水稻 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基 I 基因的启动子分析

水稻（Oryce sativa L．）基因组中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基（ADP-Glucose pyrophosphorylase small subunit,OsAgpS）由两个基因编码,即OsAgpSl和OsAgpS2。其中OsAgpSl基因产生两个转录本OsAgpSla和OsAgpSlb,区别在第一个外显子的位置不同。通过RT—PCR方法分析了两个转录本在水稻组织和胚乳不同发育时期的表达特性;同时通过报告基因GUS检测了两个转录本上游转录调节区DNA片段的转录启动特性。结果表明,两个启动子与其下游转录本的表达模式完全一致,即OsAgpSla转录本和OsAgpSla上游启动子控制的GUS基因主要在胚乳中高水平表达,在叶片中有很低水平的表达;而OsAgpSlb转录本和OsAgpSlb上游启动子控制的GUS基因主要在叶片和胚乳发育早期低水平表达。这说明OsAgpSl基因产生的两个转录本是由不同的启动子控制转录的,OsAgpSla上游启动子可以作为胚乳表达用启动子。     

水稻ADP—葡萄糖焦磷酸化酶的cDNA基因克隆和结构分析

用ＰＣＲ技术从我国水稻品种“中花１０ 号”（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ ｖａｒ． ｊａｐｏｎｉｃａ ｃｖ． Ｚｈｏｎｇｈｕａ １０）的未成熟种子中克隆到ＡＤＰ－葡萄糖焦磷酸化酶基因,进行了全序列分析,并与国外已报道的同类基因进行了核苷酸及推导氨基酸序列的同源性比较。结果表明,作者克隆的ＡＤＰ－葡萄糖焦磷酸化酶基因全长１４６１ ｂｐ,编码１个由４８３ 个氨基酸组成的多肽,与国外基因的核苷酸和推导氨基酸同源率分别为９９．６％ 和９９．７％ 。此外,还对该基因进行了结构及进化分析。     

小麦腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶同工酶类型及时空表达分析

以9个小麦品种为材料,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)鉴定ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)同工酶类型、表达数量及亚基组成,分析AGP同工酶空间分布特点和器官表达特异性。结果表明:(1)小麦植株中共表达6种AGP同工酶,即AGPp、AGPs、AGPe1、AGPe2、AGPe3和AGPe4。(2)AGPp分布在种皮中,AGPs分布在种皮与叶片中,而AGPe1、AGPe2、AGPe3和AGPe4专一在胚乳中表达;在小麦籽粒灌浆过程中,AGPe1首先表达,AGPe2和AGPe3紧随其后,AGPe4最后表达。(3)AGP各同工酶均由大、小2个亚基组成,小亚基分子量为50kD左右,大亚基分子量在51~54kD之间。(4)AGP同工酶空间分布具有器官特异性,并在籽粒发育进程中顺序表达;AGPe3、AGPe1和AGPe2是占主导地位的AGP同工酶,且可能是决定AGP总酶活性的主效应酶,在灌浆后期籽粒淀粉合成中起关键作用。     

铁皮石斛尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因的克隆与分析

目的:研究尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)在铁皮石斛不同组织中的表达情况,探讨其与石斛多糖累积的关系。方法:根据铁皮石斛原球茎转录组数据中的DoUGPase1序列设计引物,并利用RACE技术克隆该基因;用生信分析软件预测其蛋白结构,并进行系统发育分析;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术研究该基因在铁皮石斛不同年份,不同组织中的表达。结果:通过RACE技术得到1个3054 bp基因,命名为DoUGPase1,其ORF长1530 bp,编码510个氨基酸残基,与油棕(Elaeis guineensis)和波斯枣(Phoenix dactylifera)有一定的同源性,且DoUGPase1在3年生的植株中相对表达量整体较高(P0.05)。结论:我们预测在铁皮石斛的生长发育过程中DoUGPase1基因与多糖累积的活跃程度成正比例。     

西瓜wml1 5＇端启动子区域对番茄的遗传转化及其转录调控功能研究

根据wml1 5‘端启动子区域内部的限制性酶切位点,分离得到长度分别为1573bp、1197bp、896bp、795bp的片段,并与GUS基因融合构成转录融合体。用农杆菌介导法将这些片段转入番茄中,对转基因植株进行GUS活性分析,发现1573bp、1197bp、896bp的片段都能诱导GUS在授粉后15天、30天、45天的番茄果实中表达,且表达强度随果实发育而增强,而在叶片、茎、根中未检测到GUS基因表达。而795bp的片段转化的植株中则未检测到GUS基因表达。推定857bp至957bp之间的序列中包含了启动子行使正常功能必需的元件。     

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶

介绍了尿苷二磷酸葡萄糠噍磷酸化酶定位、酶学特征及其的克隆、儿调控的研究近况。     

无机焦磷酸化酶基因转化甘蔗的遗传研究

甘蔗是我国最为重要的糖料作物,也是一种重要的能源作物,提高甘蔗的含糖量是甘蔗育种的主要目标.通过农杆菌介导法将无机焦磷酸化酶(PPase)基因导入甘蔗,以期获得提高蔗糖含量的转基因植株.经过PPT抗性筛选获得72株抗性植株,并对其进行PPase基因和bar筛选标记基因的双重PCR检测,其中有13株都呈阳性.结果初步证明无机焦磷酸化酶基因已整合到甘蔗的基因组中.     

卷叶贝母法尼基焦磷酸合酶基因的克隆及表达分析

为了探究卷叶贝母(Fritillaria cirrhosa)法尼基焦磷酸合酶基因(FcFPPS)是否参与甾类生物碱合成、萜类合成等代谢过程,该研究基于转录组测序结果,通过PCR技术克隆卷叶贝母FPPS基因(FcFPPS)开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过qRT-PCR检测FcFPPS基因在野生鳞茎和再生鳞茎(通过激素组合刺激获得的组织培养物)中的表达情况,以及利用煎煮法测定野生鳞茎和再生鳞茎的总生物碱含量。结果表明:获得了1 059bp的FcFPPS ORF片段,编码352个氨基酸,并与NCBI上公布的麝香百合、虎眼万年青、春兰等植物FPPS蛋白的相似性在85%以上;对FcFPPS蛋白的二级、三级结构预测发现FcFPPS蛋白主要由α螺旋构成;qRT-PCR与总生物碱含量测定结果显示FcFPPS基因的表达水平与总生物碱含量的变化趋势一致,都是再生鳞茎高于野生鳞茎。FcFPPS蛋白质特征区及同源性等生物信息学分析结合qRT-PCR的测定结果证明FcFPPS可能是一个有生物学功能的蛋白质,这为后续利用基因工程手段提高卷叶贝母中生物碱含量奠定了理论基础。     

水稻几丁质酶基因RCH8创伤导转录及启动子功能分析

高等植物几丁质酶基因受病害侵染、真菌激发子、乙烯、机械创伤等诱导转录。我们已经测定过水稻Ⅰ类几丁质酶基因ＲＣＨ８的ＤＮＡ序列。为了研究水稻中与防卫反应有关的几丁质酶基因启动子的活怀、功能和表达调控。我们以ＲＣＨ８几丁质酶基因保守的编码区序烈 探讨针,分别在创伤处理２－２４ｈ后提取水稻叶片的总ＲＮＡ作Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交,发现创伤处理６ｈ可以检测到几丁质酶基因的表达,１２ｈ表达水平最高。合成了一个与     

番茄GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶cDNA的克隆、表达及定位

GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶催化GDP-D-甘露糖的合成,是植物抗坏血酸生物合成途径中上游的关键酶。以马铃薯GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶cDNA序列为信息探针,在GenBank dbEST数据库中找到65条高度同源的番茄EST序列,通过序列拼接及RACE-PCR得到了番茄该基因的全长cDNA序列,命名为LeGMP。LeGMP与马铃薯GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶cDNA序列一致率为96％,推导的氨基酸序列与马铃薯、烟草、紫苜蓿、拟南芥的GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因的一致率分别为99％、97％、91％、89％。经Northern杂交分析,LeGMP在番茄根、茎、叶、花、果实中都有表达,但表达水平有差异。利用75个番茄远缘杂交重组系（IL系）将LeGMP定位在番茄第3染色体上的D区段（3-D）。     

水稻组蛋白脱乙酰化酶基因HDA705启动子的克隆与表达特性分析

为探讨水稻(Oryza sativa)组蛋白脱乙酰化酶基因HDA705的功能和表达特性,根据NCBI上登录的水稻HDA705基因(GenBank登录号:AK111861)的序列,克隆了5′端2 kb的启动子片段proHDA705,并构建了proHDA705:GUS表达载体。通过农杆菌介导法转化水稻,并获得了转基因株系。GUS检测结果表明,proHDA705仅在水稻的根、茎、叶及部分颖壳的表皮毛等器官中表达,而在花器官中不表达,这表明HDA705具有组织表达特异性。     

灰绿藜液泡膜焦磷酸酶基因的克隆及表达分析

采用同源克隆的方法,获得盐生植物灰绿藜的液泡膜焦磷酸酶基因(VP1)全长cDNA,命名为CgVP1。生物信息学预测分析表明,CgVP1基因包含一个2 292bp的开放阅读框,编码763个氨基酸。CgVP1不仅具有与植物液泡膜焦磷酸酶共有的氨基酸序列DVGADLVGKVE,而且CgVP1与其它植物的VP1相似性达86%。跨膜结构域预测显示,CgVP1氨基酸序列含有12个跨膜螺旋区,可能定位于细胞膜系统上。RT-PCR检测表明,200mmol/L NaCl条件下萌发生长的灰绿藜,再进行800mmol/L NaCl胁迫处理24h后,CgVP1基因表达显著增强。不同浓度KCl、CaCl2、MgCl2分别处理24h,KCl和MgCl2浓度增高,CgVP1基因表达下降,CaCl2则不影响CgVP1基因表达。研究结果表明,灰绿藜CgVP1基因表达对不同种类盐胁迫响应不同,NaCl胁迫可以上调CgVP1基因表达。该研究结果有助于阐明盐胁迫对盐生植物灰绿藜CgVP1基因表达的调控作用。     

水稻 Rubisco 小亚基启动子的克隆及光诱导表达载体的构建

高效特异表达的启动子往往是转基因研究的关键因素。Rubisco小亚基启动子具有光诱导性、组织特异性和高表达的特性,可利用该启动子为转基因研究服务。本文以水稻(Oryza sativa)中花11叶片为材料,根据GenBank所报道的水稻Rubisco小亚基启动子序列,设计特异引物从水稻基因组DNA中扩增得到长度约1600bp的DNA片段,将该片段连接至T载体pMD18-TSimple,测序结果表明该片段序列与GenBank报道序列一致为100%。Plant CARE序列分析表明,该启动子具有12个与光诱导表达相关的元件。为构建光诱导表达载体,将该启动子和植物表达载体pCactF分别以KpnⅠ和XbaⅠ酶切后连接。光诱导表达载体的构建为进一步研究基因功能及利用光诱导表达载体改良作物品质奠定基础。     

水稻rbcS启动子控制的外源基因在转基因水稻中的特异性表达

为将不同启动子用于转基因水稻的研究,从武运粳8号水稻中克隆了Rubisco小亚基基因(rbcS)的5'上游调控区,构建了由rbcS启动子引导的GUS融合基因,并经农杆菌介导导入到水稻中.对转基因水稻植株中GUS活性的定性与定量测定结果表明,rbcS启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株叶片和叶鞘内的叶肉细胞中特异性高效表达,而在茎、根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出明显的组织与细胞特异性.结果还表明,光诱导处理可明显提高rbcS启动子启动的外源基因的表达量.     

绞股蓝法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及其序列分析

目的:克隆并分析绞股蓝法呢基焦磷酸合酶(FPS)基因的全长序列。方法:参照罗汉果法呢基焦磷酸合酶基因,设计扩增绞股蓝FPS基因的3′RACE引物,采用3'RACE和5'RACE法克隆绞股蓝FPS基因全长cDNA。结果:获得绞股蓝FPS基因全长cDNA序列共1288个核苷酸,包含一个1026核苷酸的开放读框,编码342个氨基酸残基,推断该蛋白的相对分子质量为3.94×104。NCBI Blast结果显示绞股蓝FPS基因编码蛋白的氨基酸序列与已知的植物FPS氨基酸序列的同源性为91%~74%,核酸序列的同源性为88%~78%。结论:克隆了绞股蓝FPS基因全长cDNA序列,为进一步研究绞股蓝FPS基因的表达及三萜皂苷合成通路关键酶分子的进化奠定了基础。     

玉米直链淀粉生物合成多基因转化载体构建

淀粉分支酶基因sbe是影响玉米直链淀粉含量的主要因素,淀粉分支酶分为3种即sbeI、sbeIIa和sbeIIb,其中sbeIIb对直链淀粉含量影响效应最大,抑制玉米淀粉分支酶sbeIIb基因的表达可减少支链淀粉的含量,从而达到提高直链淀粉的目的;ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)是直链淀粉合成的关键酶,通过提高AGP表达量同样可提高玉米直链淀粉含量。以此为目的分别克隆了sbeIIb一段375bp高度保守区,玉米SBE基因一段175bp内含子,AGP完整开放阅读框,大麦胚乳特异启动子和ADPG基因终止子。构建了sbeIIb基因正、反义的hpRNA发夹结构,将该发夹结构与上述基因分别连接到pCAM-BIA3301上;构建得到包含sbeIIb基因干扰结构与AGP基因过表达的pCAMB-RSA多基因胚乳特异表达载体。为此,pCAMB-RSA载体的成功构建将为高直链淀粉玉米的培育奠定基础。     

玉米钼辅助因子硫酸化酶基因启动子的克隆与功能验证

为克服组成型启动子启动外源基因过量表达引起的诸多问题,同源克隆(Mo-molybdopterin cofactor sulfurase)基因（ABA3）的启动子(ABA3s)序列,并用PlantCARE软件分析其非生物逆境应答元件, 实时定量PCR检测ABA3基因在非生物逆境诱导下的差异表达后。然后,用该启动子构建启动GUS（β-glucuronidase）基因的表达载体, 基因枪法转化玉米愈伤组织。经组织化学染色法检测其表达后, 在高渗、高盐、低温胁迫处理及ABA诱导下检测GUS酶荧光值与荧光素酶(内参)发光值的比值(GUS/LUC), 以此评价ABA3s启动子在非生物逆境胁迫下的启动活性。结果表明, ABA3基因在模拟干旱、低温、高温、高盐胁迫及ABA、乙稀诱导下差异表达, 说明该基因的启动子(ABA3s)具有非生物逆境诱导活性。序列分析表明, ABA3s启动子全长777 bp, 含有ARE、HSE、MBS、TGA、Circadian等多种非生物逆境胁迫应答元件。用ABA3s启动GUS基因构建的表达载体转化的玉米愈伤组织, 响应干旱、低温、高温、高盐胁迫等多种非生物逆境胁迫, 及ABA和乙稀诱导, GUS检测呈阳性。在8%甘露醇高渗条件下, GUS/LUC比值比空白对照高6倍。上述结果表明, ABA3s启动子具有非生物逆境诱导特性, 经进一步验证其功能后, 可用于玉米抗逆转基因研究。     

外源糖对水稻Ugp1基因表达调控研究

植物尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）是蔗糖合成与降解途径的关键酶。本研究采用水稻叶片离体培养方法,结合Northern杂交技术,研究了外源糖对水稻Ugp1基因表达的影响。研究结果表明,蔗糖、葡萄糖、果糖、光照均能上调水稻Ugp1基因的表达,同时这种上调表达依赖于己糖激酶;果糖能上调水稻成熟叶片中Ugp1基因的表达,但并不影响苗期叶片中Ugp1基因的表达,具组织特异性;葡萄糖和果糖协同作用对Ugp1基因的诱导表达强于蔗糖,这种诱导除依赖于己糖激酶外,还存在其它未知的调控途径。水稻中存在UGPase的多种异构体,蔗糖及光照可诱导水稻Ugp1基因的上调表达,但对水稻UGPase的多种异构体形式并无影响。研究结果将有助于深入了解水稻Ugp1基因与糖信号途径互作调控网络。