拟南芥γ-生育酚甲基转移酶 （γ-TMT）启动子的分离及表达特性分

维生素E是一类人体所必需的脂溶性的维生素,具有重要的生理功能。Γ-生育酚甲基转移酶（γTMT）是维生素E生物合成途径中的关键酶之一,催化γ、δ-生育酚甲基化,生成α、β-生育酚。从拟南芥中分离了γ-生育酚甲基转移酶基因1552bp的启动子序列,构建了含有该启动子和GUS报告基因的植物表达载体,通过农杆菌介导转化拟南芥,获得了转基因植株。GUS组织化学染色结果表明,在γ-TMT启动子的驱动下,报告基因GUS在拟南芥的叶、茎以及花均有表达,且在茎尖、雄蕊和幼叶中表达最强,而在根、种子和种荚中则没有检测到GUS基因的表达,表明γ-TMT基因可能仅在拟南芥某些组织中特异性高表达。     

拟南芥2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶启动子的分离及表达特性分析

维生素E是一类人体必需的脂溶性抗氧化剂, 具有重要的生理功能。2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQ MT)是天然维生素E合成途径中的关键酶之一, 催化MPBQ甲基化, 生成DMPBQ。从拟南芥分离了MPBQ MT基因1018bp的启动子序列, 构建了含该启动子和GUS报告基因的植物表达载体, 通过农杆菌介导转化拟南芥, 获得了转基因植株。GUS组织化学染色结果表明, 在MPBQ MT启动子驱动下, 报告基因GUS在拟南芥的茎、叶、花萼、雄蕊、种荚均有表达, 且在茎、叶、种荚中表达量较高, 而在根、花瓣和种子中则没有观察到GUS基因的表达, 表明MPBQ MT基因可能仅在拟南芥幼嫩茎、叶、种荚等绿色组织中特异性高表达。     

利用农杆菌介导法将γ-生育酚甲基转移酶基因导入油菜的研究

将γ-生育酚甲基转移酶基因导入油菜,旨在提高菜油中的维生素E含量。为了使该基因在油菜种子中特异表达,采用油菜种子特异启动子BcNA1,构建了植物表达载体pBIBE。以花油五号和花油六号油菜品种子叶柄为受体,将γ-生育酚甲基转移酶基因(γ-TMT)通过农杆菌介导法转化油菜,获得了22株抗卡那霉素再生植株。经过PCR检测,其中有7株表现为阳性,初步证明γ-TMT已整合到油菜基因组中。     

小麦γ-TMT基因的克隆与表达分析

γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT)是维生素E合成途径的关键酶之一。该研究采用RT-PCR方法,从小麦品种‘中国春’中克隆得到小麦γ-TMT基因的3个同源拷贝,其CDs(codingsequence)序列相似性为99.12%;其中Ta-γ-TMT-6A和Ta-γ-TMT-6B编码区长度为1101bp,编码366个氨基酸,而Ta-γ-TMT-6D因发生无义突变,编码365个氨基酸。生物信息学分析表明,3个蛋白分子量分别为39.58、39.53和39.50kDa,理论等电点分别为6.67、6.41和7.08,都属于亲水性不稳定非分泌型蛋白。系统进化分析表明,小麦Ta-γ-TMT蛋白与糜子Pm-γ-TMT的亲缘关系相对较近。实时定量PCR分析表明,小麦Ta-γ-TMT基因在根、茎、叶、颖壳、种子中均有表达,在叶片中表达量最高;ABA、NaCl、PEG均能诱导Ta-γ-TMT基因的上调表达。该研究结果为进一步探讨小麦γ-TMT基因的功能奠定了基础。     

甘蓝型油菜γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆和功能验证

采用RACE技术,从甘蓝型油菜中克隆出一含1044个碱基的开放阅读框架的γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT)基因全长cDNA。将其成熟蛋白编码区克隆进pET21b( )多克隆位点,在大肠杆菌BL21(DE3)CodonPlus中表达出一个分子量为36kDa的融合蛋白。酶学分析显示,重组酶具有γ-TMT活性。     

忽地笑酌-生育酚甲基转移酶基因LaTMT的克隆与表达分析

采用RACE技术从忽地笑也Lycoris aurea ( L'Hér.) Herb.页叶片中克隆获得γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT)基因,命名为LaTMT。序列分析结果显示：该基因cDNA全长1458 bp,其中开放阅读框( ORF)长1017 bp,编码338个氨基酸残基。 LaTMT基因编码蛋白质的理论相对分子质量37560,理论等电点pI 8.70,为亲水性蛋白,无跨膜结构但具有信号肽结构;并具有S-腺苷甲硫氨酸( SAM)甲基转移酶保守结构域,包含3个SAM结合位点;该蛋白的二级结构中包含44.08%的α-螺旋、32.84%的无规则卷曲、12.72%的延伸链和10.36%的β-转角。序列比对和系统进化树分析结果显示：LaTMT蛋白属于S-腺苷甲硫氨酸-依赖性γ-生育酚甲基转移酶家族,与其他植物γ-TMT蛋白的一致性为64%~75%;在 NJ系统树上, LaTMT蛋白与单子叶植物γ-TMT蛋白聚为同一大类,并与油棕( Elaeis guineensis Jacq.) EgTMT和美洲油棕也Elaeis oleifera ( Kunth) Cortés页EoTMT聚为同一类,亲缘关系最近。基因表达分析结果显示：LaTMT基因可在大肠杆菌中成功表达,且表达量随异丙基硫代半乳糖苷( IPTG)诱导时间的延长而增加;在忽地笑的根、叶片、花苞、子房、雄蕊、花瓣和鳞茎中LaTMT基因均可表达,其中在叶片中的相对表达量最高,在子房、雄蕊和鳞茎中的相对表达量相对较低,具有明显的组织特异性。研究结果表明：忽地笑LaTMT基因在进化过程中具有很高的保守性;该基因主要定位于叶绿体中,并与忽地笑对非生物逆境胁迫的抗性相关。     

大豆球蛋白G1启动子的克隆及植物表达载体构建

从大豆冀nf37和冀豆15中克隆了大豆球蛋白G1基因的启动子片段。序列分析表明,两种启动子片段均为688bp,与GenBank现有的3种启动子序列(四川大豆(DQ250808)、南农87-c38(AY649096)和Dare(X15121))间的同源性在96.4%～99.6%之间。其中来自冀nf37的启动子片段除Legumin盒上有一个碱基差异外,其它元件与DQ250808完全相同,据此推测该启动子片段具有种子特异性启动子活性。将其与已有γ-生育酚甲基转移酶基因连接,构建了种子特异性表达载体pBG1TMT,为通过代谢工程手段调控油料作物种子维生素E组成、提高其营养品质奠定了基础。     

拟南芥钙调素结合蛋白基因启动子的克隆及表达

采用PCR技术从拟南芥中克隆了SCBP60g基因的启动子,并与GUS报告基因融合构建重组表达载体,转化野生型拟南芥,对获得的转基因株系进行GUS组织染色,从基因调控水平上探讨其在功能方面的差异。结果显示:SCBP60g基因的启动子能指导GUS报告基因在拟南芥的根、茎、叶和花中表达,并且在这些部位的维管束表达较强。这种表达方式与LCBP60g基因的启动子指导的GUS基因组织化学染色有差异,表明这个启动子的表达调控具有一定的特异性。     

人工合成启动子SAR在拟南芥中的表达分析

利用植物防御基因中的病原诱导响应元件和最小35S启动子(-62～+1),人工合成了启动子SAP,并以GUS基因为报告基因,在转基因拟南芥中分析了合成启动子的表达特性.通过对转基因拟南芥GUS组织染色的分析表明:SAR启动子在子叶、毛刺、根茎交接处和根系中优势表达,在老叶中的表达量高于幼叶,说明SAR启动子具有组织和发育表达特异性.     

一种受抗生素诱导的启动子的构建及活性分析

多聚ADP核糖聚合酶（PARP）受基因毒剂的特异性诱导。将拟南芥（Arabidopsis thaliana）AtPARP1基因上游长2179bp的启动子片段插入到质粒pAKK687的β-葡萄糖醛酸糖苷酶（GUS）报告基因上游,转化拟南芥。GUS组织化学染色结果表明,GUS报告基因仅在苗龄3-5天的拟南芥根部及花发育早期的雄蕊中表达;1.5μg.mL-1博莱霉素与22μg.mL-1丝裂霉素联用强烈诱导了GUS报告基因的表达（尤其在拟南芥的幼苗和果荚中）。进一步降低抗生素浓度,发现单独使用1μg.mL-1博莱霉素对GUS报告基因也具较强的诱导活性,且对拟南芥幼苗的生长无影响。上述结果表明,AtPARP1启动子是一个新型的具较大应用潜力的抗生素诱导型启动子。     

拟南芥AHAl基因启动子的表达特性分析

从拟南芥中分离到编码质膜H^＋-ATPase的AHA1基因启动子序列813bp,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导转化拟南芥,得到转基因拟南芥。用组织化学方法分析AHA1基因启动子驱动GUS转基因拟南芥的结果表明,GUS基因在转基因的拟南芥根、茎、叶、花和荚的维管组织中均有表达,且不同发育时间内GUS基因表达也不同。以上研究表明拟南芥AHA1基因可能参与植物的生长发育与抗逆胁迫反应。     

白桦CESA7基因启动子的克隆与表达分析

克隆得到了一个白桦纤维素合成酶基因（CESA7）GenBanK登录号（EU591531）启动子序列,通过序列分析发现该启动子含有多个不同功能的顺式作用元件,包括光响应元件、激素响应元件、叶片形态发育元件等,推测该启动子在白桦生长发育过程中具有关键作用。将BpCESA7启动子克隆至带有GUS报告基因的植物表达载体,命名为proBpCESA7-121-GUS,并利用农杆菌介导方法侵染白桦和拟南芥,然后通过GUS组织化学染色观察BpCESA7基因启动子的组织表达特性。结果在白桦的根、茎、叶和拟南芥的根,叶,萼片、雌蕊中检测到了GUS活性,说明BpCESA7基因启动子具有启动子活性,并且在白桦的根和叶中染色最深,表明BpCESA7基因在白桦根和叶中表达量较高,并且其存在组织表达特异性。     

棉花GhAC01基因植物表达载体构建及拟南芥遗传转化

乙烯参与植物生长发育等许多生理过程,在许多植物细胞中,AcD基因通过促进乙烯合成调控着植物器官的形成发育。研究通过PCR方法从棉花基因组中克隆得到l-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶1（GhACO1）基因,并将该基因构建到植物表达载体PBI121中,其中GhACO1基因位于CaMV35S启动子和GUS报告基因之间。通过花滴法将GhACO1基因转化拟南芥,利用卡那霉素对转化植株进行初步筛选,对卡那霉素阳性植株进行进一步的PCR检测和GUS组织化学分析。结果表明：GhACO1基因已经整合到拟南芥基因组中;GUS组织化学分析显示,在转基因拟南芥叶、茎和根中都表现出GUS活性。研究结果为进一步探讨GhACO1的生物学功能和基因工程改良棉花纤维品质奠定了基础。     

HPLC法分析油菜种子油中维生素E的组成与含量

利用HPLC法分析了50份遗传背景丰富的白菜型油菜、甘蓝型油菜、芥菜型油菜和芸芥种子油中维生素E的组成与含量.研究结果显示,油菜种子油中主要含α-生育酚和γ -生育酚,且a-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量均存在明显的基因型差异,甘蓝型油菜种子油中维生素E含量总体水平最高,平均总量较高,为123.11 mg/100g油,维生素E含量最高的Omega,总量为144.73 mg/100g油,α/γ-生育酚比值最高可达0.77.α-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量与类胡萝卜素含量均呈现显著负相关,种子油中α-生育酚与含油量呈现显著正相关,α-生育酚、γ -生育酚和维生素E总量与生育期均呈现显著或极显著正相关,α-生育酚和维生素E总量与株高均呈现显著正相关,维生素E总量与千粒重呈显著正相关,而α-生育酚、γ-生育酚和维生素E总量与全株角果数和每角粒数相关不显著.     

水稻CesA4基因启动子与GUS基因融合表达

目的:利用GUS报告基因,研究水稻CesA4基因在水稻组织和器官的定位.方法:克隆水稻的CesA4基因的启动子并用GUS组织化学染色检测启动子与GUS基因融合表达情况.结果:成功克隆了水稻的CesA4基因的启动子,并发现水稻的CesA4基因在水稻的根、茎、叶、鞘、穗的纤维均有表达.结论:通过将水稻CesA4基因的启动子与GUS基因融合来分析水稻此基因的表达部位,是一种简便和有效方法.     

甜瓜黄瓜素基因启动子表达载体的构建及分析

该研究构建了由黄瓜素基因5′端310bp启动子序列驱动β-葡萄糖醛酸酶(GUS)报告基因的植物表达载体pPZP-CGN,通过花粉管通道法将植物表达载体pPZP-CGN导入甜瓜,并采用荧光法定量测定转基因植株中GUS活性。结果显示,gus基因在果实中高表达,而在根、茎、叶等组织中表达活性很低,表明黄瓜素基因上游310bp启动子具有指导外源基因在果实中高效特异表达的特性。     

芥菜型油菜BjuA09DFR基因及其启动子的克隆与转化和表达

该研究利用实时荧光定量(qRT-PCR)检测了BjuA09 DFR基因的时空表达特异性,并通过克隆BjuA09 DFR基因启动子片段,构建该基因的启动子GUS融合表达载体,利用农杆菌介导法将重组质粒转入野生型拟南芥,最后对拟南芥转基因材料不同发育时期的不同组织部位进行GUS组织化学染色,分析BjuA09 DFR基因启动子的表达模式,为BjuA09 DFR基因启动子功能的进一步研究提供理论依据。结果表明:(1)BjuA09 DFR基因在芥菜型油菜的多个组织部位都有表达,尤其是在叶、花、角果和授粉后15d种子中表达量较高。(2)成功构建了BjuA09 DFR基因启动子和GUS基因融合表达载体(pBjuA09 DFR∷GUS),采用农杆菌介导法将重组质粒转入野生型拟南芥,经卡那霉素筛选和PCR检测抗性苗,获得转基因拟南芥阳性苗。(3)GUS组织化学分析结果显示,转基因拟南芥材料的GUS活性具有明显的时空特异性,在叶、花、角果和种子中的染色较深,具有很强的GUS活性。     

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.     

番茄E8基因启动子的克隆及其在拟南芥中的表达

利用PCR技术从番茄基因组DNA中克隆长约1.1kb的E8基因启动子与517bp的E8基因片段,将其二者连接构建植物表达载体,导入农杆菌,通过花序侵染法转化拟南芥,得到转基因拟南芥。用RT-PCR分析转基因拟南芥中E8基因启动子驱动E8基因小片段的结果表明,E8基因小片段mRNA仅在转基因拟南芥长角果中转录,根、茎、叶、花中不转录,提示E8基因的1.1kb启动子在异源植物拟南芥中仍具有驱动外源基因果实特异性表达的特性。     

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。