水稻重复序列RRD3:植物启动子及其在RNA干涉中的应用

RRD3是通过复性动力学从水稻基因组中克隆到的一个中度重复序列,序列分析揭示其含有多个保守的启动子元件,包括4个TATA-boxes和CAAT-box,在Escherichia coli及哺乳动物表达系统中均表现出启动子活性。我们将RRD3片段插入到植物启动子捕获载体pCAMBIA1391Z中,检测RRD3片段是否在植物中也有启动子活性,转基因烟草再生植株和水稻愈伤组织均显示了gusA基因的表达,表明其在单子叶和双子叶植物中均可行使启动子功能。基于RRD3的双效启动子特性,我们设计并构建了植物通用双元RNAi载体pCRiRRD3,适于进行植物的RNA干涉实验研究。我们在植物RNAi载体pCRiRRD3的内含子(200bp)的上下游分别引入了2个多克隆位点,方便了正义及反义片段的接入。转基因烟草植株的GUS组织化学及荧光定量分析表明该载体可有效进行RNA沉默。这些研究结果表明,利用单子叶和双子叶双效活性的RRD3启动子而构建的植物RNAi载体,可同时有效地应用于大部分单子叶和双子叶植物的RNAi实验及研究。     

水稻重复序列RRD3缺失体介导gusA在水稻愈伤组织中的表达

将水稻中等重复序列RRD3及其系列缺失体克隆到植物启动子检测载体中,通过根癌土壤杆菌介导转化水稻愈伤组织,利用GUS组织化学方法检测其在水稻愈伤组织中的启动子活性。结果显示：全长RRD3、410bp及150bp缺失体具有强的启动子活性,而700bp、120bp缺失体仅有弱的启动子活性。通过与RRD3系列缺失体在哺乳动物CHO细胞中的启动子活性比较后推测：在RRD3中存在两个真核生物启动子的调控元件,一个对动物细胞的启动子起正调控,但对植物细胞中的启动子起负调控作用;另一个调控元件仅对动物细胞的启动子起负调控,而对植物细胞启动子无影响。此外在RRD3序列中至少存在一个与TATA盒相关的真核启动子核心元件,但在动物和植物细胞中的调控方式不同。     

Structural and functional characterization of a pollen-specific promoter <Emphasis Type="Italic">NTPp13</Emphasis> in tobacco

A novel 407 bp nucleotide sequence NTPp13 was isolated from tobacco (Nicotiana tabacum L.) by PCR, its structure and function were characterized. The NTPp13 sequence was highly homologous with the pollen-specific expression promoter Zm13 from maize (Zea mays L.) and contained some key motifs which controlled pollen-specific expression. The NTPp13 was fused to the β-glucuronidase (GUS) reporter gene and transferred into tobacco. Analysis of the transgenic plants revealed that this putative promoter fragment was sufficient to direct GUS expression specifically in the anther, exactly in the pollen and pollen tube, and that GUS activity reached the maximum at the stage of pollen grain began to separate. Further study showed that the expression of NTPp13 sequence at pollen was stable at the range of temperature measured. These data suggested that the NTPp13 sequence was likely the essential element of promoter region of an unknown pollen-specific gene from tobacco.     

水稻重复序列RRD3在CHO和3T3细胞中的启动子活性

RRD3是通过变性 -复性动力学从水稻基因组中克隆到的一个中度重复序列 .将 RRD3作为启动子亚克隆到氯霉素乙酰基转移酶基因为报告基因的 p CAT载体上 ,转染 5种动物细胞 .结果表明在 CHO、3T3细胞中能够启动 CAT基因的表达 .利用核酸外切酶 和 PCR构建了 RRD3的系列缺失体 ,经转染后的 CAT活性分析表明 ,该序列中存在多个与哺乳动物细胞中启动基因表达有关的调控元件 .结合 RRD3在大肠杆菌和高等植物烟草中启动报告基因表达的活性 ,对重复序列与生物进化的关系进行了讨论 .     

种子特异性启动子(napinB promoter)分离、表达载体构建及转基因植物获得

利用PCR技术从油菜Brassica napus H165基因组DNA中分离了napinB启动子。序列分析表明,扩增片段(nap300)与文献报道的napinB启动子相应区域的同源性为97%。将其与gus连接构建种子特异性表达载体,农杆菌介导转化烟草。PCR、Southern结果显示,nap300已整合到烟草基因组DNA中,获得了转基因植株。     

香蕉束顶病毒DNA组分2、3的启动子区的组织特异性分析

香蕉束顶病毒（BBTV）基因组至少由6个大小约为1.0-1.1kb的单链环状DNA组分所组成,每一个DNA组分包含编码区与非编码区。本文在前人的研究基础上进一步了解BBTV DNA组分启动子的功能。首先根据BBTV 海南分离物的全序列,通过常规PCR扩增出长为540bp的 BBTV DNA3组分启动子序列BV3.1,同时通过重叠PCR扩增出646bp的DNA2与DNA3组分非编码区拼接的重组启动子序列BV23,分别替代pBI121 35S启动子序列与gus基因进行融合,构建植物表达载体pBIBV3.1、pBIBV23。农杆菌介导转化获得的pBIBV3.1转基因烟草经GUS化学组织染色后,在其叶片的叶脉处检测到微弱的GUS活性,证实了DNA3组分的韧皮部特异表达活性;而pBIBV23转基因烟草,其叶片经GUS组织化学染色后,在叶肉、叶缘及一些叶脉上检测到弱GUS活性,这表明由BV23驱动的gus基因在烟草中类似于组成型表达,则DNA2组分转录方式可能有异于DNA3组分。     

番茄rbcS3A启动子控制的GUS融合基因在转基因水稻中的表达

为研究不同启动子用于转基因水稻,克隆了番茄Rubisco小亚基rbcS3A基因的5′上游调控区,构建了由rbcS3A启动子引导的GUS嵌合基因,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,rbcS3A启动子可驱动GUS报告基因在转基因水稻植株茎和叶组织中高效表达,而在根和种子等器官中不表达或表达活性极弱,表现出一定的组织特异性。在转基因水稻中,番茄rbcS3A启动子驱动外源基因的表达不受光诱导。     

马铃薯Sgt1基因启动子的结构及功能分析

糖苷生物碱(steroidal glycoalkaloids,SGAs)是一类存在于茄科和某些百合科植物的重要次生代谢物,与植物的抗逆性和产品品质有密切关系．茄啶半乳糖基转移酶（solanidine galactosyltransferases,SGT1）是SGAs合成代谢途径的末端关键酶之一,研究其编码基因的启动子序列对于SGAs生物合成代谢调控有重要的作用和意义．研究采用染色体步移技术(Genome walking),首次克隆到马铃薯Sgt1基因起始密码子上游2 183 bp的启动子序列,已注册到GenBank（注册号：KC759163）．构建该启动子驱动融合报告基因gfp::gus的植物双元表达载体p1304Sgt1p,转化野生型烟草获得Sgt1p::gfp::gus转基因植株,通过GUS组织化学染色分析Sgt1p::gfp::gus转基因植株中Sgt1p启动子的活性．结果表明,gus基因在转基因烟草的根、茎和叶中均表达,在叶中Sgt1p启动子的活性低于CaMV35S启动子,而在根和茎中二者基本相同;光诱导结果显示,光照处理明显增强了Sgt1p::gfp::gus转基因烟草叶片中Sgt1p启动子的活性,表明庄薯3号马铃薯 Sgt1p启动子是一种光诱导型启动子．     

种子特异性启动子（napinB promoter）分离，表达载体构建及转基因植物获得

利用PCR技术从油菜Brassica napus H165基因组DNA中分离了napinB启动子,序列分析表明,扩增片段（nap300)与文献报道的napinB启动子相应区域的同源性为97％,将其与gus连接构建种子特异性表达载体,农杆菌介导转化烟草,PCR,Southern结果显示,nap300已整合到烟草基因组DNA,获得了转基因植株。     

pib基因启动子及其诱导启动性初探

将pib基因上游5.7 kb区段取代pCAMBIA1301中gus基因上游的35S启动子构建了pib拟启动区-GUS+ 35S-hpt 基因表达载体pNAR604。经农杆菌介导转化水稻成熟胚愈伤,获得了转基因抗潮霉素愈伤和36株转基因水稻植株。 转基因抗性愈伤和转基因植株根的组织化学GUS活性检测表明,光照培养下的抗性愈伤和转基因植株根不能使X-gluc显色,而暗处理24 h后的抗性愈伤和定植后转基因植株的根能使X-gluc显色。转基因植株GUS荧光定量分析结果表明,GUS表达具有器官特异性,黑暗处理前根的GUS活性最高、茎次之,分别是是叶片的7倍和3倍,叶片中仅有痕量本底。24 h黑暗处理后根、茎、叶中GUS活性都有增加,且叶片中的增加比例最大,其活性仅次于根。5 mmol/L水杨酸和0.3 mol/L NaCl叶面喷施转基因植株24 h后叶片中GUS活性分别为处理前的2.7和3.6倍。初步确定pib拟启动区是一个诱导型启动子。黑暗、水杨酸和NaCl能诱导该启动子启动活性。     

拟南芥冷诱导型启动子CBF 3的克隆及活性检测

目的：构建冷诱导型启动子CBF3基因的植物表达载体,并将其转入烟草。方法：以拟南芥基因组DNA为模板,通过特异PCR扩增,克隆冷诱导表达启动子CBF3（C-repeat binding factor）。用CBF3启动子替换pBI121载体上的35S启动子构建新的载体pBC-GUS,通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草。结果：获得了转基因烟草,转基因烟草的GUS组织化学染色及PCR分析结果表明,在低温诱导下,CBF3启动子可增强GUS基因表达。结论：CBF3启动子可应用于植物抗冷基因工程研究。