水稻OsGSTLc启动子的分离和鉴定

半定量 RT-PCR 分析表明,OsGSTLc 在水稻根中的表达受绿磺隆的诱导.从水稻基因组中分离到的 OsGSTLc 读码框上游22171 bp 序列,在起始密码 ATG 上游-86 bp 处有 CAAT-box,但在 CAAT-box 与读码框之间没有典型的 TATA-box.因此,OsGSTLc 启动子是无 TATA 框启动子.将 OsGSTLc 启动子5′-端系列缺失后,分别与 GUS 报告基因融合,获得 GSTL2171：GUS 、GSTL 1761：GUS 、GSTL 962：GUS 和GSTL 525：GUS 表达载体,利用农杆菌介导转化水稻,获得转基因水稻,均能启动下游 GUS 报告基因的表达.氯磺隆处理后,转入 GSTL 2171：GUS 、GSTL 1761：GUS 和 GSTL 962：GUS 的水稻植株根部的 GUS活性明显增加.氯磺隆诱导的应答元件在-962~-525 bp 的范围内.     

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     

水稻OsGSTL1启动子的分离和表达分析

从水稻基因组文库中筛选得到一个水稻GST基因,命名为OsGSTL1.半定量RT-PCR分析表明OsGSTL1基因的表达不受绿磺隆、乙烯利、脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯的诱导,因此该基因可能与植物抗逆性无关.为了研究OsGSTL1启动子在植物体内的表达特性,将OsGSTL1起始位点5＇端上游不同长度的调控序列与报告基因GUS融合,并在洋葱表皮瞬间表达和拟南芥中稳定表达.研究表明：在洋葱表皮细胞中,160bp及更长的上游调控序列均能启动GUS基因的表达;而在转基因拟南芥中,含有2155 bp的上游序列的PGZ2.1：：GUS具有时空表达的特性,在转基因的早期幼苗中GUS基因在子叶中特异性表达,但在根中没有表达;而在幼苗生长的后期,根、茎、叶中都有少量的表达.但包含1 224 bp的上游序列的PGZ1.2：：GUS却表现为组成型表达的特性.由此推测,OsGSTL1启动子启动的基因表达可能与幼苗的营养代谢相关;而OsGSTL1启动子的时空表达相关元件可能位于OsGSTL1翻译起始位点5＇端上游-2155 bp至-1224 bp范围内.     

水稻Xa1基因启动子的克隆及功能分析

Xa1是一个能对日本白叶枯病优势小种(小种1号)产生专化性抗性的R基因,虽已有该基因克隆、表达和功能方面的研究,但对其表达调控分子机制还不很清楚。本研究利用Xa1启动子与GUS报告基因的转基因T1株系,研究了Xa1启动子的时空表达及对不同外源激素的应答特征。结果表明,Xa1启动子驱动的GUS基因在水稻根中的表达量明显高于茎和叶,且在根部的中柱区GUS的表达量明显高于周围组织;在外源MeJA作用下GUS的表达显著增强,在SA和ABA处理下也有一定程度的增强,这些结果暗示Xa1的抗病作用与其在根系中柱的组织特异性表达存在一定的相关性,MeJA对Xa1启动子的活性起重要的调控作用。     

高羊茅FaChit1基因启动子的功能分析

用含有不同长度FaChitl基因启动子区域与GUS基因融合构建植物表达载体pFaChitlP—I、pFaChitlP-Ⅱ以及pFaChitlP-Ⅲ并分别对烟草进行转化,经真菌激发子、干旱、机械损伤以及乙烯等多种胁迫处理后测定GUS活性。启动子缺失分析实验结果显示,真菌激发子对FaChitl基因启动子所介导的GUS诱导表达效果最强,而机械损伤只能微弱地诱导GL靥基因表达;FaChitl基因启动子-651bp以内的序列均能介导GUS基因的诱导表达,同时-935bp与-233bp之间的区域是该启动子响应真菌激发子、乙烯以及机械损伤胁迫所必需的。表明FaChitl启动子是一个多胁迫诱导型启动子。     

水稻NHX1基因启动子和C末端的调控功能研究

为了解水稻Na+/H+逆向转运蛋白(OsNHX1)在植物应答非生物胁迫中的分子调控机制,采用RT-PCR方法克隆OsNHX1基因上游2 000bp的启动子序列,并通过基因枪轰击瞬时转化洋葱表皮细胞,检测不同非生物胁迫下启动子的活性和表达模式;同时,分别克隆全长和C末端缺失的OsNHX1基因,通过花序浸染法转化拟南芥,研究OsNHX1基因及其C末端的功能。结果显示:OsNHX1启动子受逆境胁迫诱导,在盐、干旱、脱落酸胁迫处理下GUS表达活性明显升高;过表达OsNHX1的转基因拟南芥中,种子萌发率、根长、丙二醛含量和相对含水量的测定结果均显示其胁迫耐受性得到改善,但过表达OsNHX1C末端缺失基因对转基因植株的胁迫耐受性无明显影响。研究表明,Na+/H+逆向转运蛋白有助于提高植物耐盐性,且其C末端区域对该转运蛋白活性的发挥具有关键作用。     

空间飞行水稻pi-hit-1基因启动子功能分析

pi-hit-1基因是本实验室通过空间诱变找到的一个水稻新基因。为了对pi-hit-1基因启动子结构和功能进行研究,首先使用植物启动子分析数据库(PlantProm DB-TSSP,TFSEARCH,PLACE及PlantCARE)对该基因转录调控区序列进行预测分析,结果显示该基因上游调控区存在多个顺式元件,主要集中在翻译起始位点前300bp的区域,转录起始位点位于翻译起始位点前100bp,在转录起始位点前132bp存在TATA box元件。凝胶电泳迁移率实验(EMSA)发现翻译起始位点上游约300bp存在转录因子特异结合位点,为该基因的核心启动子,这与预测结果一致。采用系统生物学的方法研究水稻新基因pi-hit-1启动子结构,发现了该基因的核心启动子元件,为研究空间环境如何影响基因的转录调控提供了重要依据。     

水稻几丁质酶基因RCH8创伤诱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、机械创伤等因素诱导转录。我们已经测定过水稻(Oryza sativa L.cv.IR 36)Ⅰ类几丁质酶基因RCH 8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性、功能和表达调控,我们以RCH 8几丁质酶基因保守的编码区序列为探针,分别在创伤处理2—24h后提取水稻(Oryza sativa L.cv.IR 36)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RCH8翻译起始密码附近反义链DNA序列互补的21-mer的寡核苷酸引物(5'-GCTCTCA-TGGTGGCAATGCAA-3')作引物延伸实验,表明RCH8基因的转录受创伤诱导,RCH8转录起始位点位于翻译起始位点上游第42碱基A。在pUC 19载体质粒中构建了一组5'端不同程度缺失的RCH8基因启动子与GUS报告基因翻译融合的重组质粒,用PEG法转入烟草原生质体中,通过测定GUS酶活性发现RCH8启动子-1016-676之间的DNA序列缺失后表达活力显著下降,缺失到-68碱基处的启动子仅有很低的活力。     

一个光合组织特异表达强启动子的分离及功能分析

用接头PCR技术克隆了长度为1415 bp的PNZIP基因启动子, 该启动子具有真核生物启动子的典型特征, 引物延伸实验证明转录起始位点位于翻译起始位点上游122 bp处. 根据PNZIP基因启动子的序列特征, 利用PCR技术对该启动子进行了有目的的缺失, 将5个长度不同的启动子片段分别与报告基因GUS相连接, 构建植物表达载体, 转化烟草. 荧光定量检测结果表明: 5个不同长度的PNZIP启动子均能驱动GUS基因在光合组织中专一表达, 它们的活性随着启动子5′端的逐步缺失而不断地下降; 在叶片组织中长度为1415 bp的PNZIP启动子活性比35S启动子高9倍; PNZIP启动子中存在2个可能与光合组织特异表达有关的新的顺式作用元件, 即GAAATA和GATACT, GATACT元件可能决定基因的光合组织特异性表达, 而GAAATA可能作为增强子提高基因在光合组织的表达强度.     

拟南芥atslA基因启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆出atslA基因启动子(包括叶绿体转运肽),将此启动子与GUS基因相连构建植物瞬时表达载体,用基因枪法将之导入烟草进行瞬时表达。GUS基因检测分析表明,atslA基因启动子能特异的启动GUS基因在烟草叶片中高效表达。     

Functional characterization of a putative nitrate transporter gene promoter from rice

Drought is one of the most significant abiotic stresses that influence plant growth anddevelopment.Expression analysis revealed that OsNRT1.3,a putative nitrate transporter gene in rice,wasinduced by drought.To confirm if the OsNRT1.3 promoter can respond to drought stress,a 2019 bpupstream sequence of OsNRT1.3 was cloned.Three OsNRT1.3 promoter fragments were generated by5′-deletion,and fused to the β-glucuronidase (GUS) gene.The chimeric genes were introduced into riceplants.NRT2019::GUS,NRT1196::GUS and NRT719::GUS showed similar expression patterns in seeds,roots,leaves and flowers in all transgenic rice,and GUS activity conferred by different OsNRT1.3 promoterfragments was significantly upregulated by drought stress,indicating that OsNRT1.3 promoter responds todrought stress and the 719 bp upstream sequence of OsNRT1.3 contains the drought response elements.     

一个水稻高效表达启动子Os252的分离

植物基因的表达受启动子的控制,高效表达启动子的分离及功能分析不仅是植物基因工程研究的重要研究方面,也是表达调控研究的重要内容。根据EST数据克隆了一个预测在水稻茎中高效表达的启动子Os252。将该启动子与GUS基因构建成表达载体并转入水稻。转基因水稻PCR分析表明,GUS基因已经成功地整合进水稻基因组中。GUS组织化学分析表明,Os252能启动GUS基因在水稻叶、茎以及胚乳中表达。进一步GUS酶活性的测定表明,叶和胚乳中Os252启动子活性分别是35S启动子的1.9和2.5倍。由于Os252来自于水稻,在叶和胚乳中活性高于35S启动子,因此该启动子可望用于水稻基因工程研究。     

Rice OsNAR2.1 interacts with OsNRT2.1, OsNRT2.2 and OsNRT2.3a nitrate transporters to provide uptake over high and low concentration ranges

Plants take up both nitrate and ammonium as main nitrogen (N) sources. Although ammonium is the predominant form in anaerobic-flooded paddy soil, it has been proposed that rice and other wetland plants may take up significant amounts of nitrate formed by nitrification of ammonium in the rhizosphere. A two-component system for nitrate transport including NRT2s with a partner protein (NAR2 or NRT3.1) has been identified in Arabidopsis. We report the physiological function of another member of the NAR2 family, OsNAR2.1 in rice (Oryza sativa, ssp. Japonica, cv. Nipponbare). OsNAR2.1 was mainly expressed in roots and induced by nitrate and suppressed by ammonium and some amino acids. Knockdown of OsNAR2.1 by RNA interference synchronously suppressed expression of OsNRT2.1, OsNRT2.2 and OsNRT2.3a in the osnar2.1mutants. Both high- and low-affinity nitrate transports were greatly impaired by OsNAR2.1 knockdown. Yeast two hybridization showed that OsNAR2.1 not only interacted with OsNRT2.1/OsNRT2.2, but also with OsNRT2.3a. Taken together, the data demonstrate that OsNAR2.1 plays a key role in enabling the plant to cope with variable nitrate supply.     

Isolation and Characterization of OsGSTL1 Promoter from Rice

OsGSTL1 gene was isolated from the rice genomic library. Semi-quantitative RT-PCR analysis demonstrated that the expression of the OsGSTL1 in rice was not induced by chlorsulfuron, ethylene, abscisic acid, salicylic acid, and methyl jasmonate. In order to investigate the cis-elements of OsGSTL1 promoter, the promoter regions with different lengths were fused to the β-glucuronidase (GUS) reporter gene. All constructs were transformed into onion epidermal cells or A. thaliana plants to detect the expression patterns. In onion epidermal cells, the 160 bp fragment and longer ones were functional for directing GUS expression. In transgenic A. thaliana, the 2?155 bp upstream region of OsGSTL1 gene directed the GUS expression only in cotyledon after germination, but not in the root of young seedlings. In the later seedling, the 2?155 bp upstream region of OsGSTL1 gene directed GUS expression in roots, stems, and leaves. However, the GUS gene directed by a 1?224 bp upstream fragment is expressed in all the checked tissues. These results suggest that the spatiotemporal expression response elements of OsGSTL1 existed in the 5′-upstream region between −2?155 and −1?224 bp.     

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。     

基于启动子捕获系统的水稻基因的分离

为了分离水稻的基因及其启动子,该实验室构建了T-DNA(GUS)结构的水稻启动子捕获系统,对其中编号为113#、T-DNA单拷贝插入、GUS报告基因为组成型表达的阳性捕获系进行了进一步分析。潮霉素筛选结合GUS组织化学染色获得了T-DNA插入的纯合株(113#-22和113#-26);Inverse法分离得到T-DNA插入位点水稻基因组DNA旁邻序列,测序和BLAST结果表明,T-DNA反方向插在水稻基因组4号染色体预测基因的内含子中;扩增T-DNA插入位点上游2kb左右DNA片段,构建启动子分析质粒转化水稻‘中花11’胚性愈伤组织,获得转基因植株,GUS组织化学染色模式与113#阳性株系一致。结果表明,该预测基因及其启动子是利用启动子捕获系统所捕获到的候选基因。     

拟南芥亚硫酸盐氧化酶基因AtSO启动子的分离与功能分析

亚硫酸盐氧化酶(SO)作为目前发现的钼酶家族成员之一,在哺乳动物硫化物的脱毒、嘌呤代谢等过程中起着非常重要的作用。然而,很少有关于高等植物SO的表达和调控机制的研究报道。本研究中,我们用半定量RT-PCR和组织化学方法对拟南芥中SO基因AtSO的表达调控进行了初步研究。结果表明,AtSO在拟南芥的地上部分如茎、叶、花和未成熟荚果中有较高的表达水平,而在根部表达水平较低。在对分离的该基因上游1562-bp的启动子区域进行生物信息学分析时,鉴定出一些可能的调控元件如光调控元件(LRE)。转基因植株中AtSO启动子驱动下的GUS基因(uidA)表达结果表明:AtSO的表达主要在植物的地上组织,表达具有光依赖性,且表达水平受亚硫酸盐的诱导增高。这一结果对进一步研究SO在植物对光周期和亚硫酸盐胁迫应答反应中的作用提供线索。