植物基因启动子研究进展

综述了植物基因启动子的核心结构与功能、植物基因启动子的种类：异源组成型启动子(CaMV35S、MMV)和从植物自身克隆的组成型启动子(PTSB1和PPHYB),以及植物中通过按物理因素(温、光、旱、热等)、化学因素(离子、有机物、激素等)和生物因素(病菌、组织器官、发育阶段等)诱导表达的一些启动子,发育时期特异的启动子、器官特异的启动子(根、茎、叶等)和植物中应用的人工双向启动子的研究进展和应用前景。     

高等植物启动子的研究进展

启动子是基因表达调控的重要顺式元件,综述了高等植物启动子的构成,包括转录起始位点、TATA框和上游启动子元件。并着重从组成型、组织特异型和诱导型启动子3个方面介绍了其结构特征、功能,以及它们在植物基因工程中的应用和研究进展,简述了双向启动子、可变启动子和串联启动子的研究情况,提出植物启动子研究中存在的问题与展望。     

植物抗病相关启动子及其研究进展

启动子是调控基因表达的重要顺式元件。植物抗病相关启动子的调控特性研究、分离及其应用对于提高植物抗病性极其关键。本文综述了植物基因启动子的基本结构、克隆方法,着重介绍了组成型、组织特异型、天然与人工合成的病原诱导型启动子的研究进展,及其在植物抗病基因工程中的应用现状和存在问题,并展望了植物抗病相关启动子的应用前景。     

植物基因启动子的克隆及其功能研究进展

启动子在植物基因表达调控过程中起着重要作用。对于植物基因启动子的克隆及其功能研究有助于了解信号传递途径和基因表达调控模式,为植物转基因工程研究提供理论依据。本文综述了植物基因启动子的基本结构、类型、克隆方法及功能研究进展,着重介绍了广泛应用于转基因工程的诱导型启动子及启动子功能分析,展望了今后植物启动子的研究方向。     

植物启动子研究进展

植物启动子在转录水平上发挥着重要的调控作用,对其功能进行研究不仅可以反映相应基因的表达模式,还能为利用植物基因工程手段实现基因的高效特异性表达提供有效途径。结合近年来的相关研究,综述了植物启动子的结构特点及其功能研究进展,重点对与生物和非生物胁迫有关的各类诱导型启动子进行了阐述,并展望了植物启动子的未来研究方向。     

高等植物胁迫诱导型启动子的研究进展

逆境胁迫严重影响植物生长发育,降低作物产量。目前在植物抗逆基因工程中,大多使用组成型启动子驱动目的基因表达,组成型启动子的表达虽然能提高转基因植株的抗逆性,但持续过量地表达转化的外源基因有时会阻碍植物的生长且降低其产量。因此,诱导型启动子的研究具有重要的应用价值。该文对近年来植物在逆境胁迫处理下,一些诱导型启动子的种类和功能,可能具有的顺式作用元件,反式作用因子及其研究方法进行了综述。     

植物逆境相关启动子及功能

启动子是调控基因表达的重要顺式元件, 在植物基因表达调控过程中起着重要作用。目前植物抗逆基因工程中, 人们大多使用组成型表达启动子驱动目的基因的表达。组成型表达启动子虽然能提高转基因植株的抗逆性, 但是其持续过量地表达转化的外源基因会阻碍植物的生长且减少其产量。因此, 只在胁迫条件下才会驱动外源基因表达的诱导型启动子的研究显得尤其重要, 已成为目前研究的热点。文章综述了受非生物逆境和生物逆境胁迫诱导的植物基因启动子的种类和功能, 并展望了植物逆境诱导启动子的研究方向和前景。     

高等植物启动子研究进展

简述了高等植物来源启动子的多种保守顺式调控元件如ＴＡＴＡ盒,转录起始位点,Ｇ盒等,以及双向启动子和可变启动子。着重介绍了受环境包括激素,光,创伤,真菌,逆境等因子诱导表达的植物启动子以及显示出植物发育特异性表达的启动子。     

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。     

高等植物启动子克隆方法的研究进展

启动子是植物基因工程中一个重要的研究对象,文章简述了启动子的定义、分类和启动子的研究策略,从组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子3个方面介绍了它们的功能和结构的研究现状。启动子的克隆对于构建基因工程载体,表达目的蛋白有着重要的意义。着重介绍了启动子克隆的方法,从常用的利用启动子探针型载体筛选启动子到PCR方法的应用,及此后相继出现的一些基于PCR法的克隆启动子技术,像I-PCR,P-PCR,SSP-PCR,YADE,TAIL-PCR等,为克隆启动子提供了更可靠,更合理的方法。     

Hybrid Cytomegalovirus-U6 Promoter-based Plasmid Vectors Improve Efficiency of RNA Interference in Zebrafish

Short hairpin RNA (shRNA) directed by RNA polymerase III (Pol III) or Pol II promoter was shown to be capable of silencing gene expression, which should permit analyses of gene functions or as a potential therapeutic tool. However, the inhibitory effect of shRNA remains problematic in fish. We demonstrated that silencing efficiency by shRNA produced from the hybrid construct composed of the CMV enhancer or entire CMV promoter placed immediately upstream of a U6 promoter. When tested the exogenous gene, silencing of an enhanced green fluorescent protein (EGFP) target gene was 89.18 +/- 5.06% for CMVE-U6 promoter group and 88.26 +/- 6.46% for CMV-U6 promoter group. To test the hybrid promoters driving shRNA efficiency against an endogenous gene, we used shRNA against no tail (NTL) gene. When vectorized in the zebrafish, the hybrid constructs strongly repressed NTL gene expression. The NTL phenotype occupied 52.09 +/- 3.06% and 51.56 +/- 3.68% for CMVE-U6 promoter and CMV-U6 promoter groups, respectively. The NTL gene expression reduced 82.17 +/- 2.96% for CMVE-U6 promoter group and 83.06 +/- 2.38% for CMV-U6 promoter group. We concluded that the CMV enhancer or entire CMV promoter locating upstream of the U6-promoter could significantly improve inhibitory effect induced by the shRNA for both exogenous and endogenous genes compared with the CMV promoter or U6 promoter alone. In contrast, the two hybrid promoter constructs had similar effects on driving shRNA.     

Novel and useful properties of a chimeric plant promoter combining CaMV 35S and MAS elements

The CaMV 35S and Ti plasmid mannopine synthetase (mas) promoters are commonly used by plant genetic engineers. To combine their useful properties, we constructed hybrid promoters incorporating elements from both. These promoters were spliced to the beta-glucuronidase reporter gene and introduced into tobacco and tomato plants by Agrobacterium cocultivation. T1 and T2 transgenic plant populations transformed with different constructs were assayed for the marker enzyme. Comparisons were made based on the range of expression levels found for each promoter construct. We found that a hybrid promoter incorporating the mas region from +65 to -301 and the 35S enhancer region from -90 to -941 had new and interesting properties. This promoter, called Mac, expressed gus at a level three to five times that expressed by a double 35S promoter in the leaves, and 10 to 15 times in hypocotyls and roots. The Mac promoter, however, showed only marginal wound inducibility. Five- to seven-fold wound induction required the presence of the region from -301 to -613 of mas. Reiteration of the 35S enhancer region, from -90 to -430, behind the 35S TATA box region or the mas +65 to -301 region had a smaller effect on expression, ranging from equal to twice the level of the single enhancer control.     

A plasmid vector for isolation of strong promoters in Escherichia coli

In order to isolate very strong promoters from bacteria and bacteriophage a plasmid named pProm was constructed. It possesses an origin (ORI) for replication in Gram-negative bacteria, an ORI for replication in Gram-positive bacteria, a promoterless ampicillin resistance gene with a multiple cloning site (MCS) in the position formerly occupied by the ampicillin promoter, a tetracycline resistance gene for selection in Gram-negative bacteria and a chloramphenicol resistance gene for selection in Gram-positive bacteria. Insertion in the MCS of DNA fragments of Staphylococcus aureus bacteriophages resulted in isolation of several clones very resistant to ampicillin. The DNA fragments inserted in these recombinant plasmids were sequenced and all of them contained putative promoter motifs. Direct measurement of the penicillinase activity indicated that one of the isolated promoters could be included within a group of the stronger known prokaryotic promoters. According to these results pProm is a powerful tool to perform studies on promoter strength and for industrial applications.     

CMV与T7启动子对仙台病毒微小基因组拯救效率的比较

构建一种以分泌型荧光素酶基因(Gluc)作为报告基因的仙台病毒BB1株微小基因组质粒,比较了CMV启动子与T7启动子对仙台病毒微小基因组的拯救效率。首先设计并合成锤头状核酶序列,仙台病毒trailer、L基因非编码区、N基因非编码区和leader序列以及丁型肝炎病毒核酶序列,插入含有CMV和T7双启动子的质粒pVAX1中,获得仙台微小基因组的通用型载体pVAX-miniSeV。将Gluc基因插入pVAX-miniSeV中,分别获得正向插入的仙台病毒微小基因组载体pVAX-miniSeV-Gluc(+)和反向插入的pVAX-miniSeV-Gluc(-)。用pVAX-miniSeV-Gluc(+)转染BHK21细胞能在上清中检测到高水平的Gluc活性,表明其中的CMV启动子具有正常转录功能。将pVAX-miniSeVGluc(-)和仙台病毒N、P、L蛋白表达质粒共转染BSR T7/5细胞(稳定表达T7RNA聚合酶的BHK-21细胞)检测到Gluc的高效表达,表明pVAX-miniSeV-Gluc(-)能够被有效拯救;但在BHK-21细胞中却未检测到Gluc的有效表达,提示该载体中的CMV启动子对仙台病毒微小基因组的拯救效率可能没有明显作用。为了进一步了解CMV与T7启动子各自对于仙台病毒微小基因组拯救的作用,本研究又构建了单独含有CMV或T7启动子的仙台病毒微小基因组载体pCMV-miniSeV-Gluc(-)和pT7-miniSeV-Gluc(-)。将这两种载体和仙台病毒N、P、L蛋白表达质粒分别共转染BSR T7/5细胞,结果pT7-miniSeV-Gluc(-)共转染组检测到了Gluc的高效表达,而pCMV-miniSeV-Gluc(-)共转染组未检测到,证实了通用型载体pVAX-miniSeV中仅T7启动子对仙台病毒微小基因组的拯救起了关键作用,而CMV启动子作用不明显。本研究成功构建了一种通用型双启动子仙台病毒微小基因组载体pVAX-miniSeV,并证明了T7启动子系统对仙台病毒微小基因组拯救的关键作用。本研究为下一步构建仙台病毒全基因感染性克隆打下了基础。