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.     

盐胁迫对拟南芥AtPUB18基因的诱导表达及其启动子分析

用300mmol/L NaCl处理拟南芥幼苗,分别于处理后0、1、2、4、8、16、24、48h通过Northern Blot检测其AtPUB18基因的表达量。结果显示:拟南芥AtPUB18基因的表达量受高盐胁迫的诱导而升高,于处理后4h表达量达到最高,处理后16h表达量最低。采用PCR技术克隆AtPUB18的启动子,序列为1 974bp;序列分析发现启动子内含有大量与非生物胁迫相关的顺式作用元件,如HSE、LTR、MBS及ABRE;将启动子克隆到表达载体pCambia1300-221-GUS中,驱动报告基因GUS表达。组织化学染色结果表明,未经过高盐处理的幼苗中GUS基因表达水平很低;300mmol/L NaCl处理后GUS基因表达量显著升高。研究表明,AtPUB18的表达受高盐胁迫诱导,且AtPUB18基因的启动子是一个盐胁迫诱导型启动子。     

病程相关基因启动子片段与GUS的融合基因在拟南芥中的表达

PR1是拟南芥(Arabidopsisis thaliana L.)系统获得抗性的一个标志基因.利用PCR技术,从拟南芥中扩增并克隆了PR1基因的启动子片段.将该启动子片段与GUS报告基因拼接,构建成含有PR1-GUS融合基因的重组表达质粒.经根癌农杆菌介导转化,得到了转基因的拟南芥植株.用已知的系统获得抗性激活剂处理转基因植物,检测到GUS活性.因此,这一转基因体系可以作为一种简便、灵敏的实验体系以筛选激活植物系统获得抗性的化合物.     

甘蓝型油菜BcNA1基因启动子在转基因烟草中对GUS基因表达的调控

通过PCR扩增,从甘蓝型油菜（Brassica napus)品种H165中克隆了种子贮藏蛋白基因BcNAl的启动子,将此启动子与GUS基因相连构建了植物表达载体,利用农杆菌介导法将其导入烟草,对转基因烟划GUS基因检测分析表明,BcNAl基因启动子能特异地启动GUS基因在种子中的表达;而且GUS酶的活性随着转基因烟草种子的发育而变化。同时还间接证明BcNA1基因的启动子在转基因烟草中的遗传传递方式符合盂德尔遗传定律。     

病程相关基因启动子片段与GUS的融合基因在拟南芥中的表达

PR1是拟南芥 (Arabidopsis thaliana L.) 系统获得抗性的一个标志基因。利用PCR技术,从拟南芥中扩增并克隆了PR1基因的启动子片段。将该启动子片段与GUS报告基因拼接,构建成含有PR1-GUS融合基因的重组表达质粒。经根癌农杆菌介导转化,得到了转基因的拟南芥植株。用已知的系统获得抗性激活剂处理转基因植物,检测到GUS活性。因此,这一转基因体系可以作为一种简便、灵敏的实验体系以筛选激活植物系统获得抗性的化合物。     

拟南芥PR-1基因启动子的克隆与植物表达载体的构建

根据已报道的拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）病程相关蛋白基因（PR-1）序列设计引物,通过PCR技术从拟南芥中扩增得到水杨酸诱导表达的PR-1基因启动子片段,序列分析表明,该启动子含910bp核苷酸,与已报道的序列比较,核苷酸的同源性为99．7％：将该启动子构建到植物表达载体pB1121上,获得病程相关蛋白基因（PR-1）启动子驱动的GUS报告基因的植物表达载体pBI-prlp,将其转入根癌农杆菌GV3101,通过农杆菌介导转化拟南芥,获得转基因拟南芥植株,为深入研究寄主-病原物相互作用的分子机理奠定基础。     

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。     

拟南芥VHA-c3启动子的GUS基因融合表达

VHA-c3基因是拟南芥液泡H+-ATPase c亚基的5个同源基因之一,已有研究结果表明其与植物抗非生物胁迫有关。本论文在克隆不同长度VHA-c3基因上游调控序列的基础上,利用GUS报告基因,研究了VHA-c3基因的植物组织及器官定位。结果表明：VHA-c3起始密码子上游772bp的序列内存在着VHA-c3基因的基本启动子元件,可指导基因组成型表达在拟南芥的叶片、表皮毛、叶柄、根、雄蕊、柱头和萼片;在VHA-c3起始密码子ATG上游2812bp-2234bp片段和1496bp-772bp片段中各存在一个负调控元件,在2234bp-1496bp片段中存在一个正调控元件,它们的存在可控制基因在气孔中的表达。     

拟南芥ICEl基因转化水稻的进一步研究

利用农杆菌介导的转基因技术,成功地将由启动子(35S和rd29A)调控的拟南芥ICEI基因导入垦鉴稻10号中,经PCR和Southern检测确认目的基因已整合到水稻基因组中.潮霉素抗性测定结果表明,与未转基因水稻相比,T1代表现出对潮霉素较高的抗性和孟德尔式的单位点遗传;抗寒能力检测结果表明,在同等低温胁迫条件下T1代转基因株系的死亡率明显低于未转基因对照;脯氨酸含量测定结果表明,低温处理后T1代植株脯氨酸含量增幅明显高于未转基因对照;上述结果表明,转ICEl水稻提高了抗寒能力.     

受MeJA诱导的烟草GTs基因启动子的克隆及转化

中南民族大学生命科学学院生物技术国家民委重点实验室袁磊。刘学群。王春台利用已克隆的1个甲基茉莉酸（MeJA）诱导的糖基转移酶（GTs）基因,以PCR扩增得到该基因启动子序列,其长度约为1．4kb。用改造后的双元载体pCAMBIA1301与GTs基因启动子连接,构建了含目的启动子与GUS基因的融合基因质粒pCAP—GUS,通过根癌农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草W38后,     

Internet Resources for Gene Expression Analysis in Arabidopsis thaliana

The number of online databases and web-tools for gene expression analysis in Arabidopsis thaliana has increased tremendously during the last years. These resources permit the database-assisted identification of putative cis-regulatory DNA sequences, their binding proteins, and the determination of common cis-regulatory motifs in coregulated genes. DNA binding proteins may be predicted by the type of cis-regulatory motif. Further questions of combinatorial control based on the interaction of DNA binding proteins and the colocalization of cis-regulatory motifs can be addressed. The database-assisted spatial and temporal expression analysis of DNA binding proteins and their target genes may help to further refine experimental approaches. Signal transduction pathways upstream of regulated genes are not yet fully accessible in databases mainly because they need to be manually annotated. This review focuses on the use of the AthaMap and PathoPlant^® databases for gene expression regulation analysis and discusses similar and complementary online databases and web-tools. Online databases are helpful for the development of working hypothesis and for designing subsequent experiments.     

Herbicide Safener-Inducible Gene Expression in Arabidopsis thaliana

The potential use of a new chemical-inducibie gene expressionsystem in Arabidopsis thaliana has been examined. The systemis based on the maize In2-2 promoter which is activated by benzenesulfonamideherbicide safe-ners. Plants transformed with the ß-glucuronidase(gus) reporter gene under the control of the In2-2 promoterwere grown in the presence of different safeners and the inducedGUS activity pattern was studied histochemically. In the absenceof safeners, the In2-2 promoter was not active. Applicationof different safeners induced distinct gus expression patterns,including expression in the root, hy-dathodes, and the shootapical meristem. Plants maintained continuously on inducingconcentrations of the safeners were retarded in growth. Thegrowth inhibition effects of the Sa5 safener could be overcomein a sul-fonylurea-resistant background. In2-2 promoter activitycould also be induced by the sulfonylurea herbicide chlor-sulfuron.In the sulfonylurea-resistant background, which derives fromherbicide-resistant acetolactate synthase activity, inductionof the In2-2 promoter by chlorsulfuron was lower. Furthermore,branched-chain amino acids, known to inhibit acetolactate synthaseactivity, also induced In2-2 promoter activity. Our data suggesta strong correlation between In2-2 expression and inhibitionof the acetolactate synthase activity. (Received November 12, 1996; Accepted February 21, 1997)     

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。     

AHA1转基因拟南芥的抗铝性生理解析

AHA1基因是植物体内编码质膜H⁺ATPase的一个重要基因,参与植物的生长发育与抗逆胁迫反应.本文以AHA1转基因型及其野生型拟南芥为材料,研究了铝胁迫对拟南芥养分吸收、抗氧化胁迫和有机酸分泌的影响.结果表明：Al降低了拟南芥根系对N、K、Ca和Mg的吸收,但增加了根系对P的吸收,且AHA1转基因型拟南芥比野生型积累更多的P和较少的Al.铝胁迫诱导拟南芥抗氧化酶SOD和POD活性增加,转基因型与野生型之间没有明显差异.Al对拟南芥有机酸分泌具有明显的诱导作用,且AHA1转基因型分泌较多的有机酸.质膜H⁺ATPase的活性抑制剂钒酸盐对拟南芥有机酸分泌具有明显的抑制作用;而Zn²⁺、Mg²⁺可促进Al对拟南芥有机酸分泌的诱导,并部分恢复钒酸盐的抑制效应.说明AHA1基因通过增加拟南芥根系对P的吸收以及有机酸分泌,提高了植物的抗铝性.     

光敏启动子控制的酵母Hem1基因在烟草中表达

拟南芥hemA1基因启动子是一种光响应型启动子,它控制着植物体内5-氨基乙酰丙酸(ALA)昼夜节律型合成.将该启动子与酿酒酵母Hem1基因构建的二价载体转入烟草中,获得转基因植株.以转二价基因的烟草T0代种子为材料,用不同浓度卡那霉素(Km)溶液浸种,结果显示,种子发芽率和子叶绿化率随着Km浓度升高而降低.将1 000 mg·L-1Km溶液中长出的162株抗性植株移植至盆钵中培养,GUS检测出的阳性比率为92%.用特异引物PCR法检测Km抗性-GUS阳性植株,发现含有拟南芥HemA1基因启动子的比率为92.5%,含有酿酒酵母Hem1基因的比率为88%,含有二价重组基因的比率为84.2%.RT-PCR检测表明,Hem1基因在黑暗中的表达量明显低于光照下,证明光敏启动子有效地控制了结构基因Hem1的表达.生理指标分析表明,与野生型相比,转基因植株ALA合成速率、叶绿素含量明显增加,叶绿素b/a比值提高.野生型植株基部叶片SPAD值显著降低,而转基因植株基部叶片SPAD值保持较高水平.以上结果说明,外源二价基因已经成功整合到烟草基因组中,并且能够在光照条件下过量表达,合成过量ALA.     

拟南芥鼠李糖合成酶基因AtRHM1启动子区葡萄糖应答调控元件的鉴定

植物中,UDP-L-鼠李糖是细胞壁骨架的主要成分,由鼠李糖合成酶催化底物UDP-α<,-D->葡萄糖合成.本实验从拟南芥基因组中分离了鼠李糖合成酶基因AtRHM1 1058bp的启动子序列并对启动子5'端进行了不同长度的缺失.将全长启动子及不同缺失启动子与GUS报告基因进行融合后转化野生型拟南芥,获得了一系列转基因植株.启动子缺失分析结果表明,AtRHM1基因在转录水平上受葡萄糖的诱导,参与葡萄糖应答反应的顺式调控元件位于启动子的-931 bp～-752bp区域.     

拟南芥CHS 基因表达的实时荧光定量PCR 检测

在简要介绍实时荧光定量PCR反应和定量原理的基础上, 采用TaqMan荧光定量PCR技术, 研究了UV-B辐射对拟南芥(Arabidopsis thaliana)CHS(查耳酮合成酶基因)表达的诱导, 获得了与传统Northern杂交一致的结果。实时荧光定量PCR用于基因表达的定量检测, 具有特异性强、自动化程度高、高效快捷, 避免使用放射性同位素, 能同时对多个样品中的起始模板进行准确定量等特点, 因此该方法已逐渐被广泛用于基因表达的定量分析。