拟南芥GA2ox基因家族启动子分析

赤霉素是一类重要的植物激素,它参与调节植物生长发育的各个阶段。真核基因的表达受多种因素的调控,其中启动子在转录水平上的调节作用至关重要,但是目前对拟南芥GA2ox基因家族上游顺式元件的详细分析较少。本研究分析了AtGA2ox基因家族染色体定位、进化关系、蛋白模体以及顺式元件。分析结果表明：AtGA2ox基因家族分为2个亚类;具有相对集中的染色体分布：具有相似的内含子和外显子结构;AtGA2ox基因家族成员进化关系越相近,模体和顺式元件则越保守且分布位置更接近。PLACE和Plant CARE以及DMB分析显示,AtGA2ox基因家族存在许多保守元件,受多因素的调控,在此家族的上游调控区域普遍存在组织和器官特异性表达元件、光响应元停、激素响应元件以及其他环境响应元件。基因表达谱分析结果表明,在激素诱导下,AtGA2ox基因家族均有响应。这些元件不仅作为正调控元件,诱导部分AtGA2ox基因的表达,而且还能作为负调控元件．抑制其他AtGA2ox基因的表达。     

PttGA20ox1基因在转化烟草植株中的表达

构建了P ttGA 20ox 1基因的植物表达载体并在烟草植株中进行了表达.结果表明:转化烟草与对照烟草之间以及转化烟草之间的形态特征出现很大差异;所有转P ttGA 20ox 1基因烟草的顶端优势得到明显促进,其生长速度明显高于对照烟草.实验结果为今后利用P ttGA 20ox 1基因促进木本植物的顶端优势奠定了基础.     

转录因子X-box结合蛋白1相互作用蛋白的筛选和鉴定

X-box 结合蛋白 1 是一种重要的转录因子,参与体内多项信号转导过程. 为进一步研究 XBP1 的生物学功能,运用酵母双杂交技术在肝细胞文库中筛选 XBP1 的结合蛋白. 首先运用 PCR 技术扩增获得 XBP1 的编码序列,克隆至 pGEM-T 载体,经测序鉴定后,亚克隆至诱饵载体 pGBKT7 中,转化酵母 AH109(a type). 免疫印迹检测诱饵质粒 pGBKT7-XBP1 在AH109 酵母中的表达之后,含有诱饵质粒的酵母 AH109 与含有肝细胞 cDNA 文库质粒 pACT2 的酵母 Y187(αtype)配合,配合后的二倍体酵母生长在含有 X-α-gal 的营养缺陷型培养基上 (SD/-Trp-Leu-His-Ade) 进行选择和筛选,经测序和序列比对确定阳性克隆的开放读码框 ORF,得到 7 种不同的蛋白质. 为了进一步验证这些筛选蛋白质与 XBP1 的相互作用,克隆其中一种蛋白质 MT1E,并运用 GST pulldown 和免疫共沉淀技术成功检测了 MT1E 和 XBP1 的相互作用(体外 / 体内),结果提示,MT1E 可能是 XBP1 的一个新的调节蛋白. 通过酵母双杂交技术筛选得到的 7 种蛋白质分别与肝细胞基础代谢、蛋白质的合成与运输、细胞的增殖与凋亡密切相关. 上述结果有助于揭示 XBP1 的生物学功能,为进一步探讨 XBP1 的表达和调控机制提供新线索.     

酚类化合物代谢中受UV-C辐照调控的转录因子的筛选

SlPAL5基因是酚类化合物代谢的关键基因.UV-C辐照可以有效提高番茄果实中酚类化合物的含量.因此研究调控SlPAL5基因表达的转录因子,对于进一步阐明UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制具有重要意义.文中通过构建番茄酵母单杂交文库,利用酵母单杂交技术筛选调控酚类化合物合成关键基因SlPAL5表达的转录因子....     

水稻热休克转录因子OsHSF13的克隆与生物信息学的初步分析(简报)

环境刺激的信号转导是植物信号转导的一个重要研究方向。热激反应(heat-shockresponse,HSR)是动植物细胞或器官在遇到外界热刺激时所产生的一种保护性反应,是正常的蛋白质合成受阻时产生热激蛋白(heat-shockprotein,HSP)的一种细胞生理活动,其表达通过热休克转录因子(heat-shock factor,HSF)来进行调控[1]。编码热激蛋白基因的启动子区域存在着一段保守的DNA序列,是热休克转录因子的结合位点(heat-shockelement,HSE)。当植物受到外界的热刺激时,HSF可以与HSE特异性结合,激活热激蛋白基因的表达,     

筛选dbat启动子顺式元件结合蛋白的酵母单杂交文库的构建

旨在构建酵母单杂交文库用于筛选与dbat基因启动子顺式元件结合的转录因子.首先,分离dbat启动子上的顺式作用元件,并进行3个拷贝的重复后,和报告质粒pHis 2.1连接构建诱饵载体pHis 2.1-dp3.然后,从茉莉酸甲酯诱导的红豆杉细胞中提取总RNA,以纯化出的mRNA为模板,依次完成ss cDNA和ds cDNA的合成,并将纯化的ds cDNA、线性化载体pGADT7-Rec2和诱饵载体pHis 2.1-dp3共转化酵母细胞Y187,各取100 μl分别涂布于SD/-leu和SD/-leu/-trp平板,用于计算重组效率和转化效率,剩余转化液涂布于SD/-leu/-trp/-his/20 mM 3-AT平板,用于筛选阳性克隆.结果表明,重组效率为1.49×106 CFU/μg,共转化效率为1.93×105 CFU/μg;对阳性克隆质粒进行酶切、测序分析,得到6个可编码结合蛋白的基因.以上工作为筛选调控紫杉醇合成关键酶基因dbat表达的转录因子奠定了基础.     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

缺铁应答基因FOX1上游调控基因的筛选

[目的]筛选与莱茵衣藻FOX1基因启动子结合的调控基因序列。[方法]利用酵母单杂交的方法,构建pHIS2.1-FOX1诱饵载体,并将其转入到酵母菌株Y187中,在SD/-Trp/-His/-Leu/50 mmol/L 3-AT筛选培养基上挑选酵母阳性转化子,PCR克隆阳性转化子的序列并测序,利用Blastx程序检索phytozome莱茵衣藻基因组数据库,获得阳性转化子序列的同源基因信息。[结果]18个酵母阳性转化子测序成功,其同源基因主要有CTR型铜离子转运体(CTR2)、核糖体蛋白,和参与光合作用、氧化还原反应和物质运输等方面的功能蛋白。[结论]利用酵母单杂交技术筛选到缺铁应答基因FOX1潜在的上游调控基因。     

筛选G-box结合蛋白的酵母单杂交文库的构建

目的：筛选花青素合成中的关键基因查尔酮合成酶基因CHS启动子中G-box的结合蛋白,从而找到调节CHS表达的转录因子。方法：采用Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System,将CHS启动子G-box序列串联后整合入酵母染色体,构建诱饵菌株;采用SMART技术合成芜菁幼苗下胚轴cDNA,将该cDNA与pGADT7-Rec表达载体共同转化诱饵菌株,通过同源重组在酵母细胞内同步进行cDNA文库的构建和筛选;用酵母菌落PCR法获得阳性克隆中的cDNA插入片段,测序后在NCBI网站进行Blast分析。结果：共筛选了2.52×106个酵母克隆,得到94个阳性克隆,菌落PCR获得了长度为0.4~2.0 kb的cDNA插入片段,并通过Blast推测了其编码蛋白。结论：实验结果证明酵母单杂交文库构建成功,初步筛选获得了G-box结合蛋白的候选蛋白,为研究CHS的表达调控奠定了基础。     

拟南芥转录因子HB22与CRY1相互作用研究

通过酵母双杂交的方法,从拟南芥转录因子库中筛选出了6个与CRY1相互作用的转录因子.为了测定其中的HB22与CRY1相互作用的强度,采用了ONPG与CPRG两种方法对其β-半乳糖苷酶活性进行了分析.结果显示在蓝光光强为50μmol/m2s,孵育时间为4 h的情况下,蓝光与暗处理情况下的β-半乳糖苷酶活性比值分别为1.668和2.18.进一步设置蓝光处理时间及光强梯度实验数据显示,在蓝光光强为50μmol/m2s孵育时间为3 h时,二者相互作用强度达到最高.说明HB22与CRY1的相互作用具有蓝光响应.对蓝光处理不同时间的野生型col-4与cry1缺失突变体的材料进行HB22基因的定量PCR分析,发现拟南芥cry1缺失突变体中该基因的表达量比野生型中高,在蓝光处理2 h时,缺失突变体中表达量为野生型中的6倍左右.说明CRY1可能介导蓝光抑制HB22基因表达.     

棉花赤霉素氧化酶同源基因GhGA20ox1在烟草中的功能表达

为研究棉花GA20-氧化酶同源基因GhGA20ox1的功能,将该基因转入本明烟（N．benthamiana）中进行超量表达。RT-PCR分析表明GhGA20ox1基因在转基因植株中得到了不同水平的表达。GhGA20ox1基因的超量表达促进了本明烟中的GA4＋7合成,并导致赤霉素过量的表型出现。转基因本明烟的表型变化程度与GhGA20ox1基因的表达水平和GA4＋7的含量一致。这些结果表明,GhGA20ox1基因编码一个有功能的GA20-氧化酶,能够在转基因烟草中促进活性GA（GA4＋7）的合成,可以用作目的基因来提高棉花纤维和其他植物的内源GA水平。     

Developing xylem‐preferential expression of PdGA20ox1, a gibberellin 20‐oxidase 1 from Pinus densiflora,improves woody biomass production in a hybrid poplar

Woody biomass has gained popularity as an environmentally friendly, renewable and sustainable resource for liquid fuel production. Here, we demonstrate biotechnological improvement of the quantity and quality of woody biomass by employing developing xylem (DX)‐preferential production of gibberellin (GA), a phytohormone that positively regulates stem growth. First, for the proof of concept experiment, we produced transgenic Arabidopsis plants expressing GA20‐oxidase, a key enzyme in the production of bioactive GAs, from Pinus densiflora (PdGA20ox1) under the control of either a constitutive 35S promoter, designated 35S::PdGA20ox1, or a DX‐specific promoter (originated from poplar), designated DX15::PdGA20ox1. As we hypothesized, both transgenic Arabidopsis plants (35S::PdGA20ox1 and DX15::PdGA20ox1) exhibited an accelerated stem growth that resulted in a large increase of biomass, up to 300% compared to wild‐type control plants, together with increased secondary wall thickening and elongation of fibre cells. Next, we applied our concept to the production of transgenic poplar trees. Both transgenic poplar trees (35S::PdGA20ox1 and DX15::PdGA20ox1) showed dramatic increases in biomass, up to 300%, with accelerated stem growth and xylem differentiation. Cell wall monosaccharide composition analysis revealed that in both Arabidopsis and poplar, glucose and xylose contents were significantly increased. However, undesirable phenotypes of 35S::PdGA20ox1 poplar, including poor root growth and leaf development, were found. Interestingly, DX15::PdGA20ox1 poplar resulted in a reduction of undesirable phenotypes. Our results indicate that the controlled production of GAs through a tissue‐specific promoter can be utilized as an efficient biotechnological tool for producing enhanced plant biomass, minimizing unwanted effects.     

Contribution of gibberellin deactivation by AtGA2ox2 to the suppression of germination of dark-imbibed Arabidopsis thaliana seeds

Gibberellin levels in imbibed Arabidopsis thaliana seeds are regulated by light via phytochrome, presumably through regulation of gibberellin biosynthesis genes, AtGA3ox1 and AtGA3ox2, and a deactivation gene, AtGA2ox2. Here, we show that a loss-of-function ga2ox2 mutation causes an increase in GA(4) levels and partly suppresses the germination inability during dark imbibition after inactivation of phytochrome. Experiments using 2,2-dimethylGA(4), a GA(4) analog resistant to gibberellin 2-oxidase, in combination with ga2ox2 mutant seeds suggest that the efficiency of deactivation of exogenous GA(4) by AtGA2ox2 is dependent on light conditions, which partly explains phytochrome-mediated changes in gibberellin effectiveness (sensitivity) found in previous studies.     

IGF受体1分子上IGF-1结合位点的探讨

为了探讨胰岛素样生长因子受体1(IGF-R1)分子上的胰岛素样生长因子1(IGF-1)结合位点,建立了研究IGF-1与IGF-R1相互作用的酵母双杂交模型;利用基因体外定点突变的方法,构建了7种IGF-R1突变体;然后通过报告基因活性的定量分析,在酵母双杂交模型中检测了IGF-1与各种IGF-R1突变体之间相互作用的大小,初步确定了IGF-R1分子中IGF-1的结合位点,并且IGF-R1分子上N237、T238在与IGF-1结合中起着重要作用.     

基因启动子甲基化对转录因子结合的抑制作用分析方法

基因启动子甲基化对转录因子结合的抑制作用是一种有效的基因转录调控机制.尽管基因启动子甲基化水平已经可以通过实验测量,但仍未有有效的方法利用这些数据定量分析甲基化对转录因子结合的影响.设计一个通用模型来描述基因启动子甲基化对转录因子结合的抑制作用.在特定细胞环境下,通过基因表达与转录因子在基因启动子上结合值之间的相关性分析,实现模型参数求取,并基于该模型进行甲基化对转录因子结合的抑制作用分析.神经细胞生物实验数据测试证明了该方法的有效性.     

用酵母双杂交技术研究IGF-1与其结合蛋白3的相互作用

 为了探讨胰岛素样生长因子结合蛋白 3(IGFBP- 3)分子上的胰岛素样生长因子 1 (IGF- 1 )结合位点并找出其关键氨基酸残基组成 ,首先建立了研究 IGF- 1与 IGFBP- 3相互作用的酵母双杂交模型 ,可以定性和定量地分析两个蛋白质之间的相互作用大小 ;同时利用基因体外定点突变的方法 ,对推断出的 IGF- 1结合位点中的氨基酸突变 ,经 DNA序列分析 ,构建了 5种 IGFBP- 3突变体 .然后在酵母双杂交模型中通过对报告基因活性的定量分析 ,检测 IGF- 1与各种 IGFBP- 3突变体之间相互作用的大小 .结果表明 ,IGFBP- 3分子上的 Lys2 2 2 ,Gln2 2 3突变后 ,与 IGF- 1的结合力大大下降 ,而 Arg2 2 5,Pro2 2 6,Ser2 2 7突变后也导致与 IGF- 1结合力的部分下降 .从而初步确定了IGFBP- 3分子中第 2 2 2～ 2 2 7位的氨基酸区域为 IGF- 1的结合位点 ,并且 IGFBP- 3分子上 Lys2 2 2 ,Gln2 2 3在与 IGF- 1结合中起着重要作用 .