水稻Rubisco小亚基启动子的克隆及光诱导表达载体的构建

高效特异表达的启动子往往是转基因研究的关键因素。Rubisco小亚基启动子具有光诱导性、组织特异性和高表达的特性,可利用该启动子为转基因研究服务。本文以水稻(Oryza sativa)中花11叶片为材料,根据GenBank所报道的水稻Rubisco小亚基启动子序列,设计特异引物从水稻基因组DNA中扩增得到长度约1600bp的DNA片段,将该片段连接至T载体pMD18-TSimple,测序结果表明该片段序列与GenBank报道序列一致为100%。Plant CARE序列分析表明,该启动子具有12个与光诱导表达相关的元件。为构建光诱导表达载体,将该启动子和植物表达载体pCactF分别以KpnⅠ和XbaⅠ酶切后连接。光诱导表达载体的构建为进一步研究基因功能及利用光诱导表达载体改良作物品质奠定基础。

含有Rubisco小亚基启动子和转运肽序列的通路克隆入门载体的构建和应用(英文)

Gateway(通路克隆)技术是最近开发出来的一种分子克隆技术,其特点是操作简单、省时高效,已经成功应用于很多基因表达载体的构建.然而,现有的通路克隆植物表达载体不包含任何将表达蛋白定位到叶绿体中的序列.将通路克隆入门质粒载体pENTR-2B的XmnⅠ位点改造成HindⅢ位点,产生入门载体pENTR*-2B,然后将番茄1,5二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)小亚基3C的启动子(PrbcS)及其转运肽序列(*T)和绿色荧光蛋白(GFP)报告基因亚克隆到pENTR*-2B中,构建通路克隆入门载体pENTR*-PrbcS-*T-GFP.实验结果证实,用pENTR*-PrbcS-*T-GFP和通路克隆的植物表达载体进行LR反应,构建GFP的光诱导型植物表达载体,可以成功地将表达的GFP定位到转基因植物的叶绿体中.利用β-葡糖苷酸酶(GUS)报告基因替代该入门载体中的GFP基因做试验也得到相似的结果.这说明用目的基因替换该入门载体中的GFP可以构建目的基因的入门载体,然后用通路克隆技术可以快速构建其光诱导型植物表达载体,将表达的目的蛋白定位到转基因植物或组织细胞的叶绿体中.

小黑杨Rubisco小亚基基因启动子的克隆及表达活性分析

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中决定碳同化速率的关键酶,其中小亚基(rbcS)是由核基因编码,并且主要在叶片中表达。利用RT-qPCR技术确定了小黑杨(Populus×xiaohei)叶片中高表达的Rubisco小亚基基因PxrbcS1和PxrbcS2基因,并克隆了其上游2 240、2 174 bp的启动子。对其进行启动子元件分析结果表明,PxrbcS1和PxrbcS2的启动子具有多个与光诱导表达相关的元件,例如G-box、MRE和Box4等元件。构建pBI-121-p PxrbcS1::GUS和pBI-121-p PxrbcS2::GUS植物表达载体并遗传转化84K杨(P. alba×P. glandulosa)。GUS组织化学染色以及qPCR表达分析表明PxrbcS1和PxrbcS2的启动子能够驱动GUS基因在84K杨叶片特异性高表达。总之,上述结果表明该研究成功地从小黑杨中克隆了具有叶片高表达活性的PxrbcS1和PxrbcS2的启动子,该启动子可应用到包括杨树在内的植物光合作用相关的基因功能研究以及提高植物光合作用的遗传操作中。

香蕉rbcS基因启动子的克隆及序列分析

以巴西香蕉为材料,根据已经获得的香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的全长cDNA序列设计1对专一引物,通过PCR扩增得到了香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基的基因组全长,序列长811 bp,含有2个内含子。根据其基因组序列设计引物,采用SEFA-PCR方法,以总DNA为模板克隆了香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的启动子序列,长1 681 bp。用PLACE软件分析发现该序列具有启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box,包含多个胁迫诱导元件,如光诱导元件、赤霉素、低温诱导元件、昼夜节律调控元件等。该序列的克隆与分析为进一步研究香蕉1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基基因的表达调控奠定了基础。

Rubisco小亚基基因片段的亚克隆及其瞬时表达载体的构建

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶位于植物叶绿体中,是绿色植物中含量最丰富的蛋白,它催化CO2固定和光呼吸作用的第一步。从含Rubisco小亚基基因片段的pGR107-rbcS质粒中亚克隆出Rubisco小亚基基因片段,将PCR产物与pGEM-T Easy载体连接,用EcoRI酶切鉴定酶切重组载体,利用低溶点胶回收大约300bp大小的Rubisco小亚基基因片段,将其回收片段与pSLJ75515瞬时表达载体连接,用EcoRI酶切鉴定,筛选出阳性重组体,即为pSLJ75515-rbcS瞬时表达载体。本实验为进一步研究Rubisco小亚基基因功能和基因沉默机制奠定了基础。

芥菜Rubisco小亚基的基因克隆及其在芜菁花叶病毒侵染后的表达分析

以耐病性叶用芥菜为材料,克隆和分析了芥菜Rubicso小亚基的基因序列,研究了芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)侵染对Rubicso小亚基基因表达的影响。结果显示:Rubicso小亚基基因全长为842bp,其开放阅读框(ORF)可编码181个氨基酸,其中包括2个α螺旋及4个β折叠二级结构,并含有一些高度保守的氨基酸残基。接种TuMV后,随着上部第3片真叶中外壳蛋白基因的逐渐积累,叶片的正常生长受到抑制,同时Rubicso小亚基的表达呈现先上升后下降的趋势,表明其参与了芥菜对TuMV侵染的响应。

Rubisco小亚基前体蛋白preSSU的互作蛋白分析(英文)

由核基因编码的叶绿体前体蛋白能否正确定向和转运到叶绿体,对叶绿体的功能十分重要。采用酵母双杂交方法,筛选豌豆的cDNA表达文库,分析检测与Rubisco小亚基前体蛋白(preSSU)相互作用并参与其调控的蛋白。结果表明,共有6种不同类型的蛋白与preSSU互作,分别为组氨酸蛋白激酶基因、转运蛋白复合体、转录和翻译相关蛋白及复合体、信号传导相关基因和光合合成相关基因。通过与相关蛋白的相互作用,preSSU也许参与了植物抗逆信号传导系统,并在植物的生长发育、成熟和衰老过程中起重要作用。

水稻Rubisco小亚基前体cDNA的克隆及其产物向豌豆叶绿体的运输

用RT-PCR方法克隆了完整的水稻Rubisco小亚基前体cDNA基因，经耦联的体外转录和翻译系统合成了带同位素标记的小亚基前体蛋白，然后与新制备的豌豆完整叶绿体共保温，进行蛋白质的跨膜运输研究显示：异源的水稻Rubisco小亚基前体能穿膜运输入豌豆叶绿体。成熟小亚基不能进入叶绿体，进入叶绿体的小亚基量在一定范围内与外加的小亚基前体量成正比，光对小亚基的跨膜运输有一定的促进作用，外加ATP能显著促进小亚基前体的运输，而ADP无此作用。

方穗山羊草Rubisco活性及小亚基基因克隆和功能分析

以方穗山羊草为母本，普通小麦为父本杂交，并以普通小麦为父本回交１０代获得的核质杂种小麦为实验材料，测定了父母本及其核质杂种小麦ｒｕｂｉｓｃｏ的羧化活性和加氧活性。同时以方穗山羊草幼苗叶片为材料构建了库容量为５．５×１０＾５ｐｆｕ的λｇｔ１０ｃＤＮＡ文库，并以水稻ｒｂｃＳ部分片段为探针筛选该ｃＤＮＡ文库，获得了方穗山羊草ｒｂｃＳ的ｃＤＮＡ克隆ｐＲＡＳ－１。核苷酸序列分析表明该ｃＤＮＡ全长８１５ｂｐ。

几种水稻Rubis CO小亚基基因在大肠杆菌中表达方法的比较与产物的纯化

本文采用常规IB液体培养基37℃培养；增加0．66MM甜菜碱，0．33M山梨醇＋0．33M甜菜碱，0．66MM山梨醇，25℃培养于常规LB液体培养基培养以及更换温敏表达载体PBV200等三种方法，比较RubisCO小亚基基因在大肠杆菌中表达。结果表明，采用降低温度和增加培养介质的方法，目的基因以可溶性蛋白形成表达，且表达量与常远规LB培养基表达量相同；而以温敏表达载体PBV200质粒，表达总量增加且培养周期大大缩短。

用基因枪法获得转异天南星基因aha抗蚜虫小麦

凝集素是一类具有特异糖结合活性的蛋白,对蚜虫等害虫有很强的抗杀作用。利用异天南星凝集素基因aha(Arisaema heterophyllum agglutinin)以及水稻Rubisco小亚基启动子,构建了aha基因植物绿色组织特异性表达载体,并采用基因枪转化方法,与携带bar基因的pAHC20载体共转化到小麦品种科农199中。经过愈伤诱导、再生和筛选以及PCR鉴定,获得aha转基因植株42株,平均转化效率为2.41%。对转aha基因植株后代PCR鉴定表明,T1代转基因植株的分离比例基本符合孟德尔遗传规律。利用室内多目标综合判别法评定抗蚜虫特性,8个T1代转基因株系中有高抗材料1份,低抗材料3份,占参试比例44.4%。本研究为获得抗蚜虫转基因小麦新材料奠定了基础。

羊草光合作用相关基因的克隆与分析

在构建了羊草叶片cDNA文库的基础上,利用M13载体通用引物筛选其亚文库,挑选阳性克隆进行测序,将测序结果在NCBI基因库中进行比对,得到一个Rubisco大亚基基因全长序列和Rubisco小亚基基因部分序列,并对其核苷酸及其编码的氨基酸序列进行分析。结果显示,Rubisco大亚基基因长度为1 796 bp,与禾本科大麦、小麦、野雀麦、粗山羊草、旱麦草、异形花草、黑麦等的核苷酸序列同源性达98%以上;羊草的Rubisco小亚基基因部分序列含有一个开放阅读框,其长度为186 bp,编码61个氨基酸,与禾本科的小麦、大麦、燕麦、黑麦以及扁穗雀麦Rubisco小亚基基因氨基酸序列的同源性分别为93%、93%、91%、91%、92%。羊草Rubisco基因的克隆与分析有利于进一步研究其光合作用效率。

水稻T-DNA插入突变体库中Rubisco抗氧化胁迫株系的筛选

以水稻(Oryza sativaL.subsp.japonica)品种"中花11"构建的T-DNA插入突变体库为材料,用甲基紫精诱导叶绿体产生活性氧,通过SDS-PAGE电泳分析Rubisco含量相对于野生型的变化,筛选耐氧化胁迫的株系。结果表明,与对照相比,突变体材料各个株系叶片中的Rubisco小亚基的相对含量有较大差异,说明这种筛选Rubisco突变体的方法是可行的,且从中找到了两株Rubisco耐氧化胁迫的株系。

番茄Rubisco小亚基叶绿体转运肽的克隆及其功能验证

转运肽对于大多数蛋白转运到叶绿体是必需的。虽然利用生物信息学分析可预测蛋白的定位信息及转运肽的序列信息,但转运肽的转运效果仍需要进一步的验证。本研究基于Gen Bank所报道的番茄Rubisco小亚基叶绿体转运肽（TCTP）的信息,利用特异引物从番茄DNA中扩增获得一段约170bp的片段,克隆到pMD@18-T simple载体,测序表明获得番茄Rubisco小亚基的转运肽。为了进一步验证其功能,将其连接到瞬时表达载体P322-d1-eGFP,构建瞬时表达载体TCTP-eGFP-d1,利用PEG介导法将重组瞬时表达载体转入水稻原生质体,激光共聚焦显微镜分析表明,该转运肽可以顺利将eGFP定位到叶绿体,该研究有助于TCTP的进一步应用。