35S驱动Pib基因启动区和编码区的转基因初步分析

将包含Pib基因启动区及下游完整编码区的9.9 kb DNA片段克隆到双元载体pPZP2Ha3(+)中, 构建了35S驱动的正义表达载体pNAR701(20.3 kb); 同时将Pib基因编码区6 986~9 392 bp之间的DNA片段, 克隆到双元载体pPZP2Ha3(-)中, 构建了35S驱动的反义表达载体pNAR703(12.8 kb); 用农杆菌介导法转入中感稻瘟病水稻品种R109中。PCR、Southern blot鉴定以及转基因T0代种子的潮霉素抗性鉴定证明, 目的基因已经整合到R109基因组中, 并能在后代稳定遗传。Northern blot分析表明含有启动区及下游完整编码的Pib基因片段在35S驱动下能够在转基因后代中表达。对T1代苗期转基因植株和分蘖期离体叶片进行抗稻瘟病初步分析, 结果显示pNAR701转基因植株对稻瘟病生理小种ZD1和ZG1的抗性较对照增强, 而转反义片段的pNAR703转基因植株对稻瘟病的抗性较对照减弱。     

Pib启动子中茉莉酸和乙烯响应元件的转基因分析

水稻Pib基因的表达受茉莉酸、乙烯等激素诱导, 为了确定该基因启动子响应茉莉酸和乙烯诱导的必需区域, 进一步阐明茉莉酸和乙烯响应分子元件, 文章用PCR制备了Pib全长启动子-3 572~2 bp及3个5′端有不同长度缺失的Pib启动子片段-2 692~2 bp、-1 335~2 bp、-761~2 bp。4个不同长度Pib启动子分别置换掉双元质粒中gus基因上游的35S构建为重组质粒, 经农杆菌介导转入水稻获得转基因植株。转基因水稻中gus活性的蛋白质水平和mRNA水平的定性和定量分析结果表明, 全长Pib启动子(-3 572~2 bp, pNAR901)启动活性最强, 茉莉酸或乙烯诱导6 h后, 其驱动gus基因在转基因植株各部组织中的表达量明显上升。而-3 572~-2 692 bp区段序列缺失后不但Pib启动子启动活性显著降低而且也丧失了对茉莉酸和乙烯的诱导活性。pNAR902(-2 692~2 bp),pNAR903(-1 335~2 bp)和pNAR904(-761~2 bp)中的Pib启动子序列的缺失长度相差达2倍和3倍以上, 但其对茉莉酸和乙烯的诱导响应没有区别。这些结果显示3个Pib启动子缺失体构建中, 其共同缺失序列即-3 572~-2 692 bp区域是Pib启动子茉莉酸和乙烯诱导响应的必需区域。软件检索证实, Pib启动子序列中只在上述共同缺失区段之内的-2 722 bp处有一个GCCGCC基序。文章报道的转基因实验表明GCCGCC基序可能是Pib基因中有关茉莉酸和乙烯诱导响应的顺式分子元件。