拟南芥AtNCED2基因启动子区域序列克隆及其活性分析

目的:克隆拟南芥AtNCED2基因启动子区域序列,并分析其组织器官特异性及对外界刺激的响应.方法:通过PCR从拟南芥基因组中克隆AtNCED2基因5'侧翼2295bp启动子区域序列(AtNCED2p),并进行生物信息学分析.构建AtNCED2p驱动GUS的植物双元表达载体pAtNCED2p::GUS,通过根癌农杆菌介导法将其转化野生型拟南芥,检测转基因植侏中GUS表达的组织器官特异性.结果:该启动子序列中存在TATA-box、CAAT-box、根器官特异性元件、ABA响应元件、低温响应元件、昼夜节律响应元件等顺式作用元件.GUS活性主要集中在转基因拟南芥根尖及侧根发生部位.外源ABA处理的转基因植株根中GUS活性为174.8nmol 4-MU min-1 mg-1蛋白,明显高于对照值91.7nmol 4-MU min-1mg-1蛋白.结论:AtNCED2基因可能在根的生长和发育中起作用,且外源ABA处理增强其在根中的表达.     

农杆菌介导玉米胚性愈伤的遗传转化研究

利用3种不同类型的农杆菌菌株C58、LBA4404和EHA105携带外源GUS基因分别侵染玉米自交系齐319和18(红)胚性愈伤.结果显示,不同的菌株和自交系间的搭配,其遗传转化效率差异很大,GUS瞬时表达率呈极显著差异(F=24.92**),抗性愈伤率也呈极显著差异(F=19.43**).其中,EHAl05-齐319组合遗传转化效率最高,其GUS瞬时表达率平均为55.5%,最高可迭71.1%;其抗性愈伤率平均为14.4%,最高可达20%;对22株转基因To代抗性植株进行PCR检测,其中PCR呈阳性植株有11株,阳性率为50%.进一步对此22株To代抗性植株进行叶片组织化学染色分析,结果显示,PCR呈阳性的植株中均有GUS基因表达.从而证明,外源GUS基因在转基因玉米To代植株中得到稳定表达,而且验证了PCR检测结果和GUS表达分析结果的一致性.     

非生物胁迫对花生叶片AhNCED1蛋白表达的影响

AhNCED1(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase 1 in Arachis hypogaea L.)是调控花生ABA(abscisic acid)生物合成的关键限速酶.利用Western blotting研究不同非生物胁迫对花生叶片AhNCED1蛋白表达的影响.结果表明渗透胁迫引起叶片AhNCED1蛋白表达快速(1 h)增加,ABA含量不断升高;NaCl处理后叶片AhNCED1蛋白在胁迫中期(7 h)表达增加,胁迫10 h时ABA含量显著升高;低温处理后叶片AhNCED1蛋白在胁迫后期(10 h)表达增加;高温胁迫后AhNCED1蛋白表达无明显变化.说明花生在感受(高渗、高盐、低温)等非生物胁迫后可能通过激活AhNCED1蛋白的表达,促使花生内源ABA水平升高以适应外界环境.     

转基因白桦中GUS基因表达的定量分析

以转基因白桦（Betula platyphylla）为材料,采用单酶切结合Southern杂交的方法揭示不同转基因植株中GUS基因的整合拷贝数为1—4个。采用组织化学染色法定性分析不同整合方式转基因白桦植株中GUS基因的表达。结果表明,11个转基因植株中有2株出现了GUS基因沉默,其余植株均有不同水平的GUS表达。在此基础上应用分光光度法定量分析不同拷贝数的GUS转基因白桦中β-葡萄糖醛酸酶活性。结果表明,在11个转基因尢性系中除2个株系的GUS基因沉默外,其它9个转基因植株中GUS酶活力差异明显,但这种差异与GUS基因的拷贝数没有必然联系。     

厚藤脱水素基因IpDHN启动子IpDHN-Pro的克隆和调控转录活性分析

为了解厚藤(Ipomoea pes-caprae)脱水素基因IpDHN (GenBank登录号:KX426069)启动子的转录活性和对非生物胁迫和植物激素ABA的响应,通过染色体步移法克隆了IpDHN的上游启动子序列IpDHN-Pro,长度为974 bp。构建IpDHN-Pro调控下GUS转基因载体,转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株获得IpDHN-Pro::GUS转基因植株并进行GUS染色,验证IpDHN-Pro启动转录活性以及在氯化钠、甘露醇、ABA处理后拟南芥GUS基因表达变化。结果表明,扩增获得的IpDHN-Pro序列包含多个顺式作用元件,包括1个ABRE、3个Myb转录因子结合位点、富含TC的重复序列以及Skn-1基序等。转基因拟南芥GUS染色及qRT-PCR表明该序列可驱动GUS基因在拟南芥稳定表达,且表达受高盐、渗透压及ABA的诱导。这表明IpDHN-Pro是一个盐旱、ABA诱导的启动子序列,可应用于相关的植物抗逆遗传工程研究。     

转基因白桦中GUS 基因表达的定量分析

以转基因白桦(Betula platyphylla)为材料, 采用单酶切结合Southern杂交的方法揭示不同转基因植株中GUS基因的整合拷贝数为1-4个。采用组织化学染色法定性分析不同整合方式转基因白桦植株中GUS基因的表达。结果表明, 11个转基因植株中有2株出现了GUS基因沉默, 其余植株均有不同水平的GUS表达。在此基础上应用分光光度法定量分析不同拷贝数的GUS转基因白桦中b-葡萄糖醛酸酶活性。结果表明, 在11个转基因无性系中除2个株系的GUS基因沉默外, 其它9个转基因植株中GUS酶活力差异明显, 但这种差异与GUS基因的拷贝数没有必然联系。     

cAMP 参与烟草悬浮细胞的ABA信号转导

ABA诱导型启动子(rd29A)重组到报告基因(GUS)的上游构建表达载体.通过农杆菌介导转化烟草,获得转基因植株.将转基因植株诱导愈伤组织,建立稳定、均一的转rd29A-GUS融合基因的悬浮培养细胞系.用ABA处理悬浮细胞24 h后GUS活性显著升高,说明外源ABA能够诱导rd29A启动子的表达,获得了用于ABA信号转导研究的实用细胞系.在ABA激活表达的细胞介质中加入尼克酰胺(cADPR合成酶的抑制剂)或U73122(PLC抑制剂)只能部分抑制ABA的效应,但如果加入蛋白激酶抑制剂K252a,抑制效果达95%以上.用可跨膜的cAMP的类似物8-Br-cAMP处理细胞发现,它能代替ABA的作用;当介质中加入1 mmol/L IBMX(磷酸二酯酶的抑制剂)增加cAMP的稳定性,发现低浓度的8-Br-cAMP与ABA相同的效应.以上结果表明cAMP参与了烟草悬浮细胞中ABA信号的传递.     

苹果6-磷酸山梨醇脱氢酶基因启动子逆境诱导表达特性研究

为研究6-磷酸山梨醇脱氢酶(sorbitol-6-phosphate dehydrogenase,S6PDH)基因启动子(S6PDHp)的逆境诱导表达特性,利用Gateway技术构建了S6PDH基因启动子区5'端系列缺失体与GUS基因的融合表达载体,并通过农杆菌介导法转化拟南芥。对转基因拟南芥进行低温和外源ABA处理,通过GUS蛋白活性变化分析S6PDHp的逆境诱导表达特性。研究结果发现,通过Gateway技术构建了4个S6PDHp 5'端系列缺失体与β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因的融合表达载体(pGWB433-S6PDHp1、pGWB433-S6PDHp2、pGWB433-S6PDHp3和p GWB433-S6PDHp4)并获得了相应的转基因拟南芥。对转基因植株进行低温处理后发现,p GWB433-S6PDHp3转基因植株中的GUS活性增幅最大,达到显著水平,而其他转基因植株中的GUS活性基本保持不变。外源ABA处理后发现,除p GWB433-S6PDHp4外,其余启动子缺失体转基因拟南芥中GUS活性显著升高。以上结果表明,低温和外源ABA能够诱导S6PDHp的表达,但不同的缺失体响应程度不同,意味着在S6PDHp序列(-2 396bp至-236bp)中可能存在着响应逆境胁迫的正负调控顺式作用元件。     

转ChIFN-γ基因油菜植株的建立

干扰素(interferons, IFNs)是一类抗病毒、抗肿瘤、抗细胞增殖等作用的高活性、多功能诱生性糖蛋白.采用农杆菌介导法将含鸡γ 干扰素 (chicken interferon-γ, ChIFN-γ) 基因的植物表达载体pSW NGN导入油菜下胚轴和子叶柄. 经筛选和分化,获得了62株抗性再生植株, 通过葡糖醛酸酶GUS (β-glucuronidase,GUS)活性检测、PCR检测及Southern杂交检测,确定获得2株单拷贝转ChIFN-γ 基因油菜. ELISA定量检测转基因植株中的ChIFN-γ 蛋白.结果表明,转基因植株ChIFN-γ 蛋白表达量最高可达1 120 pg/g鲜重.该研究为植物生物反应器生产ChIFN-γ 口服疫苗蛋白的开发及应用奠定了基础.     

水稻OsBP-73基因表达需要其内含子参与

该实验室以前的研究表明,水稻OsBP-73基因含有2个外显子和1个长度为2 471 bp的内含子.该文报告用OsBP-73基因ATG翻译起始密码子(在第1外显子中)上游序列(1- 818～ 215)与GUS基因构成嵌合质粒pRSSl,将该质粒转化水稻后,在抗性愈伤组织和转基因植株中未能检测到GUS基因的表达.只有用含有完整的内含子及其上游序列(1 818～ 2 844)与GUS基因构成嵌合质粒(p13GNF)时,才能在p13GNF的转基因抗性愈伤组织和植株中检测到GUS基因的表达.实验还证明,单是内含子序列并不能驱动GUS基因在转基因水稻中表达.由此推测:OsBP-73基因的启动子序列驱动基因表达时,需要基因内含子的参与.