杜氏盐藻硝酸盐还原酶基因5′上游序列的克隆与功能分析

目的:克隆杜氏盐藻硝酸盐还原酶（NR）基因5′上游序列序列,并对其功能进行分析。方法: 利用BamHI、EcoRI、HindIII、PstI、SalI、Xbal 6种限制性内切酶分别酶切盐藻基因组DNA,并与接头连接,构建成盐藻基因组步行文库。采用 LA-PCR方法,从上述盐藻步行基因组文库中扩增NR基因5′上游序列序列,测序并进行分析。为检测其表达特性,构建了该片段与GUS 嵌合基因的表达载体pNR-GUS, 通过电击法将所构建的重组表达载体转化盐藻,组织化学染色法观察GUS的表达。结果: 从盐藻基因组步行文库中扩增出约1200bp特异片段,序列分析表明5′上游序列含有启动子的特征性序列。GUS瞬时表达染色结果显示,该DNA 片段具有硝酸盐诱导和铵抑制的启动子活性。结论：所克隆的盐藻的5′上游序列可能是一种具有"开关"活性的可控性启动子。     

杜氏盐藻rbcS启动子的克隆和功能分析

为提高转基因盐藻的表达效率,利用基因组步行方法和巢式PCR,从盐藻中克隆了1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）的小亚基基因rbcS 的5'上游调控序列,并对其进行序列分析和转基因功能分析。采用Dra I、EcoR V、Pvu II和Stu I四种平端限制内切酶分别酶切盐藻基因组DNA,并与接头连接,构建基因组步行文库GWL 1、GWL 2、GWL 3和GWL 4;设计特异引物从这四种文库中扩增rbcS基因的5'上游调控序列。在GWL 1、GWL 4中分别扩增出约1.2 kb的片段。对该序列的分析表明,它的3'端与已知盐藻rbcS cDNA 的5'端序列完全一致,说明是该基因的5'端上游区,并且包含多个与转录调控有关的保守序列（如TATA-box、CAAT-box）,富含GT的重复序列。此序列EcoR I下游的片段与除草剂抗性基因bar相融合,构建表达载体,电击法转化盐藻。通过对转化藻株的抗性筛选以及PCR和Southern blot检测,表明该区域能驱动外源基因bar在转基因盐藻中的表达,推断是盐藻rbcS基因的启动子调控区。     

SOEing 法构建EGFP真核表达载体及其在杜氏盐藻中的表达

通过重叠区扩增基因拼接法（Gene splicing by overlap extension,SOEing）构建含有杜氏盐藻（Dunaliella salina）硝酸盐还原酶（NR）基因5′-上游序列（Pnr）and 3′-端序列（Tnr）的EGFP真核表达载体,并将其转化杜氏盐藻。利用改进的SOEing法,将杜氏盐藻NR基因Pnr与报告基因EGFP cDNA融合,并与pEGM-7zf克隆载体连接,顺序将盐藻NR基因Tnr序列与融合片段相连,构建含Pnr-EGFP-Tnr表达盒的盐藻真核表达载体p7NET。电击法转化杜氏盐藻,在盐藻转化株中观察到了EGFP的瞬时表达。此研究为转基因杜氏盐藻研究和成功建立杜氏盐藻生物反应器奠定了实验基础。     

香蕉果实特异性ACC合酶基因启动子区的克隆及其功能初探

根据本实验室所获得的香蕉果实特异性ACC合酶cDNA序列,以改进的接头连接PCR方法通过两次步行从香蕉基因组中分别扩增并克隆了其基因5′旁侧区近端1.2kb和远端1.6kb的片段。通过拼接,构建出含有2505bp启动子区和转录起始位点下游86bp的共2591bp的基因5′旁侧区片段;其启发性动子区中34至28为推测的TATA盒序列,158至146为推测的CCAAT盒,与其它植物基因启动子结构相类似。将2.5kb启动子片段与β-葡糖苷酸酶(GUS)基因编码序列融合,用基因枪法将构建的嵌合基因转入香蕉叶、根和果实的细胞后,只在果实细胞中观察到报告基因的瞬时表达,从功能上证明了此25kb的启动子片段具有指导报告基因在香蕉果实中特异性表达的作用。同时构建5个含不同5′端缺失启动子与GUS融合基因的表达载体。瞬时表达结果表明可能负责果实特异性表达的调控区存在于转录起始位点至-1111的启动子区中,而在-1111至-608区间可能存在一个正控制区。     

拟南芥生长素受体基因TIR1启动子的初步分析

以野生型拟南芥（Arabidopsis Columbia）基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到拟南芥生长素受体基因T1R1启动子的5个不同长度的系列缺失片段,将这些片断分别克隆到PGM—T载体上。序列分析表明,该启动子系列缺失片段的大小分别为2008bp、1524bp、939bp、532bp和321bp。与已报道的序列完全相同。将不同长度的启动子克隆片断分别与GUS基因融合,构建成表达载体后,在烟草叶片中作遗传转化。分析结果显示：不同长度的启动子片段已整合到烟草基因组中并有GUS酶活性存在,且不同长度启动子片段的表达活性有较明显差异。     

玉米逆境诱导型启动子克隆及其植物表达载体构建

设计特异引物,利用PCR方法从玉米(Zea mays)基因组DNA中克隆低温和盐相应蛋白(low temperature andsalt responsive protein,LS)基因上游1 735 bp,命名为Lsp。利用在线启动子预测工具PlantCARE分析表明,序列中含有TATA-box和CAAT-box等核心元件,还包含各种胁迫响应元件。以植物表达载体pCAMBIA1301为基础,将克隆得到的启动子片段与GUS报告基因融合构建了重组表达载体pCAM-Lsp,并用反复冻融法将其导入农杆菌EHA105,通过农杆菌介导法转化烟草,GUS组织化学染色显示出Lsp驱动GUS基因表达。结果表明,该Lsp启动子片段具备一定的启动活性,为探明玉米逆境胁迫启动子表达调控序列及其调控机制的研究奠定基础。     

番木瓜proteinase omega基因启动子的克隆及功能初步研究

采用PCR技术从番木瓜基因组中克隆了proteinase omega基因的部分序列及其5′侧翼序列。序列分析表明,克隆到的基因序列与GenBank中的序列同源性为96%,长1039bp的5′端侧翼序列在GenBank数据库中没有同源片段。预测5′端侧翼序列有两处基础启动子区域,转录起始位点(TSS)分别为是A,T。在基础启动子区域都存在TATA-box,上游发现多处CAAT-box,G-box,I-box等顺式作用元件和AT富含区。构建了植物表达载体并用基因枪轰击番木瓜的叶组织,GUS基因瞬间表达结果表明,该长1039bp的5′端侧翼序列具有驱动GUS基因在乳管中表达的功能。该启动子的发现对进一步研究启动子的功能和开发番木瓜作为生物反应器具有重要意义。     

杜氏盐藻异养表达载体的构建及异养转化株的鉴定

分别构建杜氏盐藻诱导型和组成型异养表达载体,筛选并初步鉴定异养转化藻株。通过RT-PCR从人胎盘组织中克隆并鉴定人红细胞葡萄糖转运基因(Glut1),构建以诱导型双拷贝碳酸酐酶启动子(DCA)驱动Glut1表达的中间载体,然后与筛选标记Bar盒连接形成盐藻诱导型异养表达载体pMDDGN-Bar。此外,将pU?GUS(简称G5)质粒的GUS基因去除,回收大片段载体后与Glut1基因连接,构建以组成型启动子ubiquitin驱动的组成型异养表达载体G5Glut1-Bar。通过电击转化法转化盐藻,使Glut1得到表达,筛选具有草丁膦(PPT)抗性的表达Glut1的盐藻转化株。提取转化株总RNA,RT-PCR检测目的基因的整合。克隆获得了1479bp的Glut1序列,编码493个氨基酸。电泳检测各酶切结果表明Glut1、DCA、Nos和Bar盒已依次连接到相应的载体上,说明异养表达载体构建成功。经PPT筛选数周后,转化藻株生长良好,而对照野生藻株全部死亡。电泳检测RT-PCR产物表明两株转化株在相应位置(约250bp处)出现了较为特异的扩增条带,Blast同源性分析显示序列与人Glut1基因的同源性为100%。诱导型...     

拟南芥生长素受体基因TIR1启动子的克隆及序列分析

以野生型拟南芥 (Arabidopsis Columbia)基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到拟南芥生长素受体基因TIR1启动子2008片段,将该片断克隆到PGM-T载体上.序列分析表明,该启动子大小为2008bp,RNA聚合酶识别序列TATA-box,TIR1特异表达和增强序列CAAT-box皆完整,与已报道的序列比较仅有3个核苷酸发生改变,同源性为99.85%.将该启动子与GUS基因融合,构建成表达载体后,在拟南芥和烟草叶片中做瞬时表达,结果分析显示:拟南芥和烟草叶片中均有GUS 酶活性存在.     

雨生红球藻基因组文库的构建及鉴定

本研究以雨生红球藻34-1n为材料,提取其基因组DNA,利用限制性内切酶Sau3AⅠ对基因组DNA进行酶解,回收6~8kb的基因组DNA片段,并浓缩至200ng/μL。该片段与经BamH Ⅰ酶切和去磷酸化处理后的pUC18载体连接,然后电击转化到受体菌Escherichia.coli DH5α中,获得雨生红球藻34-1n的基因组文库。该文库的平均插入片段长度约为6.5kb,获得6×105个克隆数。通过PCR筛选,由雨生红球藻基因组文库中获得含bkt1序列的单克隆菌,与β-胡萝卜素氧化酶序列(GenBank:DQ086233.1)进行比对,结果表明bkt1基因组序列含有6个外显子。本研究为进一步鉴定雨生红球藻相关基因提供了一个文库平台。     

玉米AGPase基因启动子的克隆及鉴定

以玉米基因组DNA为模板,通过PCR技术扩增得到了腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶AGPase基因编码区上游1912 bp的启动子(AGPasep)序列.该序列包含TATA-box,CAAT-box等一些高等植物特有的启动子基本核心序列,推断其为一种新的启动子.为了验证该序列是否具有启动子功能,构建了含有此序列的植物表达载体pCAM-AGPasep,通过农杆菌介导法转化玉米愈伤组织进行瞬时表达.GUS染色结果表明,该序列可以驱动GUS基因的表达,具有启动子功能.     

水稻幼苗特异应答H2O2的miRNA169b启动子表达载体的构建

目的:研究microRNA169b(miRNA169b)启动子不同长度片段的活性及自身调控。方法:用生物信息学方法分析水稻中miRNA169b前体上游1500 bp序列,并从水稻幼苗基因组DNA中扩增miRNA169b前体上游500、1000和1500 bp启动子片段,分别将3个片段克隆至萤光素酶报告基因载体p5XGal4-LUC上。结果:构建了miRNA169b启动子重组载体,序列分析表明与预期结果一致。结论:miRNA169b启动子调控的萤光素酶报告基因表达载体的构建,为研究水稻中miRNA基因自身的转录奠定了基础。     

含G0S2基因启动子的荧光素酶报告基因载体的构建

目的:克隆人G0S2基因启动子并构建荧光素酶报告基因载体,为进一步研究G0S2基因转录调控提供质粒。方法:利用PCR技术从人胚肾293A细胞基因组DNA中克隆获得G0S2基因启动子的DNA片段,将其克隆至pGL3-basic表达载体中,并转化人大肠杆菌DH5α,经限制性内切酶酶切、PCR及测序鉴定得到确认;将重组载体质粒与半乳糖苷酶表达质粒psV-β-Galactosidase共转染至大鼠血管平滑肌细胞(VSMC),检测细胞中荧光素酶的活性。结果:pGL3-G0S2-Promoter重组质粒插入片段和相邻序列正确,克隆的G0S2基因片段有启动子活性(P0.05)。结论:成功构建了pGL3-G0S2-Promoter报告基因质粒,为进一步研究G0S2基因的表达奠定了基础。     

斑马鱼心肌特异性启动子的克隆及其功能鉴定*

目的:探讨心室肌球蛋白重链(vmhc)基因启动子的心肌组织特异性.方法:利用PCR技术从斑马鱼基因组中克隆了vmhc编码区5’上游大小为1952bp的调控区域,应用酶切连接方法将vmhc启动子插入pGEFP-N1质粒,成功构建pEGFP-vmhc重组载体.再应用高保真DNA聚合酶PCR扩增包含vmhc启动子序列,增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因序列及3'UTR序列的基因片段,经过纯化后通过显微注射将vmhc-EGFP基因片段导入斑马鱼受精卵中.结果:注射后的斑马鱼心脏中出现绿色荧光,而其他部位无荧光出现.结论:vmhc启动子能够正确有效地驱动外源基因在斑马鱼心脏中特异表达,适合应用于心血管疾病的基因功能研究,基因靶向治疗等.     

拟南芥生长素受体基因TIRl启动子的克隆及序列分析

以野生型拟南芥（Arabidopsis Columbia）基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到拟南芥生长素受体基因TIRI启动子2008片段,将该片断克隆到PGM-T载体上。序列分析表明,该启动子大小为2008bp,RNA聚合酶识别序列TATA-box,TIR1特异表达和增强序列CAAT-box皆完整,与已报道的序列比较仅有3个核苷酸发生改变,同源性为99．85％。将该启动子与GUS基因融合,构建成表达载体后,在拟南芥和烟草叶片中做瞬时表达,结果分析显示：拟南芥和烟草叶片中均有GUS酶活性存在。     

海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)细胞壁转化酶基因启动子(EhcwINVP)的克隆及活性分析

以海州香薷基因组DNA为模板,通过hiTAIL-PCR和walking技术扩增得到其细胞壁转化酶基因启动子(Ehcw INVP)片段,长度为1727 bp。生物信息学分析结果表明,该启动子片段中含有多个对脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素以及对干旱、低温、重金属铜等逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。将通过克隆得到的Ehcw INVP序列替换p CAMBIA1301载体上驱动GUS报告基因表达的Ca MV35S启动子序列,构建Ehcw INVP融合GUS的植物表达载体Ehcw INVP::GUS。转基因拟南芥植株的组织化学分析结果表明,海州香薷细胞壁转化酶基因启动子序列具有驱动GUS基因表达的功能,且在10μmol/L铜胁迫下,转基因拟南芥植株叶和根中的GUS活性分别约是对照组的1.7倍和1.5倍。     

香菇顺式调控元件的克隆及其序列分析*

应用顺式调控元件探测载体G221构建了一个香菇Lentinula edodes基因组文库。G221为大肠杆菌-酿酒酵母穿梭载体,含有一个由酵母Cyc1基因基本启动子控制的lacZ标记基因,能以转录增强活性筛选香菇DNA片段。用这个基因组文库转化酵母菌,获得了一批lacZ阳性转化子。对其中表达较强的阳性转化子进行质粒抽提和双酶切鉴定,筛选到50个香菇顺式调控元件DNA片段。对其中部分片段进行了测序,并对其中一个序列进行了序列分析,鉴别了该序列上的几个与转录相关的特征序列。该研究也探讨了利用酵母表达系统克隆香菇顺式调控元件的可行性。     

水葫芦EcGS1b基因启动子的克隆及表达分析

利用染色体步移技术从水葫芦基因组DNA中扩增得到谷氨酰胺合成酶EcGS1b基因5'端上游约1.7 kb的一段序列,经PlantCARE序列分析表明,该序列中除了包括TATA-box和CAAT-box等基本元件外,还含有TATC-box、HSE、LTR和多种光反应相关的元件,初步推测其为EcGS1b基因启动子,命名为pEcGS1b。进一步通过PCR扩增了4个5'缺失的pEcGS1b片段,命名为p1200、p900、p600、p400。以pBI121为基础,构建了4个以GUS为报告基因的植物表达载体,命名为p1200::GUS、p900::GUS、p600::GUS、p400::GUS。利用农杆菌介导的叶盘法将4个植物表达载体转化烟草叶片,进行瞬时表达。结果表明4个缺失片段均具有启动功能,但弱于组成型表达的花椰菜花叶病毒(CaMV) 35S启动子,其中p1200的启动活性最强。     

RTS启动子与GUS的嵌合基因在转基因水稻花药中的专一性表达

通过PCR扩增 ,从籼稻品种IR36中克隆了RTS启动子的DNA片段 ;序列分析表明 ,所克隆的DNA片段含 12 5 7个核苷酸 ,与Lee等 (1996 )报告的序列比较 ,核苷酸同源性为 97.1% ;将 - 12 2 8～ 2 5的RTS启动子区段与GUS编码区组成的嵌合基因插入双元载体的T DNA中 ,经根癌农杆菌介导转化 ,得到转基因水稻植株。GUS活力检测表明 ,此嵌合基因不仅能在花药绒毡层 ,而且还在花药表皮细胞、药室内壁以及花粉中表达 ,而 - 783～ 2 5的 5’上游区与GUS编码区组成的嵌合基因则未在转基因水稻的花药中检测到其表达。     

香菇顺式调控元件的克隆及其序列分析

应用顺式调控元件探测载体G221构建了一个香茹Lentinula edodes基因组文库。G221为大肠杆菌-酿酒酵母穿梭载体,含有一个由酵母Cycl基因基本启动子控制的lacZ标记基因,能以转录增强活性筛选香茹DNA片段。用这个基因组文库转化酵母菌,获得了一批lacZ阳性转化子。对其中表达较强的阳性转化子进行质粒抽提和双酶切鉴定,筛选到50个香茹顺式调控元件DNA片段。对其中部分片段进行了测序,并对其中一个序列进行了序列分析,鉴别了该序列上的几个与转录相关的特征序列。该研究也探讨了利用酵母表达系统克隆香茹顺式调控元件的可行性。