油葵种子特异性基因HaAP10启动子克隆及功能验证

为研究植物脂质转移蛋白基因HaAP10启动子能否在油葵种子中驱动外源基因特异性表达,从油葵(Helianthus annuus L.)基因组DNA中采用PCR技术克隆了HaAP10基因上游的调控序列964bp.序列分析结果表明,964bp核苷酸序列与报道序列同源性99%,包含TATA-box等基因表达的重要特征元件及种子特异表达所必需的核苷酸序列.将其与β-葡糖苷酸酶(β-glucuronidase,GUS)基因融合构建植物表达载体,并利用花粉管通道法转化油葵获得转基因植株,通过PCR鉴定和组织化学染色进行分析.PCR扩增初步证明目的片段已整合到油葵基因组中,组织化学分析表明HaAP10基因启动子能够驱动GUS基因在种子中特异表达,而在根、茎和叶中无GUS活性.结果表明HaAP10基因上游964bp片段可驱动外源基因在油葵种子中特异性表达,具有种子特异性启动子的功能,为油葵植物生物反应器的构建提供了优良的基因资源,同时也为油葵的油脂基因工程改良提供了基因资源.     

水稻花粉特异性启动子的克隆与表达

利用PCR技术,从水稻幼苗总DNA中扩增并克隆了一段DNA片段。将该片段与报告基因GUS基因融合,构成植物表达载体。经农杆菌转化烟草萌发花粉,共培养约24h后,作瞬时表达检测。结果表明,该克隆片段具有启动子功能。DNA序列分析表明,该克隆片段长度为526bp,含有TATA盒及CAAT盒。与原基因（PSI）启动子序列比较,同源性为52％。部分顺式调控元件相同。     

水稻花药特异表达基因启动子的扩增及克隆

采用ＤＮＡ聚合酶链式反应扩增技术，以水稻黄化苗总ＤＮＡ为模板成功地扩增到水稻花约特异表达基因扇动２子Ｏｓｇ６Ｂ的７７０ｂｐ和９６０ｂｐ两个片段Ｏｓｇ６Ｂａ和Ｏｓｇ６Ｂｂ。并将其克隆到ｐＵＣ１８上形成完整的Ｏｓｇ６Ｂ，这为通过基因工程方法进行水稻杂种优势利用奠定了基础。     

水稻花发育相关MADS-box基因的克隆

以水稻幼穗总ＲＮＡ为模板,利用３′－ＲＡＣＥ克隆了８个接近于全长的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ 基因的ｃＤＮＡ．在ＧｅｎＢａｎｋ 的数据库中查询表明,其中２个ＦＤＲＭＡＤＳ１,ＦＤＲＭＡＤＳ２分别与已报道的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ 基因Ｏｓ－ＭＡＤＳ５和ＯｓＭＡＤＳ４５有极高的同源性,另外６个为新的尚未见报道的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ 基因．系统进化树分析表明ＦＤＲＭＡＤＳ１,ＦＤＲＭＡＤＳ２和ＦＤＲＭＡＤＳ４可能与Ｃ组基因的功能相关;ＦＤＲＭＡＤＳ３,ＦＤＲＭＡＤＳ６和ＦＤＲ－ＭＡＤＳ７可能与Ａ 组基因的功能相关     

甜瓜果实特异性表达黄瓜素基因启动子区的克隆和序列分析

黄瓜素(cucum is in)是甜瓜类枯草杆菌丝氨酸蛋白酶,其表达具有果实特异性.应用PCR方法从甜瓜基因组DNA中扩增出该基因自转录起始位点至上游一段长310 bp片段,并将其克隆到pUC 19载体中,序列分析表明该序列与已报道的相应序列完全相同,且具有TATA-box、CAAT-box、G-box、I-box-like和增强子元件TGTCACA等功能域,具有典型的果实特异性启动子特征.成功获得甜瓜果实特异性表达基因的启动子,为下一步实现外源基因在甜瓜果实中特异表达奠定基础.     

高等植物基因特异性启动子的研究进展

高等植物组织特异性启动子已成为现代生物学研究的热点,目前为止还没有系统地将高等植物组织特异性启动子分类,文章大致将其分为维管组织特异性、果实特异性、种子特异性、花器官特异性以及根、茎、叶特异性启动子五大类,并对它们目前的研究现状进行了综述。     

拟南芥逆境诱导型启动子rd29A的克隆及活性检测

以拟南芥基因组DNA为模板,通过特异PCR扩增,克隆逆境诱导表达启动子rd29A。序列分析表明,该启动子与NCBI上已报道rd29A的启动子有9964%的同源性,其序列含有干旱诱导表达元件DRE和ABA作用元件ABRE等顺式作用元件。用rd29A启动子替换pBI121载体上的35S启动子构建新的载体pBrd-GUS,并以农杆菌介导法将其转入烟草。转基因烟草的GUS组织化学染色及PCR分析结果表明,在低温、干旱及高盐等胁迫诱导下,rd29A启动子可增强GUS基因表达,因此,rd29A启动子可应用于植物抗逆基因工程研究。     

水稻花发育相关MADS—box基因的克隆

以水稻幼穗总ＲＮＡ为模板,利用３’－ＲＡＣＥ克隆了８个接近于全长的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因ｃＤＮＡ。在ＧｅｎＢａｎｋ的数据库中查询表明,其中２个ＦＤＲＭＡＤＳ１,ＦＤＲＭＡＤ＃２分别与已报道的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因ＯＳＭＡＤＳ５和ＯｓＭＡＤ４５有极高的同源性。另外６个为新的未见报道的的水稻ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因。     

2个水稻花发育相关MADS-box基因的全序列cDNA克隆及结构分析

一组具有MADS-box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作用．以水稻广陆矮4号(Oryza sativa L．Guang-Lu—Ai No．4)幼穗总RNA为模板，根据MADS-box保守区的序列设计简并性引物。利用3′-RACE的方法获得了2个新的水稻花发育相关MADS-box基因，分别命名为FDRMADS3和FDRMADS4；并利用5′-RACE的方法获得了该2个基因完整的cDNA序列，包括完整的编码区，5′-UTR和3′-UTR．它们编码的蛋白质都具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区，其与水稻中其他家族成员的MADS-box结构域同源性高达90％以上，这说明它们都是典型的MADS-box基因．     

CMV启动子克隆及其在植物体内的表达

根据细胞肥大病毒CMV启动子基因序列设计引物,PCR扩增目的基因后,利用基因重组技术成功构建具有Kan抗性和GUS intron报告基因的植物表达载体LpPCG,并将重组质粒转化到烟草叶片中.通过CMV启动子指导的GUS intron基因在烟草叶片内的瞬时性表达,比较了其植物表达特性.结果表明:CMV启动子可启动GUS在植物体内的表达,其表达活性相当于2×35S启动子的(80.4±26.6)％.     

毛白杨4CL基因启动子的克隆及初步功能分析

4CL(4-coumarate:CoA ligase,4-香豆酸:辅酶A连接酶)在植物木质素合成途径中催化羟基香豆酸生成羟基肉桂酰CoA,主要在木质部中表达,对植物木质素生物合成具重要调控作用.为研究4CL基因启动子在转基因植物中的表达特性,探索其在植物基因工程研究中的潜在应用价值,利用PCR方法从毛白杨基因组DNA中扩增得到了4CL启动子片段.序列分析表明与美洲山杨(P.tremuloids)的4CL启动子同源性为95%.采用生物信息学方法对该序列进行分析.与GUS基因融合构建双元表达载体,转化烟草的瞬时表达检测可见明显GUS活性.     

水稻OsGASR4基因及其启动子的克隆与表达分析

对前期克隆的水稻GAST基因家族新成员OsGASR4开展研究,利用DNAMAN软件分析水稻OsGASR4进化树;检测GA处理野生型和d 18水稻突变体后OsGASR4表达变化;利用RT PCR方法分析该基因的时空表达特性;克隆了该基因上游长约2 082 bp调控序列,并利用网络工具预测启动子顺式作用元件,构建OsGASR4启动子GUS融合表达载体,通过农杆菌介导的水稻遗传转化.结果表明:OsGASR4蛋白具有典型的GASA保守结构域,启动子里含有多个与激素响应元件、光诱导相关元件以及逆境胁迫响应元件;GA_3处理降低了OsGASR4转录水平;RT PCR检测和GUS染色的结果表明,OsGASR4在水稻茎和幼穗的表达量相对较高.表明OsGASR4可能作为GA信号途径的抑制因子参与水稻茎和穗的早期发育.     

Kas基因启动子区的克隆及功能初步分析

利用TAIL-PCR技术,克隆到了与辣椒素合成有关的胎座特异表达基因——3-酮酯酰．ACP合成酶基因（Kas）上游400bp的调控区域．将其全长片段与GUS基因连接构建植物表达载体并转化烟草．GUS组织化学染色表明,克隆到的440bp片段具有启动子活性．对该片段进行序列分析发现,在起始密码子ATG上游存在2个TATA-box,分别为-316～-311位的TATAAA和-224～-219位的TATAAA;在TATA-box上游还存在1个位于-378～-374处的CAAT-box,序列为CCAAT．该研究旨在为利用基因调控辣椒素的生物合成,提高辣椒果实中的辣椒素含量奠定基础．     

C57小鼠胸腺和睾丸中mPer1基因启动子区CpGs甲基化分析

利用实时定量PCR方法检测胸腺和睾丸组织中mper1基因表达时相特点,采用亚硫氢酸修饰法对两种组织两个时间点该基因2个启动子区域5个E-box CpGs甲基化情况进行研究.结果显示:C57 BL/6J小鼠胸腺和睾丸组织中mPer1基因表达没有显著波动性,mPer1基因启动子区CpGs呈低甲基化状态(<10%).两种组织中E3和E4甲基化频率存在显著差异(P<0.01).在睾丸中,不同时间点E3和E4甲基化频率有显著变化(P<0.01).说明在睾丸中,mPer1启动子E-box3的甲基化状态能够随时间波动.但在胸腺和睾丸中,甲基化并不是mPer1基因调节的主要方式.     

C57小鼠胸腺和睾丸中roPer1基因启动子区CpGs甲基化分析

利用实时定量PCR方法检测胸腺和睾丸组织中roPer1基因表达时相特点,采用亚硫氢酸修饰法对两种组织两个时间点该基因2个启动子区域5个E-boxCpGs甲基化情况进行研究．结果显示：C57BL／6J小鼠胸腺和睾丸组织中mnrl基因表达没有显著波动性,roPer1基因启动子区CpGs呈低甲基化状态（〈10％）．两种组织中E3和E4甲基化频率存在显著差异（P〈0．01）．在睾丸中,不同时间点E3和E4甲基化频率有显著变化（P〈0．01）．说明在睾丸中,roPer1启动子E-box3的甲基化状态能够随时间波动．但在胸腺和睾丸中,甲基化并不是roPer1基因调节的主要方式．     

利用RNAi沉默技术对水稻OsHAD1基因的功能分析

生物信息学分析推测了水稻OsHAD1基因属于HAD(haloacid dehalogenase)超级家族水解酶.为研究其功能,本实验设计构建了OsHAD1-RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻,成功获得了转基因植株.结果表明,转基因植株与野生型(日本晴)相比,转基因植株从T0代到T2代结实率均有20%～50%的降低;实时荧光定量PCR分析显示,T2代独立转基因植株中OsHAD1基因的表达量均有50%以上的下调;花粉染色结果显示,转基因植株花粉染色异常,败育率高,平均败育率达71.19%;石蜡切片结果显示,转基因植株花粉形状不规则,在花粉囊中排列松散,并且植株表现出明显的雄性不育.因此,推测OsHAD1基因参与水稻的生殖发育.     

拟南芥糖基转移酶基因UGT71C5启动子的克隆和功能分析

通过PCR扩增,从拟南芥中克隆到长度为903 bp的UGT71C5基因启动子,并构建了此种启动子与GUS嵌合的重组载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥,得到转基因拟南芥,并且通过启动子分析软件对全序列进行分析,发现在该段序列中含有典型的TATA-box、CAAT-box和光应答元件GT1、干旱应答元件ERD等一些顺式作用元件.利用分光光度法测定转基因植株在光照、干旱和ABA等胁迫处理下的GUS酶活力,结果表明：转基因植株的GUS酶活力介于野生型和35S阳性对照之间,与正常条件下生长的转基因植物相比,光照处理     

水稻RSSG8基因启动子与GUS融合基因的构建及在烟草中的瞬间表达

使用染色体步移(Genome walking)法，从籼稻(Oryza sativa subsp．indica)桂朝2号基因组中克隆到长度为471bp的水稻精细胞优势表达基因RSSG8的启动子片段R8PN，并进行了全序列测定和分析．该段序列中含有3个CAAT-box，6个Gobox和多种植物顺式作用元件，但没有发现典型的TATA-box，推测为一种特殊的启动子结构，为了鉴定RSSG8基因的基本启动子元件，将二条长度不同的5’端侧翼区缺失体(分别长471bp，260bp)定向插入载体pBI121中，取代原有的CaMV 35S启动子，构了驱动报告基因GUS的植物表达载体pRGUS1，pRGUS2，通过农杆菌介导的瞬时表达法转化烟草叶片和花粉，快速鉴定启动子片段中起关键作用的区域，结果显示两个缺失片段都能启动GUS的表达，可以初步判定这两个片段具有启动子功能。     

拟穴青蟹ANT2基因的克隆与低温胁迫表达分析

腺苷酸转移酶(ANT)是线粒体中最丰富的蛋白质之一,其主要作用是介导ADP/ATP在细胞质和线粒体基质之间的运输.为探讨该基因在拟穴青蟹(Scylla paramamosain)低温适应中的作用,采用反转录PCR(RT-PCR)、cDNA末端快速扩增技术(RACE)等技术,从拟穴青蟹中获得了ANT2的cDNA全长序列,并运用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测了ANT2在不同组织和不同温度下的表达谱.该序列全长1 348bp,开放阅读框(ORF)为930bp,编码309个氨基酸残基.同源分析显示,该蛋白具有3个保守的线粒体跨膜功能结构域,形成能量分子传导转运通道,催化细胞质中ADP和线粒体内ATP的跨膜交换.qPCR结果表明ANT2基因在拟穴青蟹多个组织中均有表达,且表达量不同,表明ANT2基因具有组织表达特异性.第1期仔蟹在10,15,20,25℃不同温度条件下,在1,3,12,24,36h,10和15℃组表达量显著低于20和25℃组(p0.05);且在1,3,6,12,24h,10℃组的表达量显著低于15℃组表达量(p0.05).15℃组在48h内,ANT2呈现高低起伏的表达模式.拟穴青蟹第1期仔蟹ANT2基因表达变化,提示该基因与能量代谢功能相关,可能参与拟穴青蟹低温胁迫应答.     

水稻精细胞基因RSSG58启动子的克隆分析及表达载体构建

根据分布的水稻基因组测序的比较和水稻精细胞优势表达的RSSG58基因cDNA序列，以水稻品种“桂朝2号”黄化苗组DNA为模板，用PCR方法克隆出RSSG58在起始密码子以前的上游调控序列Pr58，经过Pr58启动子进行的鉴定和分析表明，具备大多数高等植物启动子的保守元件，预计它的RSSG58基因在特异表达方面具有一定的作用。为了鉴定RSSG58基因的基本启动子元件，将RSSG58基因5′侧翼序列做缺失片段分析，由PCR从Pr58中得以3个不同大小两端带有HindⅢ，BamHⅠ酶切位点的片段Pr58Ⅰ，Pr58Ⅱ和Pr58Ⅲ，定向插入载体pMGFP4(pBI221改建，报告基因为GFP）中，取代原有的CaMV35S启动子，构建了由驱动报造基因GFP的植物表达载体pRGFPⅠ，pRGFPⅡ和pRGFPⅢ，用于农杆菌介导法水稻遗传转化。其目的是为进一步在模式植物中研究其表达功能奠定基础。