1基因起始密码子上游819bp的调控片段。序列分析表明,该片段除了含有一个典型的真核生物核心启动子区域(-60～-10bp)外,还含有多个TATA-box、CAAT-box等启动子元件以及多种与激素和胁迫诱导相关的顺式调控元件,其中在-290bp和-309bp位点分别有一个应答Me-JA信号反应的调控元件,但没有发现典型的乙烯响应元件。这暗示了HbbHLH1转录因子可能在橡胶树乳管分化和胶乳生物合成中具有调控作用。

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。

硒都黑猪NT5C1A基因核心启动子区鉴定及转录因子预测

本研究旨在探究猪胞质5'核苷酸酶1A基因(Cytosolic 5'-Nucleotidase1A,NT5C1A)启动子区序列的结构特性,确定其核心启动子区并分析其关键转录因子结合位点,为探究其表达调控机制提供理论依据。对NT5C1A互作蛋白进行预测,在线生物信息学分析软件预测猪NT5C1A基因核心启动子区,根据预测结果设计7对启动子缺失片段引物,以硒都黑猪血液基因组DNA为模板,通过PCR扩增和Sanger测序方法获得NT5C1A基因5'端7个启动子缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体,以双荧光素酶报告基因检测试验对缺失片段进行荧光素酶活性检测,并通过转录因子在线预测软件预测核心启动子区潜在的转录因子。结果表明,NT5C1A基因核心启动子位于转录起始位点-290~+109bp的位置(ATG作为+1),该区域含有MYOD1、MYOG、MYF5和SP1等肌肉发育相关的转录因子结合位点。本试验为研究NT5C1A基因调控猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。

基于Nrf2/HO-1启动子筛选抗水生病毒药物的方法

为建立基于Nrf2、HO-1启动子活性的抗病毒药物筛选方法,实验以胖头鱥上皮细胞系(FHM)为材料,构建Nrf2、HO-1启动子重组质粒,利用双荧光素酶报告系统检测不同浓度(0、3.1、6.3、12.5、25.0、50.0μg/mL)的白藜芦醇、水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素对启动子活性的影响,并利用鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)和蛙虹彩病毒(rana grylio iridovirus,RGV)验证阳性药物的抗病毒效果。结果显示,Nrf2、HO-1启动子序列中存在FOX家族、IRF家族等多种转录因子的结合位点,并分别存在1个和3个与甲基化相关的CpG岛。双荧光素酶报告实验显示,水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素可激活Nrf2、HO-1启动子。药物浓度梯度实验显示,6.3μg/mL的姜黄素和穿心莲内酯可显著上调Nrf2和HO-1的启动子活性。病毒感染后的细胞病变效应、病毒的复制及病毒滴度结果均表明姜黄素和穿心莲内酯可抑制SVCV和RGV的感染。综上,本实验建立的pGL3-Nrf2和pGL3-HO-1启动子报告质粒,可用于抗水生病毒药物的筛选,也为Nrf2、HO-1转录调控机制的研究提供了工具。

在不同养殖背景下鳜mc1r组织表达差异和启动子转录调控分析

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板,通过PCR扩增mc1r基因5′侧翼区不同长度的缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体,之后将重组质粒转染到HEK 293T细胞,检测双荧光素酶的相对活性并预测其存在潜在的转录因子。结果显示,黑色背景养殖所产生的深色体表鳜与野生型更为相似;RT-qPCR检测显示深色体表鳜mc1r在背部皮肤和腹部皮肤表达量最高,而浅色体表鳜脑中表达量最高;双荧光素酶活性检测发现,构建的5个缺失片段启动子活性之间存在显著差异,且−159∽−+292启动子活性最高,推测其为mc1r核心启动子区域,并且通过在线软件预测出存在MITF、SP1等转录因子。研究克隆了鳜mc1r基因启动子区域并进行了转录活性分析,并且对潜在的转录因子进行了预测,为鱼类mc1r基因分子机制表达调控及表皮颜色可控性研究提供了理论依据。

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SIRT1基因启动子及蛋白的生物信息学分析

为深入分析人SIRT1基因启动子及蛋白的结构和功能,本文采用生物信息学方法分析人SIRT1基因5′端启动子、启动子区Motif、转录因子结合位点、甲基化CpG岛、单核苷酸多态性、进化关系、理化性质、二级和三级结构、保守结构域、突变和翻译后修饰位点、互作蛋白及生物学功能。TSSW和Neural Network Promoter Prediction数据库预测其区间分别存在3个、2个启动子。MEME数据库预测启动子区存在3个Motif。EMBOSS、MethPrimer和CpG Finder数据库都发现CpG岛聚集分布于1600~2200 bp区。PROMO和AliBaba2.1数据库预测其启动子区域共同转录因子为22个。JASPAR软件获得6个与正负链相结合的转录因子。SNP Function Prediction数据库还发现不同种族等位基因频率存在差异。人SIRT1基因位于染色体10q21.3上,广泛分布在不同组织中。人SIRT1蛋白由747个氨基酸组成,属于亲水、不稳定的蛋白质,在不同物种间具有较高的保守性。结构域位于第254~489位氨基酸序列,属于SIR2超家族,主要分布在细胞核和线粒体中,二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,相比AlphaFold2,SWISS-MODEL数据库构建的三级模型更可靠。SIRT1蛋白共含有突变位点106个、N-糖基化位点1个、磷酸化位点61个,与EP300、TP53等多种蛋白相互作用,并且参与昼夜节律过程、类固醇激素反应、细胞内受体信号等,涉及寿命调节通路、AMPK信号通路、FoxO信号通路等。本研究为了解SIRT1对炎症反应等疾病的影响及感染机制提供了参考依据。

尖孢镰刀菌Six1d启动子的克隆及其在真菌分泌表达载体构建中的应用

前期研究中构建的真菌分泌表达载体p74HSP-EGFP可在真菌中表达目标蛋白,在真菌侵染并定殖植物的过程中分泌目标蛋白到植物中,从而验证目的基因的功能,但p74HSP-EGFP载体中驱动目的基因表达的毒素基因(toxin A,ToxA)启动子不是尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)自身的启动子。为能在Foc中更有效地表达其自身基因,本研究从尖孢镰刀菌1号生理小种(Foc1)中克隆到高丰度表达的木质部分泌蛋白基因(secreted in xylem 1d, Six1d)的启动子,来替换p74HSP-EGFP载体中的ToxA启动子,并将新构建的真菌分泌表达载体命名为pSix1d74HSPG。为比较2个分泌载体的表达效率,本研究进一步将p74HSP-EGFP和pSix1d74HSPG载体转化尖孢镰刀菌热带4号生理小种(Foc TR4),获得的转化菌株分别在钾盐液体培养基(KK)中振荡培养5 d后,检测分泌到胞外的EGFP荧光强度和EGFP蛋白的表达量。结果显示,pSix1d74HSPG中Six1d启动子驱动的EGFP表达强度能够达到p74HSP-EGFP中ToxA启动子驱动的1.6~1.7倍,说明pSix1d74HSPG载体可代替p74HSP-EGFP载体在Foc中更高效分泌表达目的蛋白,为香蕉枯萎病抗感病分子机理研究提供重要的实验工具。

斑马鱼MIB1启动子及互作基因的功能富集分析

目的分析斑马鱼E3泛素蛋白连接酶1(MIB1)基因启动子区转录因子结合位点(TFBS),MIB1互作基因和互作蛋白的种类及其在信号通路中的作用,探讨MIB1基因的调控方式及潜在功能。方法利用国家基因组科学数据中心(NGDC)预测非编码RNA(ncRNA),利用Alggen与AnimalTFDB在线网站预测MIB1基因TFBS种类,使用GeneMANIA与STRING分析MIB1的互作基因与互作蛋白;通过DAVID网站获取相关数据,进行基因本体(GO)可视化分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)代谢通路分析。结果MIB1基因启动子区及5′非翻译区可转录出ncRNA;通过预测得到121种TFBS,并发现P53转录因子既可以结合到MIB1基因的启动子区又可与MIB1蛋白相互作用;在线预测出6种MIB1的共表达基因,筛选出20种互作基因;通过GO可视化分析发现,MIB1及其互作基因在生物过程方面具有调控细胞、组织、器官生长分化及调节NOTCH信号通路等功能,且主要在细胞质核周区、细胞膜和突触后密集区等部位被富集,具有结合NOTCH蛋白、PDZ结构域蛋白等分子功能;KEGG代谢通路分析发现,MIB1及其互作基因涉及4条代谢途径。结论MIB1包含多种TFBS,并通过与特定转录因子的相互作用,影响细胞癌变、免疫调节等多种生物学过程。MIB1还可能通过其互作基因和互作蛋白的介导,在细胞生长调控、造血干细胞分化、胚胎发育及神经元信息的传递等方面发挥重要作用。

清道夫受体B1基因启动子甲基化与冠心病的关联分析

目的 探讨清道夫受体B1(SCARB1)基因启动子区域甲基化与冠心病发病的关联性。方法 选取2018年12月至2020年5月在上海交通大学医学院附属仁济医院就诊的120例冠心病患者作为病例组,并随机选取同期健康体检人群中性别和年龄匹配的140名健康受试者作为对照组,进行病例对照研究。采用亚硫酸盐转化,扩增目标区域后采用高通量测序对基因组进行甲基化检测,分析两组SCARB1基因启动子区域CpG位点的甲基化差异。结果 病例组SCARB1+67基因的甲基化水平显著高于对照组(P<0.001),SCARB1+134基因的甲基化水平显著低于对照组(P<0.001),且在男性(P均<0.001)、女性(P均<0.001)冠心病患者中与对照组比较差异有统计学意义。病例组SCARB1基因的平均甲基化水平显著低于对照组[(80.27±2.14)%比(81.11±1.27)%;P=0.006],且只在男性冠心病患者中差异有统计学意义(P=0.002)。结论 SCARB1基因的甲基化水平与冠心病的发病存在关联,可能参与其发生发展过程。

水稻qPC1基因启动子功能性变异位点的鉴定及其转运功能

【目的】鉴定水稻种子中蛋白质含量的正调控基因qPC1启动子的功能性变异位点,开发qPC1基因分子标记,并解析其转运功能,为阐明qPC1基因的生物学功能及其利用qPC1基因进行分子育种提供理论依据。【方法】采用基因定点突变、水稻原生质体瞬时转化技术和双荧光素酶报告法鉴定qPC1基因启动子功能性变异位点,利用缺陷型酵母互补试验以及水稻根部氨基酸的吸收试验解析qPC1的转运功能。【结果】相对于南洋占qPC1序列,珍汕97 qPC1启动子-7~-12 bp位置处6个碱基(CACAGA)的缺失将导致其启动子活性显著增加。对此设计对应的功能性分子标记PB13,并利用PCR技术在珍汕97与南洋占的重组自交系群体中进行验证。在缺陷型酵母互补试验中发现qPC1蛋白能够转运γ-氨基丁酸、瓜氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、精氨酸和谷氨酸等多种氨基酸,且发现qPC1能促进水稻根对多种氨基酸的吸收,并对苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸和酸性氨基酸具有较快的吸收与转运速率。【结论】水稻qPC1基因启动子区-7~-12 bp位置为其功能性变异位点,qPC1在酵母中能够参与多种氨基酸转运,且在水稻根中能促进氨基酸的吸收与转运,即qPC1蛋白可能是一种广谱性氨基酸转运蛋白。该试验结果为进一步全面阐明qPC1基因调控水稻种子中蛋白质含量的分子机制并利用qPC1基因进行优质水稻新品种的选育提供了重要信息。

鸡PERP1基因功能分析、核心启动子筛选及其转录因子预测

【目的】研究TP53凋亡效应因子(PERP1)在卵泡发育中的调控作用及表达机制。【方法】以蛋鸡卵巢组织为材料,克隆蛋鸡PERP1基因CDS区全长序列,并构建PERP1基因过表达载体,通过转染鸡卵泡颗粒细胞,采用实时荧光定量PCR检测转染后PERP1基因,增殖凋亡相关基因BCL2、c-Myc,以及氧化应激相关基因SOD2、CAT的相对表达量。利用3个在线生物信息学分析软件分别预测鸡PERP1基因核心启动子区,并根据预测结果设计6个启动子缺失片段引物,以蛋鸡血液组织为材料,克隆PERP1基因5′-UTR的6个启动子缺失片段并构建重组质粒,并以荧光素酶报告基因试验验证启动子活性区域位置。采用4个转录因子在线预测软件进行启动子活性区转录因子的预测分析。【结果】本研究成功获得鸡PERP1基因的CDS区全长序列并成功构建了PERP1基因的过表达载体。PERP1基因过表达后,与对照组相比,抗凋亡基因BCL2和促增殖基因c-Myc表达量极显著下调(P<0.01),抗氧化应激基因CAT和SOD2的相对表达量无显著差异(P>0.05)。生物信息学软件预测和荧光素酶报告载体试验结果表明,PERP1基因核心启动子位于CDS区上游(―441/―71 bp)的位置。转录因子预测结果发现Sp1、ZEB1、Zic3、c-Jun、AP-2alpha、AP-1、NF-1、c/EBPalp、Adf-1、HNF-3、CACCC-bi、c-Myc和Smad4共13个候选转录因子。【结论】PERP1基因具有促进颗粒细胞凋亡的功能,调控该基因的表达对卵泡发育具有重要意义。

棉花纤维优势表达基因GhSLD1启动子的克隆和功能分析

【目的】棉花纤维是棉花的主要经济产品,是由胚珠外珠被表皮细胞经极性伸长和次生壁加厚而成的单细胞。棉花纤维细胞是最长的植物细胞之一,是研究植物细胞生长发育的理想材料。鉴定纤维细胞特异或优势表达启动子可为纤维发育的基础研究提供控制目标基因表达的调控序列,为改良纤维性状的分子育种提供依据。【方法】克隆纤维细胞优势表达基因GhSLD1的启动子,通过启动子序列分析网站PlantCARE分析克隆序列中包含的重要顺式调控元件。根据部分重要顺式调控元件的分布,对克隆启动子片段进行5′-端删除,共获得4个启动子片段,并构建了相应的植物表达载体。利用构建的植物表达载体进行烟草和棉花的遗传转化,通过转基因烟草和棉花的分子鉴定明确转基因植株。并检测转基因植株不同组织器官、纤维细胞不同发育时期的GUS活性。【结果】克隆获得最长启动子片段为2900 bp,除了包含多个启动子必备转录调控元件外,还包含多个脱落酸响应元件、厌氧诱导元件、茉莉酸甲酯响应元件、油菜素内酯响应元件、种子特异调控元件、胁迫响应元件和MYB转录因子结合位点。通过5′-端删除获得长度分别为2900(GhSLD-P1)、2178(GhSLD1-P2)、1657(GhSLD1-P3)和1232 bp(GhSLD-P4)4个启动子片段,经分子鉴定,获得4个片段的转基因烟草,在转基因烟草中,GhSLD-P1、GhSLD1-P2和GhSLD1-P3不表达,而GhSLD-P4广泛表达,表达强度与CaMV 35S启动子相似。GhSLD1-P3和GhSLD-P4差异序列中包含4个脱落酸响应元件、2个油菜素内酯响应元件和3个MYB结合位点,这些顺式调控元件可能与GhSLD1-P1、GhSLD1-P2和GhSLD1-P3在转基因烟草中不表达有一定关系。经分子鉴定,获得GhSLD1-P2转基因棉花。GhSLD1-P2在转基因棉花纤维中优势表达,在转基因花粉中有较低的表达,在其他组织器官中几乎不表达。在纤维细胞的生长发育过程中,GhSLD1-P2在纤维细胞早期生长阶段(5 DPA)表达较低,在纤维细胞伸长期(10—15 DPA)表达水平相对较高,在纤维细胞次生壁合成期(20—30 DPA)表达水平有所降低。【结论】GhSLD1-P4启动子是一个广泛表达启动子,GhSLD1-P2启动子是一个纤维细胞优势表达启动子,在纤维细胞伸长期表达量相对较高。可应用于棉花纤维发育相关基因的功能研究和改良纤维性状的分子育种。

棉花GhFUL1基因及其启动子的克隆和功能分析

为探究GhFUL1基因在棉花分枝发育进程中的功能,从棉花中克隆MADS-box家族GhFUL1基因及其启动子,对该基因进行功能研究,并对其启动子进行活性分析。结果表明,棉花中GhFUL1基因开放阅读框726 bp,编码241个氨基酸。进化树分析表明,GhFUL1与其他物种中可可的TcAGL8-1亲缘关系最近。烟草亚细胞定位分析结果表明,GhFUL1定位在细胞核和细胞膜。不同组织材料qRT-PCR分析表明,GhFUL1基因在茎尖中表达量最高。构建过表达载体转化拟南芥,结果表明,转基因拟南芥阳性株系中GhFUL1基因表达量显著增加,转基因株系的开花时间、花器官形态与野生型相比无明显变化,但是开花时侧枝数增加。qRT-PCR结果表明,细胞分裂素氧化/脱氢酶基因AtCTK1和AtCTK6表达量减少,推测GhFUL1基因可能通过调控细胞分裂素合成途径影响分枝。利用启动子分析网站PlantCARE预测可知,GhFUL1启动子区域不仅有TATA-box、CAAT-box核心元件,还有参与光响应、生长素响应以及胁迫应答等顺式作用元件。将GhFUL1启动子构建到表达载体pBI121检测其启动子活性,通过对拟南芥转基因阳性株系进行GUS染色,发现GhFUL1启动子在拟南芥幼苗期的茎尖分生组织和成熟期的花器官中特异性表达。初步揭示GhFUL1基因及其启动子转化拟南芥后在其分枝发育过程中具有一定的功能。

不同茶树品种中CsNUDX1基因催化功能、启动子结构及功能分析

香叶醇是茶树中重要的萜烯类化合物,在不同茶树品种中的积累存在较大差异。茶树核苷二磷酸水解酶(Nucleoside diphosphate hydrolase,Nudix)基因CsNUDX1-cyto可促进香叶醇及其糖苷在茶树中的积累。为探究该基因在不同茶树品种中的催化功能及调控差异,分析了7个茶树品种中香叶醇的积累差异及CsNUDX1-cyto时空表达变化,同时分析了该基因的催化功能及其启动子结构和功能差异。结果显示,CsNUDX1-cyto表达量与香叶醇含量变化呈显著正相关(r=0.805);香叶醇在中国变种茶树嫩梢中的含量显著高于阿萨姆变种茶树。农杆菌介导的本氏烟草遗传转化体系表明,不同茶树品种的CsNUDX1-cyto均能促进香叶醇的生物合成。启动子活性分析显示,云抗10号茶树品种中CsNUDX1-cyto的启动子活性较弱;结构分析表明,云抗10号茶树品种CsNUDX1-cyto启动子在转录起始位点–33处有185碱基的序列插入,使得增强元件CAAT-box位于–133处(其他品种CAAT-box均位于–47处)。研究结果表明不同茶树品种中的CsNUDX1-cyto均能够促进香叶醇的生物合成,但启动子区域遗传多样性使得其表达水平有差异。

启动子RD29A对转雪莲SikCDPK1基因烟草抗逆性的影响

探究逆境诱导启动子RD29A对转雪莲SikCDPK1基因烟草抗逆性的影响,为SikCDPK1基因在植物遭遇低温、干旱时更好发挥作用奠定基础。采用基因重组技术构建RD29A启动子驱动SikCDPK1基因的植物表达载体,通过农杆菌介导法遗传转化烟草,分别观察、测定和比较分析低温、干旱处理后,RD29A::SikCDPK1转基因烟草、35S::SikCDPK1转基因烟草和非转基因烟草的表型、POD活性、SOD活性、叶绿素含量、MDA含量和相对电导率的差异。结果显示,干旱和低温胁迫后,RD29A::SikCDPK1转基因烟草的生长状况优于35S::SikCDPK1转基因烟草,更优于非转基因烟草;同时,RD29A::SikCDPK1转基因烟草的POD活性、SOD活性、叶绿素含量显著高于35S::SikCDPK1转基因烟草,极显著高于非转基因烟草;但MDA含量与相对电导率显著低于35S::SikCDPK1转基因烟草,极显著低于非转基因烟草。表明启动子RD29A可通过减缓叶绿素降解速率、提高抗氧化系统酶活性、减小膜通透性,使转基因烟草表现出更强的干旱、低温耐受性。

秦川牛PLAG1基因启动子克隆及转录因子预测

【目的】探究秦川牛多形性腺瘤基因1(pleomorphic adenoma gene 1,PLAG1)的组织表达规律,并克隆其启动子区序列,预测分析其关键转录因子结合位点,为探究其转录调控机制提供理论参考。【方法】采集3头20月龄秦川牛成年公牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、皮下脂肪、背最长肌、瘤胃组织,用实时荧光定量PCR方法检测PLAG 1基因在不同组织中的相对表达量,同时克隆PLAG 1基因上游启动子区序列,利用生物信息学软件预测PLAG 1基因转录起始位点及启动子核心区域,分析、筛选核心启动子区域的关键转录因子结合位点。【结果】PLAG 1基因在秦川牛各组织中均有表达,且在背最长肌中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。PLAG 1基因启动子序列全长1861 bp,生物信息学预测分析发现PLAG 1基因核心启动子区位于-297―+42 bp,存在高度保守的Krüppel样因子5(KLF5)、cAMP反应元件结合蛋白1(CREB1)和早期生长反应因子1(EGR1)转录因子结合位点,且CpG岛位于PLAG 1基因核心启动子区域内。【结论】PLAG 1基因在肌肉组织中高表达,其核心启动子区位于-297―+42 bp,KLF5、CREB1和EGR1转录因子对PLAG 1基因的转录活性可能具有调控作用。本研究结果为进一步探究PLAG 1基因的转录调控机制提供了理论依据。

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。

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。