棉花nodulin—like基因及其启动子的结构特征和遗传表达

用同尾酶反向PCR技术(Ⅱ-PCR)和快速分离目的基因cDNA　5'未知序列方法(RICUP)首次从陆地棉品种Y18　(Gossypium　arboreum　L.　Y18)中分离到nodulin-like基因的全长cDNA、DNA和启动子序列。结果表明,该基因全长为2　353　bp,具有5个内含子和6个外显子。cDNA全长1　480　bp,含有一个1　125　bp的ORF结构,编码375个氨基酸,在GenBank　nr数据库中没有与之同源的基因序列,在EST数据库中仅有一条733　bp的亚洲棉纤维EST序列(GenBank登录号:BF271235)与之有92%的同源性。Nodulin-like基因的启动子全长1　969　bp,启动子区域具有Initiator、TATA　box、CAAT-like　box和富含AT序列等启动子特征序列。Southern　blot结果表明:该基因在棉花基因组中有一个拷贝。Northern　blot结果表明:该基因在棉花的蕾、花、纤维和铃壳等生殖器官中呈优势表达。本研究有望为改良棉花生殖器官的农艺性状提供靶基因,并为解决目前转基因抗虫棉“前期抗虫性强、后期抗虫性弱”这一生产实际问题提供有效的表达调控元件。     

棉花腺苷酸核糖基化作用因子1(arf1)的结构特征、替换剪接和遗传表达分析

用已建立的新型染色体步移技术同尾酶反向PCR和快速分离目的基因cDNA 5′未知序列方法从陆地棉品种Y18中分离到腺苷酸核糖基化作用因子1(arf1)的全长cDNA、DNA和启动子序列。结果表明,该基因全长4360bp,具有6个内含子和7个外显子,在第一个内含子处存在替换剪接现象,使该基因在棉花中分别形成1026、1103和1544bp的3种mRNA。该基因编码181个氨基酸,转录起始位点上游具有转录起始子、TATA盒、CAAT盒、GC盒、多个正向重复序列和反向重复序列,在转录起始位点下游具有富含AT序列和回文结构等启动子特征序列。Southern杂交结果表明：该基因在棉花基因组中有两个拷贝。Northern杂交结果表明：该基因在棉花的蕾、花、纤维和铃壳等生殖器官中呈优势表达。     

转基因棉花外源基因的遗传

选用不同来源的转Bt基因抗虫棉中棉所30号和新棉33B、转tfdA基因抗除草剂棉花材料TFD,通过与不同主栽推广品种正反交,研究了外源Bt基因和tfdA基因在棉株体内的遗传和分离行为。结果表明,由于外源基因提供给转基因棉花的抗虫和抗除草剂性状均是由一对于基因控制的显性性状,且该性状不受细胞质效应的影响,符合孟德尔遗传规律。     

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。     

一个棉花生殖器官优势表达基因的启动子功能分析

用棉花生殖器官优势表达启动子替代CaMV35S启动子是解决目前转基因抗虫棉存在“前期抗虫性强, 后期抗虫性弱”这一生产实践问题的关键. 运用反向PCR技术从陆地棉中分离到一个棉花生殖器官优势表达基因——腺苷酸核糖基化作用因子1 (Arf1)基因的启动子序列. 该启动子具有独特的结构特征, 不仅同时包含有转录起始子(initiator), TATA box, CAAT box和GC box这四种特异元件, 而且还包含有一个5′非翻译区的内含子. 通过构建四个启动子缺失突变体, 定向替换植物表达载体pBI121上的CaMV35S启动子, 并与GUS基因融合, 构建了4个植物表达载体. 用花粉管通道技术将它们导入到棉花中, 转基因棉花后代的GUS染色和荧光定量分析结果表明: Arf1启动子是一个典型的棉花生殖器官优势表达启动子, 它为棉花生殖器官性状的分子设计和抗虫棉的再创新提供了有用的工具.     

棉花半乳糖苷酶基因启动子的分离及其在转基因烟草中的表达

β-半乳糖苷酶(β-galactosidase, EC 3.2.1.23)由植物中广泛分布的一类糖基水解酶组成, 被认为与细胞壁多糖的代谢相关. 棉花(Gossypium hirsutum) β-半乳糖苷酶基因已被成功分离, 被命名为GhGal1. RNA杂交实验显示该基因在棉花纤维发育的伸长期优势表达. 为了分析GhGal1基因的时空表达调控, 本研究构建了GhGal1启动子区域(1770 bp)与β-葡糖醛酸糖苷酶(glucuronidase, GUS)基因融合的双元载体, 通过农杆菌转化烟草植株. 对转基因植株分析的结果表明: 此转基因果实中的GUS活性比阴性和阳性对照的活性高. GUS组织定位分析表明: β-半乳糖苷酶基因能在根组织的分生区、子叶、维管束组织、果实和表皮毛中表达. 此外, 调控区域的序列分析揭示该序列含有一些果实/种子特异表达以及与表皮毛表达相关的保守元件. 这些结果显示了GhGal1启动子在转基因烟草植株中的时空表达特征, 并提供了GhGal1基因参与棉花纤维发育的一些重要线索.     

大豆油酸脱氢酶基因启动子的克隆及其表达活性分析

大豆油酸脱氢酶(FAD2-1B)基因是种子特异表达基因,利用PCR方法从大豆基因组DNA中分离FAD2-1B基因的启动子片段,命名为FP.PLACE在线启动子预测工具分析表明:序列中含有多种典型的种子特异性表达元件,如Skn-1 motif、AACACA、SEF4 motif、E-box、ACGT等.将克隆得到的FP片段替换pCAMBIA1301中的CaMV35S启动子,构建表达载体pCAM-FP.通过农杆菌介导法在大豆各组织中进行瞬时表达,GUS组织化学染色显示FP驱动GUS基因在大豆根、茎、叶中基本不表达,在种子中有较高的表达活性,推测FP启动子具有种子特异表达活性.     

葫芦藓LEAFY基因和启动子的克隆及表达分析

本研究以孢子植葫芦藓为试验材料,采用Tail-PCR与RT-PCR相结合的方法克隆得到葫芦藓LFY基因(FhLFY)的完整片段,该基因DNA全长为2 527bp,包含4个外显子和3个内含子序列,有1个1 050 bp的完整开放阅读框,编码349个氨基酸.通过Tail-PCR技术克隆得到905 bp的FhLFY基因启动子...     

毛白杨PtSEP3-1基因启动子的克隆分析及其表达载体构建

SEP(SEPALLATA)类基因属于花器官发育ABCDE模型中的E类基因,拟南芥中的研究表明该类基因可能具有控制花器官形态发育以及激活其它类型基因的功能,是一类花发育过程中的关键基因。因此,研究杨树SEP类基因启动子表达特性对于杨树的开花调控研究具有重要意义。本文根据毛白杨SEP3基因和毛果杨基因组序列设计引物,通过PCR获得了PtSEP3-1基因上游2000bp的序列。序列分析结果表明该序列具有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,还包含大量光响应元件ACE、Box I和Box4等,此外还有脱落酸响应元件ABRE,赤霉素响应元件GARE-motif以及胁迫响应元件HSE、TC-richrepeats等。进一步构建了一个以PtSEP3-1启动子驱动GUS基因的植物表达载体pPtSEP3-1protest,为该启动子的功能鉴定奠定了基础。     

转基因棉花的遗传研究

选用不同来源的转Ｂｔ基因抗虫棉中棉所３０号和新棉３３Ｂ、转ｔｆｄＡ基因抗除草剂棉花材料ＴＦＤ,通过与不同主栽推广品种正反交和回交研究外源Ｂｔ基因和ｔｆｄＡ基因在棉花体内的遗传和分离行为。结果表明,由外源基因提供给转基因的抗虫和抗除草剂性状均是由一对基因控制的显性性状,且该性状不受细胞质效应的影响,符合孟德尔遗传规律。     

Functional Analysis of Nodulin-like Promoter in Transgenic Cotton Plants

For the first time, a nodulin-like gene promoter was isolated from Gossypium hirsutum L. Guo Y18 by means of inverse PCR. Three plant expression vectors were constructed for functional identification of the promoter. These vectors were different only in promoter regions; three truncations of the nodulinlike promoter took the place of the CaMV35S promoter in the pBI121 plant expression vector. Then, the three vectors were introduced into cotton plants via the pollen tube pathway. The expression patterns of the gus gene driven by nodulin-like promoter truncations were investigated in the offspring of transgenic cotton plants. Histochemical GUS staining and fluorescence quantitative analysis were performed to achieve this goal. The results showed that the nodulin-like promoter was a strong, highly reproductive organspecific promoter, which demonstrated a much higher driver activity than the CaMV35S promoter did in cotton reproductive organs, but relatively lower activity in vegetation. Identification of the speciality and strength-determining regions of the nodulin-like promoter was also undertaken.     

水稻病程相关基因OsPR1b启动子的表达特性研究

目的:分析水稻病程相关基因OsPR1b的表达特性,以进一步了解其表达和调控机制。方法:利用PCR技术从水稻日本晴基因组中扩增OsPR1b基因的启动子片段,命名为OsPR1bp,并构建相应的OsPR1bp::GUS融合表达载体,采用农杆菌介导的转基因技术获得转基因植株,进行GUS组织化学分析;利用Real-time PCR对OsPR1b基因在植物激素、非生物因子和水稻白叶枯菌(Xoo)毒性菌株P10(PXO124)处理下的表达水平进行分析。结果:GUS组织染色结果表明OsPR1b在水稻叶片中的表达量较高,而在茎、根、愈伤和花器中的表达量较低;植物激素水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、激动素(KT)、脱落酸(ABA)及NaCl、PEG均可不同程度地提高OsPR1b在叶片中的表达水平,Me-JA、KT和NaCl的处理能提高其在根部的表达水平,但这些激素在诱导OsPR1b在叶片和根部的表达程度上存在明显差异;单独接种Xoo毒性菌株P10 24 h对OsPR1b表达的影响不大,而MeJA与其共同处理后则可显著增强其在叶片中的表达。结论:作为一种防卫基因,OsPR1b在健康植株中的表达水平较低,容易受盐/干旱胁迫及Xoo病原菌的诱导,多种植物激素如JA、KT和ABA很可能作为信号分子参与激活和介导了这种系统性的反应。     

棉花GhAQP1基因克隆及其在胚珠发育中的特异表达

从棉花cDNA文库中筛选分离了1个编码PIP1类水孔蛋白的CDNA序列,编码287个氨基酸,命名为GhAQP1。该基因全长2096bp,编码区内含有2个内含子,分别位于编码第五和第六跨膜螺旋的碱基序列内。Northern杂交结果显示,GhAQP1基因主要在胚珠中表达,在开花后9d的胚珠中表达量最高,表明其表达不仅具有组织特异性,而且是受胚珠发育调节的。     

NDRG2基因启动子甲基化与肺腺癌细胞中mRNA表达相关性的实验研究

目的:探讨肺腺癌细胞中NDRG2基因启动子甲基化状态及其与基因表达的关系。方法:甲基化焦磷酸测序技术检测启动子区域甲基化状态,荧光定量PCR技术检测不同药物浓度下培养细胞中NDRG2基因mRNA的表达水平,分析启动子区域甲基化与基因表达之间的关系。结果:在体外培养细胞中检测到NDRG2基因启动子区域呈现不同程度的甲基化,甲基化频率分别为肺癌A549细胞71.8%、GLC-82细胞86.1%、人脐静脉内皮ECV-304细胞36.8%、胃上皮GES-1细胞42.9%。NDRG2基因mRNA表达与其启动子甲基化程度成反比,甲基转移酶抑制剂5-杂氮-2-脱氧胞苷(5-Aza-CdR)作用于细胞后,A549和GLC-82细胞中NDRG2基因的mRNA转录明显上调,至72 h差异显著(P0.05)。结论:肺腺癌细胞中NDRG2基因启动子CpG岛存在高甲基化,甲基化程度与该基因的表达具有负相关性,5-Aza-CdR能在一定程度上提高NDRG2的转录水平。     

棉花杜松烯合成酶基因的克隆及其表达分析

杜松烯合成酶是棉酚合成途径中的关键酶,催化(E,E)-法呢基焦磷酸(FPP)环化形成(+)-δ-杜松烯。从陆地棉Y18R中克隆分离了杜松烯合成酶基因(GhCdn),该基因的基因组序列为2 700 bp,具有6个内含子,剪切后其ORF为1 665 bp,编码554个氨基酸,该基因属于杜松烯合成酶C亚家族。应用Overlap PCR方法将其上的2个Hind Ⅲ 酶切位点钝化后,将GhCdn基因连接到表达载体pBI121上,构建出分别由组成型启动子CaMV 35S和绿色组织高效启动子Psbp驱动的2个植物表达载体pGBI-CaMV 35S-GhCdn和pGBI-Psbp-GhCdn。通过农杆菌介导法转化棉花下胚轴并进行组织培养,获得了9个35S转基因阳性愈伤系和2个P转基因阳性愈伤系。经检测,阳性愈伤组织中GhCdn基因的mRNA表达量和棉酚含量均有所增加,但35S系普遍高于P系。本研究为通过基因工程手段提高棉花组织器官中的棉酚含量提供了依据。     

Expression Enhancement of a Rice Polyubiquitin Gene Promoter

An 808 bp promoter from a rice polyubiquitin gene, rubi3, has been isolated. The rubi3 gene contained an open reading frame of 1140 bp encoding a pentameric polyubiquitin arranged as five tandem, head-to-tail repeats of 76 aa. The 1140 bp 5′ UTR intron of the gene enhanced its promoter activity in transient expression assays by 20-fold. Translational fusion of the GUS reporter gene to the coding sequence of the ubiquitin monomer enhanced GUS enzyme activity in transient expression assays by 4.3-fold over the construct containing the original rubi3 promoter (including the 5′ UTR intron) construct. The enhancing effect residing in the ubiquitin monomer coding sequence has been narrowed down to the first 9 nt coding for the first three amino acid residues of the ubiquitin protein. Mutagenesis at the third nucleotide of this 9 nt sequence still maintains the enhancing effect, but leads to translation of the native GUS protein rather than a fusion protein. The resultant 5′ regulatory sequence, consisting of the rubi3 promoter, 5′ UTR exon and intron, and the mutated first 9 nt coding sequence, has an activity nearly 90-fold greater than the rubi3 promoter only (without the 5′ UTR intron), and 2.2-fold greater than the maize Ubi1 gene promoter (including its 5′ UTR intron). The newly created expression vector is expected to enhance transgene expression in monocot plants. Considering the high conservation of the polyubiquitin gene structure in higher plants, the observed enhancement in gene expression may apply to 5′ regulatory sequences of other plant polyubiquitin genes.     

黄毛草莓F-box蛋白基因FnFBOX1及其启动子的克隆和表达分析

探索黄毛草莓FnFBOX1参与草莓胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染过程中的抗病反应和pFnFBOX1启动子的转录活性,为研究FnFBOX1抗炭疽病功能奠定基础.以黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schidl.)为研究对象,通过RT-PCR技术克隆FnF...     

T7启动子在哺乳类动物细胞中启动外源基因表达的研究

人低密度脂蛋白（LDL）受体基因cDNA和氯霉素已酞转移酶基因（CAT）及PolyA信号序列被克隆进pGEM4载体的T7噬茵体启动子下游,构建成质粒pT7LDLR和pT7CAT．两个重组质粒转化CHO细胞．PCR和CAT酶实验显示：两个基因被T7噬菌体启动子所启动．结果证实真核生物RNA聚合酶能够识别T7启动子,转录外源基因．常用的含有T7启动子的质粒可同时作为原核生物和真核生物的表达载体．