水稻赤霉素20-氧化酶基因(rga5)的正、反义转化对水稻生物学性状的影响

通过PCR方法从水稻“矮子占”和“南特号”的基因组DNA中分离出赤霉素20-氧化酶基因rga5,其编码区含1119 bp,其编码蛋白与已报道的水稻赤霉素20-氧化酶基因OsGA20ox相比有11个氨基酸不同,其中9个氨基酸为移码差异,通过基因枪法将该基因的正、反义表达质粒pSrga5和pArga5转化水稻“中花8号”,获得了生物学性状有明显变异的转基因植株,正义转化表现出植株增高、叶片和穗变长、穗粒数增加等特征,但花期未受明显的影响;而反义植株表现出明显的“矮化”和“早花”,且出现植株细弱、叶色加深、叶片和穗变短等特征,转基因水稻的分析结果表明,rga5正、反义外源基因已分别整合到水稻基因组中,并有效表达;正义植株体内的GA1平均增加约50％,反义则降低至对照组的约10％.结果表明,rga5是水稻赤霉素合成代谢途径中起关键作用的赤霉素20-氧化酶基因,该序列中11个氨基酸的变异并不影响其功能,正义表达可增强体内GA的合成,促使植株生长,增加株高;反义转化则抑制了内源GA的合成及植株生长,导致植株明显的矮化.

碳代谢总体调控蛋白CRP对肺炎克氏杆菌nif启动子的抑制作用

在肠道细菌中,碳代谢总体调控蛋白CRP（也称为cAMP受体蛋白）通过PTS系统介导葡萄糖效应,调控σ70依赖型碳源分解代谢操纵子的转录活性。当自生（联合）固氮的肺炎克氏杆菌（Klebsiellapneumoniae）以不同的碳水化合物作为惟一碳源生长时,其固氮活性明显不同,且这种不同碳源对固氮活性的影响发生在基因表达调控水平上,在近缘的大肠杆菌遗传背景下的进一步研究表明,在cAMP存在时,CRP对肺炎克氏杆菌所有的σ54依赖型nif启动子（nifB,nifE,nifF,nifH,nifJ,nifLA和nifU）都有抑制作用,序列分析结果表明,CRP的抑制作用与其在这些启动子上游的DNA顺式作用元件无直接相关性,对肺炎克氏杆菌crp基因的分离、测序结果显示,其编码的CRP蛋白与已知的大肠杆菌CRP蛋白在序列与功能上高度保守,因此认为不同碳源代谢对固氮基因的调控作用可能是由CRP-cAMP复合体介导的。这一研究工作将碳代谢调控系统和固氮调控系统通过CRP-cAMP耦联在一起,具有重要的生理学意义。

CopG蛋白介导的DNA弯曲对σ^(54)依赖型启动子转录起始的调控作用

以glnAp2,nifLp和glnHp2为研究对象,在不改变上游序列增强子元件和核心启动子之间距离的前提下,将DNA弯曲蛋白CopG的靶位点替换插入到两者之间的不同位置,构建了一系列的同源启动子.在大肠杆菌中,这些同源启动子的活性被CopG介导的DNA弯曲激活或者被抑制.不同位置的CopG靶位点,在具有相同调控模式的同源启动子中(无论是激活还是抑制)相距为整数个螺旋,在具有相反调控模式的同源启动子中相距为整数加半个螺旋.我们的实验结果表明,CopG介导的DNA弯曲可能通过改变σ54RNA聚合酶和NtrC在DNA螺旋上的相对相位关系进而可以调控σ54依赖型启动子的转录起始.

碳代谢总体调控蛋白CRP对nifU启动子的抑制作用不依赖于该启动子上游CRP与NifA竞争的靶位点

在大肠杆菌中,碳代谢总体调控蛋白CRP抑制肺炎克氏杆菌nifU启动子的表达.序列分析表明,nifU启动子上游有一个CRP靶位点,且该位点与已知的NifA靶位点重合.体外凝胶阻滞实验结果表明,CRP对该位点的亲和性与对乳糖操纵子的CRP靶位点相似,说明在生理条件下,CRP可与NifA激活蛋白竞争该靶位点.该位点突变的体外凝胶阻滞实验结果表明,CRP不再与突变的nifU启动子结合.体内活性检测结果显示,在组成性表达NifA蛋白的激活下,CRP对上游CRP靶位点突变的nifU启动子依然有抑制作用,其程度与野生型启动子无明显差异.因此,CRP对nifU启动子的抑制作用不依赖于该启动子上游特异的CRP靶位点,暗示CRP与Eσ54RNA聚合酶间的直接相互作用在该抑制效应中起着主要作用.

苜蓿根瘤菌1021外源cAMP上调glnⅡ及glnK-amtB的表达

苜蓿根瘤菌1021中多个腺苷酸环化酶基因的存在,暗示着cAMP的重要性.本研究用全基因组DNA微阵列分析了外源cAMP对苜蓿根瘤菌的功能.分析结果表明,glnⅡ和glnK的转录水平在外源cAMP存在时有明显上调.通过测定glnⅡ和glnK启动子与lacZYA报告基因融合系统在苜蓿根瘤菌体内的活性,再次证实外源cAMP对glnⅡ和glnK启动子表达有激活作用.

苜蓿根瘤菌四碳二羧酸运输系统(Dct)的诱导表达与氧浓度相关

研究了苜蓿根瘤菌Dct系统在大肠杆菌内受琥珀酸诱导表达与环境中氧浓度的关系. 将携带Dct系统的大肠杆菌DH5a菌株培养于含0.6%琼脂的M63限制培养基的试管内, 发现报告基因受琥珀酸诱导表达产生的蓝色条带出现在琼脂表面以下某一深度, 而不在琼脂表面, 表明Dct系统的表达在某个特定的氧浓度下有最大值. 随后将该菌株转入一系列不同氧浓度的密闭瓶内测定其受琥珀酸诱导表达的b-半乳糖苷酶活性, 结果表明当氧浓度为2%时, Dct系统的活性较氧浓度为21%的大气中的活性高出约1倍, 由此推测Dct系统不仅能感受四碳二羧酸的信号, 同时还具有感受氧浓度的新的功能.