植物细胞壁纤维素生物合成的调控

纤维素是自然界最丰富的生物多聚体,是生物质能源的主要组成物质。植物细胞壁中纤维素的生物合成主要由纤维素合成酶(Cellulose synthase,CesA)催化完成,纤维素的生物合成受到植物激素,信号分子,转录因子以及某些特殊蛋白质的调节。目前的研究集中在对纤维素合酶基因的转录及翻译后修饰的调控。总结了高等植物调控纤维素生物合成的研究近况。     

基因组步移技术克隆思茅松α-蒎烯合成酶基因及表达分析

蒎烯合成酶(α-pinene synthase, APS)是α-蒎烯生物合成的关键酶。本研究利用同源克隆及基因组步移法从思茅松中克隆得到一个α-蒎烯合成酶基因,命名为PkAPS (GenBank登录号为KX394684),基因全长3 523 bp,含有10个内含子,其c DNA全长1 956 bp,编码651个氨基酸残基。生物信息学分析显示PkAPS属于萜烯合成酶家族蛋白;系统进化树分析显示PkAPS与马尾松α-蒎烯合成酶亲缘关系最近。基因表达分析显示:PkAPS在高产脂思茅松个体各组织的表达量均高于低产产脂思茅松个体;而在高产脂思茅松不同组织中的表达比较中,PkAPS在小枝中的表达量最高。本研究将有利于进一步研究思茅松α-蒎烯合成酶调控机理及培育高产α-蒎烯思茅松新品种的研究。     

植物颗粒结合淀粉合成酶(GBSS)基因的表达调控机制研究进展

颗粒结合淀粉合成酶(granule-bound starch synthase,GBSS)是决定直链淀粉合成的关键酶,单子叶植物GBSS包含两种同工酶,分别是GBSSI和GBSSII,双子叶植物只有GBSSII一种同工酶。GBSSI基因的表达主要控制种子、胚、胚乳等贮藏器官中直链淀粉的合成,而GBSSII主要控制根、茎、叶等营养器官中直链淀粉的合成。综述了模式植物及农作物中GBSS基因表达调控机制的最新研究进展,以期为其他植物GBSS基因的研究提供借鉴。     

转新城疫病毒融合蛋白基因水稻植株的获得

以编码新城疫病毒融合蛋白(NDV—F)基因为外源基因,与玉米泛素蛋白(Ubi)启动子和农杆菌胭脂碱合成酶基因(NOS)终止子构建成嵌合基因,构建了适宜于农杆菌介导转化水稻的表达质粒pUNDV;并以潮霉素磷酸转移酶(HPT)基因作选择标记基因、β-半乳糖苷酸酶(GUS)基因作报告基因,借助于农杆菌介导转化水稻,获得了多株转基因植株。PCR分析和GUS活性检测结果证实含有NDV—F基冈的T—DNA已整合到水稻基因组中,为研制廉价的转基因水稻新城疫基因工程疫苗奠定了基础。     

植物基因工程中使用的报道基因

本世纪自70年代基因工程诞生以来,各种分子生物学技术相继出现。如限制性内切酶的使用,DNA重组技术的完善,DNA序列快速测定等,现在已经能通过多种转基因技术很容易将外源目的基因导入生物体中,怎样才能知道外源目的基因已经转入植物体中,这就需报道基因来探路。什么是报道基因？有些文献中提到的筛选基因、标志基因、指示基因基本上和报道基因类似。所谓报道基因是一个表达产物非常容易被检定的基因．把它的编码序列与调节基因表达的DNA序列相融合,形成一嵌合基因或与其他目的基因相融合,在调控序列控制下进行表达,从而用报道…     

报道基因技术及其应用

报道基因技术被广泛用于监测与信号转导及基因表达有关的细胞内事件。将基因调控元件与报道基因相连并转染到细胞内,报道基因表达产物可以反映细胞内与基因表达有关的信号转导事件。本文主要综述了报道基因的种类及其检测方法、以及报道基因载体的特点和报道基因技术的应用。     

高等植物核基因结构研究进展

本文较系统地介绍了高等植物核基因的5′末端和3′末端的结构研究新进展,并着重介绍了增强子结构及其对基因表达的调控作用。     

基因诱捕技术及基因诱捕数据库

基因诱捕（gene trap）是基于小鼠胚胎干细胞、报道载体（诱捕载体）建立的一种基因突变方法。诱捕载体在整合位点利用内源基因调控元件模仿内源基因表达,使其表达终止,从而可以阐明内源基因的功能。由于诱捕载体及其报道基因的特点,基因诱捕技术可用于高通量生产,便于小鼠基因功能的大规模研究．为各类疾病动物模型的建立奠定良好基础。     

小鼠不同泌乳期乳腺脂肪合成相关基因的mRNA表达

为了研究小鼠不同泌乳期乳脂肪合成相关基因的表达规律, 文章采用荧光定量PCR检测了小鼠乳腺中与脂肪合成和分泌相关20个基因的mRNA相对表达丰度和表达差异。结果表明, 在乳腺中脂蛋白脂酶(LPL)、乙酰辅酶A羧化酶(ACACA)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、黄嘌呤脱氢酶(XDH)、嗜乳脂蛋白(BTN)、脂肪酸分化蛋白(ADFP)基因都具有高mRNA表达丰度 (表达丰度>5%), 脂肪酸转运体(CD36)、脂肪酸合成酶(FASN)、1-酰基甘油磷酸酰基转移酶(AGPAT6)和甘油酰基转移酶(DGAT)基因具有中等mRNA表达丰度(5%>表达丰度>1%), 与妊娠期乳腺基因的mRNA表达相比, 在泌乳期这些基因的mRNA表达均有显著上调(P<0.05), 并且ACACA、SCD、FASN、AGPAT6和DGAT等脂肪合成酶基因的表达在泌乳中期(12 d)最高, 而在泌乳初期(6 d)和泌乳末期(18 d)较低, 呈现低-高-低的表达模式。转录因子固醇调节元件结合蛋白(SREBF)基因在泌乳开始时mRNA表达增加, 在泌乳中期(12 d)表达有10倍上调, 其变化规律与脂肪合成酶基因的表达模式相同, 说明SREBF基因在小鼠乳腺脂肪合成酶基因的表达调控中发挥重要调节作用。     

小鼠不同泌乳期乳腺脂肪合成相关基因的mRNA表达

为了研究小鼠不同泌乳期乳脂肪合成相关基因的表达规律,文章采用荧光定量PCR检测了小鼠乳腺中与脂肪合成和分泌相关20个基因的mRNA相对表达丰度和表达差异。结果表明,在乳腺中脂蛋白脂酶(LPL)、乙酰辅酶A羧化酶(ACACA)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、黄嘌呤脱氢酶(XDH)、嗜乳脂蛋白(BTN)、脂肪酸分化蛋白(ADFP)基因都具有高mRNA表达丰度(表达丰度>5%),脂肪酸转运体(CD36)、脂肪酸合成酶(FASN)、1-酰基甘油磷酸酰基转移酶(AGPAT6)和甘油酰基转移酶(DGAT)基因具有中等mRNA表达丰度(5%>表达丰度>1%),与妊娠期乳腺基因的mRNA表达相比,在泌乳期这些基因的mRNA表达均有显著上调(P<0.05),并且ACACA、SCD、FASN、AGPAT6和DGAT等脂肪合成酶基因的表达在泌乳中期(12 d)最高,而在泌乳初期(6 d)和泌乳末期(18 d)较低,呈现低-高-低的表达模式。转录因子固醇调节元件结合蛋白(SREBF)基因在泌乳开始时mRNA表达增加,在泌乳中期(12 d)表达有10倍上调,其变化规律与脂肪合成酶基因的表达模式相同,说明SREBF基因在小鼠乳腺脂肪合成酶基因的表达调控中发挥重要调节作用。     

内源ABA信号水平动态调控的分子机制

从逆境信号感知、ABA合成的触发到ABA水平的动态调控, 是细胞内重要的逆境信号传导途径, 相对于应答ABA的下游信号事件, 该领域研究滞后。研究显示, 根系中ZEP、限速酶NCED、AtRGS1等合成酶基因及ABA2基因响应胁迫反应上调ABA信号水平。而7′-, 8′-, 9′-hydroxylase和糖基转移酶基因受逆境诱导激活, 负调节ABA的积累。同时, 提高的内源ABA信号水平能激活合成酶基因和代谢酶基因的表达。此外, 基因表达和源库动力学分析显示, 叶片ABA动态库的维持依赖根源ABA的持续供应。值得一提的是, miRNA与ABA信号起源及动态水平维持有关。进一步的代谢动力学分析揭示, ABA信号水平受合成酶基因和代谢酶基因表达的协同控制, 多因素共同参与内源ABA信号水平的动态调控。     

一个新型牛樟芝PR-PKS基因的克隆及表达分析

为了解牛樟芝中聚酮化合物的生物合成机理及聚酮合酶基因功能,从牛樟芝基因组挖掘并克隆得到一个部分还原型PKS(PR-PKS)基因(AcPKS3),并对其进行生物信息学分析及表达谱分析。结果显示,AcPKS3(GenBank登录号:MG988206)DNA全长8 286 bp,有22个内含子,其外显子共编码2 285个氨基酸;结构域依次为KS-AT-KR-ACP-SDR,各结构域的活性保守位点为β-酮基合成酶(DTACSS)、酰基转移酶(GHSAGETA)、酮基还原酶(YLLVGGIG)、酰基转移酶(YGLDSITSA)、短链醇脱氢酶与NAD(P)H结合的N端保守序列(ITGTTGSFG)及活性保守位点(YTESK);AcPKS3与6-甲基水杨酸合成酶的亲缘关系较近;不同碳源中葡萄糖,不同氮源中牛肉浸粉、酪蛋白胨、土豆蛋白胨可促进AcPKS3基因表达。本研究为牛樟芝聚酮合酶功能研究及牛樟芝基因资源利用提供参考。     

谷胱甘肽硫转移酶基因表达的调控

催化内源性或外源性亲电子化合物与谷胱甘肽(GSH)结合的谷胱甘肽硫转移酶(GST)超基因家族是一族解毒功能蛋白.其基因的表达通过不同的机制受多种物质的调控.根据最近文献资料,对调控谷胱甘肽硫转移酶基因表达的基因结构、调控机制及氧化应激对谷胱甘肽硫转移酶基因表达的调控作用等作一简要综述.     

白藜芦醇合成酶基因在基因工程中的应用及功能研究进展

白藜芦醇合成酶(Resveratrol synthase,RS)是白藜芦醇(Resveratrol,Res)合成途径中的关键酶。以往研究报道,RS基因已在多种植物和微生物中进行了转化和表达,并在植物的代谢及调控等方面发挥生物学作用。文中主要围绕RS基因对植物的转化,及异源表达后植物体内代谢产物的变化,转RS基因对植物抗病原菌活性、抗自由基活性和生长发育的影响,以及利用RS基因在微生物中生产Res的相关进展进行了综述。并对RS基因在生物工程方面的应用前景进行展望。     

烟草tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响

烟草DNA结合蛋白TGA1a可特异地作用于CaMV35S增强子的激活序列as-1(-83~-63), 并表现为转录激活功能. 为了研究tga1a基因的表达对外源基因在植物中表达的影响, 将它置于维管束特异性启动子rolC下游, 并与CaMV35S启动子控制的报道基因串联成一种反式调控系统, 构建了植物表达载体, 同时, 以CaMV35S和rolC分别控制的报道基因构建植物表达载体为阳性对照. 通过农杆菌介导方法转化烟草和分子鉴定, 证明报道基因存在于转化烟草基因组中, 分别测定了不同转基因单株的GUS活性, 结果表明: rolC控制下的tga1a的表达显著增强了CaMV35S控制下的报道基因表达, 其GUS活性明显高于CaMV35S或rolC单独调控报道基因的转化植株, 单株的最高GUS活性达到两个阳性对照的10倍以上. 组织化学定位证实该串联系统使GUS蛋白主要集中在维管束组织. 这一研究结果为提高外源基因在转基因植株中的表达水平和外源基因的组织特异性表达创立了一个新模式.     

GCLC基因上游AHR/ARNT元件负性调控GCLC基因在大鼠支气管上皮细胞的表达

研究谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位(GCLC)基因上游调控序列中2个AHR/ARNT元件的功能,从而了解γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)基因转录调节特征．分别构建缺失2个位点AHR/ARNT元件的GCLC基因上游近端序列的萤光素酶报道基因载体以及含有2个AHR/ARNT元件核心序列的萤光素酶报道基因载体．转染大鼠支气管上皮细胞(RTE),比较检测野生与缺失报道载体的基因转录调控效率;利用电泳迁移率变动实验（EMSA）和超级迁移率变动实验检测AHR/ARNT元件与AHR以及ARNT因子的特异性结合;通过转染AHR因子真核表达质粒进一步确定AHR/ARNT元件与AHR结合在GCLC基因表达中的最终作用．结果显示,相比其野生序列,缺失AHR/ARNT元件（-1 090～-1 085）和双缺失AHR/ARNT元件（-1 090～-1 085,-215～-210）的GCLC上游调控序列报道载体在RTE显著提高萤光素酶表达（均P＜0.05）,而缺失AHR/ARNT元件（-215～-210）则未见显著影响（P＞0.05）; 独立AHR/ARNT元件（-1 090～-1 085）具有转录促进作用（P＜0.05）而独立AHR/ARNT元件（-215～-210）无明显影响（P＞0.05）．转染CMV2-AHR能够抑制野生型和缺失型报道载体的萤光素酶表达（P＜0.05）．EMSA证实GCLC基因上游调控区域的2个AHR/ARNT元件均有核蛋白结合,并且超级迁移率变动实验显示结合的蛋白主要含有转录因子AHR以及ARNT．因此,2个AHR/ARNT元件均可以与异源二聚体AHR/ARNT结合,AHR/ARNT元件（-1 090～-1 085）是GCLC基因中重要的抑制元件．     

棉花倍半萜合成酶基因GhTPS1的克隆及棉铃虫取食诱导表达谱分析

棉花被植食性昆虫取食后大量释放的特异性萜烯挥发物,能够有效吸引天敌昆虫进行寄主搜索和定位。本文从陆地棉(中棉12)Gossypium hirsutum叶片中克隆获得一个倍半萜合成酶基因的全长cDNA,命名为GhTPS1(GenBank登录号:JQ365627)。该基因编码545个氨基酸的蛋白,预测分子量为63.3 ku,等电点为5.92。氨基酸序列比对分析表明该基因与其它被子植物倍半萜合成酶基因一致性为34%～60%,其中与欧洲葡萄(-)-germacrene D synthase一致性最高(60%)。聚类分析表明GhTPS1属于由被子植物倍半萜合成酶基因组成的TPSa亚家族。采用实时荧光定量PCR检测了GhTPS1 mRNA在棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)幼虫为害棉花不同时间的表达谱,结果表明接虫24 h该基因表达量显著上调。     

外源甜蛋白thaumatin II基因转入烟草的研究

利用土壤农杆菌系统,将高甜度的外源甜蛋白thaumatin II基因转入烟草细胞,并得到大量转基因植株及其后代。经分子杂交分析确证thaumatin II基因已整合到烟草植株的基因组中,并在转录水平检测到表达。标记基因胭脂碱合成酶(NOS)基因及新霉素磷酸转移酶(NPT II)基因也在转基因植株中正常表达。     

植物组织中冠瘿碱合成酶活性检测的一种简便有效方法

由根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)感染引起的植物冠瘿瘤(crown gall)细胞除具激素自养性生长特性外,还具有一类特殊的基因产物,即冠瘿碱(opines)~[3]。常见的冠瘿碱主要有章鱼碱(octopine)和胭脂碱(nopaline)等。催化章鱼碱合成的酶为章鱼碱合成酶(oct-opine synthase),或叫Lysopine脱氢酶[D-(+)-lysopine dehydrogenase,简称LpDH]。催化胭脂碱合成的酶为胭脂碱合成酶(nopaline     

心里美萝卜花青素合成酶基因RsANS克隆及花青素生物合成相关基因表达分析

花青素合成酶(ANS,anthocyanidin synthase)是植物花青素合成的关键酶,催化无色花色素转变成有色花色素。本研究从心里美萝卜HX12Q-49中克隆获得了花青素合成酶基因Rs ANS(Gen Bank登录号:KR262954)。该基因全长1137 bp,包含2个外显子和1个内含子;开放阅读框1071 bp,编码356个氨基酸。同源性分析显示Rs ANS蛋白与大白菜、甘蓝和芥菜ANS蛋白同源性较高。qRT-PCR表明Rs ANS在心里美萝卜5个不同发育时期均有表达,且在破肚期表达量最高。通过对花青素合成途径其他8个结构基因和3个调控基因表达进行分析,结果显示心里美萝卜中b HLH转录因子在不同发育时期的表达模式与Rs ANS、CHI、DFR和UFGT基本一致,即在破肚期的表达量最高;WD40转录因子的表达与CHS类似,其表达量在芽期、破肚期、膨大前期和膨大盛期逐渐上升,随后在成熟期下降。