四环素诱导组织特异性表达系统的构建

如果获得一种可以特异调控基因表达的系统。对于研究某一基因在各个不同发育时期的功能会有很大的帮助。为了控制外源基因在特定的时间和组织内在转基因植物中表达。将四环素诱导元件和花药绒毡层特异表达启动子TA29结合。构建了一个新的系统。通过基因枪将该系统转入烟煤草（Nicotiana tabacumL.cv.Wisconsin38)组织,GUS瞬时表达结果表明,四环素诱导前,没有任何烟草组织染上蓝色,表明该系统不表达;而四环素诱导仅30min后,花药就染上明显蓝色,而且集中在花药绒毡层,其对照子房在四环素诱导前和诱导后均未染蓝色。这些结果表明。该系统既是四环素诱导又是花药绒毡层特异表达的。     

iaaL基因在烟草绒毡层中的特异表达对花粉胚胎发生的影响

来源于丁香假单孢杆菌的吲哚乙酰胺赖氨酸酯合成酶(indoleacetic acid-ly-sine synthetase)基因(iaaL)与来自烟草的在花药绒毡层特异表达(tapetal-specific)的启动子TA29融合后导入烟草,在转基因烟草中研究了这种嵌合基因的表达特性,并测定了各器官内源生长素水平.结果表明:TA29启动子只能启动iaaL基因在转基因植株的花药中特异表达,并导致转基因植株花药内源IAA含量的下降,但在完整植株上并没有对花药的正常发育造成明显的影响.当转基因植株的花药在不附加任何激素的改良Nistch H(NH)培养基上培养时,花粉胚胎发生频率下降至11%(对照在50%以上);当在NH培养基上补加0.2mg/L IAA时,转基因植株的花粉胚胎发生频率恢复到与对照相当(达55.7%),由此说明花药绒毡层细胞中IAA的代谢对花药培养中花粉胚的发育具有重要的意义.     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子(Lat52)和绒毡层特异表达的启动子(TA29)引导外源生长素合成代谢基因(iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29-iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素过量表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明:Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸一洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

拟南芥花药绒毡层细胞中具有基因簇特征的基因进化和功能分析

在植物基因组中,除了同源基因成簇现象外,近年来还发现一些具有共表达特性的异源基因也能够以基因簇形式存在,但这些异源基因簇的进化和生物学功能尚不清楚。花药发育和花粉形成是植物进化出的特有的生殖生物学过程,同时产生了一些在花药绒毡层中特异表达和特定功能的基因簇基因。该研究通过筛选和分析花药绒毡层中基因簇基因的分子特性、表达调控、基因年龄和基因重复进化等信息,探讨花药基因簇基因与植物开花功能进化之间的关系。结果表明,在拟南芥(Arabidopsisthaliana)中共筛选到84个(13个基因簇)花药绒毡层特异高表达的基因簇基因,它们主要产生于串联重复事件,76%的基因出现在开花植物分化后的阶段,主要参与生殖发育、花粉鞘组成和脂代谢等生物学过程。研究初步解析了拟南芥花药绒毡层中基因簇基因的基本特征、生物学功能和基因进化机制,为深入揭示植物基因簇基因的遗传学功能奠定了基础。     

iaaM基因在烟草花粉中的表达及其在花粉发育中的作用

试验利用花粉特异表达的启动子（Lat52)和绒毡层特异表达的启动子（TA29）引导外源生长素合成代谢基因（iaaM)在烟草花粉中表达以研究生长素在花粉发育中的作用。转Lat52-iaaM基因或转TA29－iaaM基因烟草在形态上表现出变异,如从茎上形成不定根,叶呈卷曲状等典型的生长素表达的性状。另外,与对照相比,转基因烟草花药中IAA水平显著增加,且植株矮化,开花期推迟,有的转基因烟草未能开花。上述现象表明：Lat52和TA29启动子的表达并不仅限于花粉或绒毡层,或者说这两个启动子的表达有些泄漏。转基因烟草的花药形状有较大的变异,早期的每个花药中花粉数明显减少,但这些花粉可被醋酸－洋红染色。所有能开花的转基因烟草均可收到种子,但收自某些转基因株系的种子不能萌发。所有这些结果表明生长素在花粉发育过程中起重要作用,过量的生长素会导致花粉发育的异常。     

拟南芥花药绒毡层细胞中具有基因簇特征的基因进化和功能分析

在植物基因组中, 除了同源基因成簇现象外, 近年来还发现一些具有共表达特性的异源基因也能够以基因簇形式存在, 但这些异源基因簇的进化和生物学功能尚不清楚。花药发育和花粉形成是植物进化出的特有的生殖生物学过程, 同时产生了一些在花药绒毡层中特异表达和特定功能的基因簇基因。该研究通过筛选和分析花药绒毡层中基因簇基因的分子特性、表达调控、基因年龄和基因重复进化等信息, 探讨花药基因簇基因与植物开花功能进化之间的关系。结果表明, 在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中共筛选到84个(13个基因簇)花药绒毡层特异高表达的基因簇基因, 它们主要产生于串联重复事件, 76%的基因出现在开花植物分化后的阶段, 主要参与生殖发育、花粉鞘组成和脂代谢等生物学过程。研究初步解析了拟南芥花药绒毡层中基因簇基因的基本特征、生物学功能和基因进化机制, 为深入揭示植物基因簇基因的遗传学功能奠定了基础。     

烟草花药特异表达基因启动子的克隆及序列分析

通过PC,R扩增,从烟草(Nicotiana tabacum cv.NC89)中克隆了花药绒毡层中特异表达基因的启动于,序列分析表明,该启动子含1303个核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为99．4％。     

植物花粉发育的分子生物学研究进展

植物花粉发育的分子生物学研究进展＊李胜国刘玉乐＃田波（中国科学院微生物研究所）一、植物花粉发育的分子生物学（一）花粉发育相关基因尽管在花粉发育过程中,涉及近万种特异表达的基因,但是迄今所发现的特异基因也不过几十种（表１,表２）。表１植物花药花粉特异基因基因来源特异性空间时间推测功能Ｌｅｃ百合花粉母细胞减数分裂似热激蛋白ｔａｐ２金鱼草绒毡层？－有丝分裂？ＴＡ１３,２９烟草绒毡层减数分裂－有丝分...     

TA29—Barnase嵌合基因导入对烟草花药绒毡层及花粉发育的影响

比较研究了烟草(Nicotiana tabacum L.)TA29-Barnase转基因不育植株和正常植株的花药绒毡层及花粉发育的全过程。研究表明,外源基因在花药中特异表达导致绒毡层细胞的提前降解,这种降解一般在减数分裂早期开始,至四分体时期完成,而正常花药绒毡层的降解发生在二细胞雄配子体初期,至花粉发育的后期方才完成。转基因植株花药绒毡层的降解在细胞结构上表现为:最初发生细胞的液泡化,然后细胞核凝聚,最后整个细胞溃解。转基因植株的花粉母细胞则在减数分裂过程中逐渐降解、退化,只有少数花粉母细胞能够顺利完成减数分裂发育成小孢子。观察结果还表明外源基因在花药中的表达是不均一的。对转基因不育和自然败育在细胞结构上的不同表现进行了讨论。     

水稻花药特异启动子Osg6B的序列及功能分析

对水稻花药特异表达基因Ｏｓｇ６启动子简称Ｏｓｇ６Ｂ的全序列进行了测定,结果表明,Ｏｓｇ６Ｂ含有１．７３ｋｂ个核苷酸,与文献报道的该启动子相差仅８个核苷酸,两者核苷酸同源性为９９．５％。将Ｏｓｇ６Ｂ同ＧＵＳ基因编码区相连,将构建成的融合基因用基因抢轰击烟草的花药和幼叶,荧光分析结果为含Ｏｓｇ６Ｂ的ＧＵＳ融合基因在大于２ｍｍ烟草花药中的表达量比对照和幼叶均高出８倍,在小于或等于２ｍｍ的花药中,则高达到     

A Brassica S locus gene promoter directs sporophytic expression in the anther tapetum of transgenic Arabidopsis

The S locus glycoprotein (SLG) gene of Brassica encodes stigmatic glycoproteins that are implicated in the pollen-stigma interaction of self-incompatibility. We have transformed the related plant Arabidopsis thaliana with a chimaeric gene consisting of the promoter region of an SLG gene fused to the reporter gene beta-glucuronidase (GUS). In transgenic plants the gene was expressed in two cell types of the flower. In stigmas, the timing and distribution of GUS activity was similar to that previously described for SLG expression in Brassica. In anthers, expression was detected at an earlier stage of flower development with GUS activity restricted to the tapetal cell layer. The novel finding of SLG-promoter activity in the anther supports the hypothesis that sporophytic control of self-incompatibility is a result of SLG-gene expression in the tapetum.     

Analysis of the Tissue-SpecificS RNase gene promoter associated with self-incompatibility in tomato (Lycopersicon peruvianum L.)

To understand the expression pattern of theS RNase gene in the floral tissues associated with self-incompatibility (SI), promoter region of S₁₁ RNase gene was serially deleted and fused GUS. Five chimeric constructs containing a deleted promoter region of the S₁₁ RNase gene were constructed, and introduced intoNicotiana tabacum using Agrobacterium-mediated transformation. Northern blot analysis revealed that the GUS gene was expressed in the style, anther, and developing pollen of all stages in each transgenic tobacco plant The developing pollen expressed the same amount of GUS mRNA in all stages in transgenic tobacco plants. In addition, histochemical analysis showed GUS gene expression in vascular bundle, endothecium, stomium, and tapetum cells during pollen development in transgenic plants. From these results, it is speculated that SI ofLycopersicon peruvianum may occur through the interaction ofS RNase expressed in both style and pollen tissues.     

Developmental regulation of an acyl carrier protein gene promoter in vegetative and reproductive tissues

The expression of an Arabidopsis acyl carrier protein (ACP) gene promoter has been examined in transgenic tobacco plants by linking it to the reporter gene -glucuronidase (GUS). Fluorometric analysis showed that the ACP gene promoter was most active in developing seeds. Expression was also high in roots, but significantly lower in young leaves and downregulated upon their maturation. Etiolated and light-grown seedlings showed the same level of GUS activity, indicating that this promoter is not tightly regulated by light. Histochemical studies revealed that expression was usually highest in apical/ meristematic zones of vegetative tissues. Young flowers (ca. 1 cm in length) showed GUS staining in nearly all cell types, however, cell-specific patterns emerged in more mature flowers. The ACP gene promoter was active in the stigma and transmitting tissue of the style, as well as in the tapetum of the anther, developing pollen, and ovules. The results provide evidence that this ACP gene is regulated in a complex manner and is responsive to the array of signals which accompany cell differentiation, and a demand for fatty acids and lipids, during organogenesis.