为对比不同的植物抗病相关基因对植物免疫激发子的响应强度,筛选出响应强度较高的报告基因,从拟南芥中克隆5个植物免疫相关基因(WRKY33、FRK1、WRKY29、PR2和PDF1.2)的启动子序列,构建目的基因启动子驱动的萤光素酶(Luciferase,LUC)表达载体,并将其转化到拟南芥原生质体中瞬时表达;经植物免疫激发子(FLG22与PEP1)处理后,进行LUC活性检测,判断目的基因启动子的激活情况,分析上述目的基因启动子对免疫信号分子的响应强度。结果显示:经FLG22与PEP1处理后,拟南芥原生质体细胞中WRKY33响应强度为最高,与对照相比分别上调11.2与4.5倍,WRKY29响应强度次之,分别为对照的10.0与3.1倍;与WRKY相比,FRK1响应强度明显降低,而PR2与PDF1.2均无明显响应。上述结果表明在拟南芥原生质体瞬时表达体系中WRKY33可高效响应植物免疫激发子,pWRKY33::LUC原生质体表达体系可作为一种高效的PTI反应报告系统,用于新型植物免疫激发子的筛选鉴定。

为探明ZmCBL1和ZmCBL9在玉米中的表达调控及功能的差异,克隆了ZmCBL1和ZmCBL9的启动子区域。PlantCARE分析显示,2个启动子中含有多个响应干旱、光照、ABA等的顺式调控元件;GUS活性分析显示ZmCBL1和ZmCBL9不受低温胁迫的诱导,而受甘露醇、黑暗和ABA处理的诱导,但其表达强弱稍有不同;ZmCBL1和ZmCBL9对GA3和损伤处理的响应也存在差异,这与它们序列中存在着不同的调控元件有关。除了在某些胁迫诱导下的表达存在差异外,这2个启动子在器官(组织)和发育阶段中的表达也具有差异,仅ZmCBL1的启动子在花丝和柱头中表达。本研究结果暗示在不同逆境胁迫及发育阶段,ZmCBL1和ZmCBL9的功能可能存在一定的冗余,但也存在明显的差异。

为鉴定AtHAK5启动子中的功能域,并进一步确定对应的转录因子。将AtHAK5编码拟南芥高亲和性钾转运体6个不同长度的启动子片段克隆到双元表达载体pORE R1中β-葡萄糖醛酸酶(GUS)报告基因的上游,构成promoter AtHAK5∶∶GUS融合基因。通过农杆菌侵染野生型拟南芥花序,得到稳定表达该融合基因的T3转基因种子。通过基于GUS活性的组织化学染色法,对这些来自T3转基因种子、经过低钾处理的幼苗进行分析,确定AtHAK5启动子中感应低钾环境的顺式作用元件位于起始转录上游-471～-267范围内。

以拟南芥基因组DNA为模板,通过PCR扩增得到逆境胁迫诱导表达基因rd29A的启动子片段,将其克隆到pUC19质粒中进行序列分析。结果表明,获得的启动子片段大小为937bp,与已报道的该启动子序列比较,其核苷酸序列同源性为99.8%。

目的克隆获得番茄根特异表达启动子,为利用基因工程技术创制番茄新种质奠定基础。方法利用Clontech公司的基因组步移(genome walking)技术,扩增番茄根特异表达基因LeGRP2的上游调控序列,并构建植物表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥,以GUS为报告基因研究该调控序列的组织表达特异性。结果以番茄基因组DNA为模板,经过2次基因组步移,获得了LeGRP2基因上游1959bp的调控序列(GenBank登录号:EU262719),分析发现含有9个与根特异表达相关的顺式作用元件ROOTMOTIFTAPOX1。转基因拟南芥的组织化学染色分析表明,GUS基因主要在拟南芥的根部特异表达。结论...

植物先天免疫的分子基础是位于植物细胞膜的受体蛋白对病原菌特有分子模式的特异识别。脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌细胞壁的核心组分,可以被动物细胞质膜的TLR4复合物识别。为了探索植物细胞识别LPS的受体,用动物TLR4氨基酸序列比对拟南芥蛋白数据库,发现拟南芥AtGHR1氨基酸序列同TLR4高度类似。利用β-葡萄糖苷酸酶(GUS)报告基因和绿色荧光蛋白标记技术,发现AtGHR1在叶片和根尖中强表达,其编码蛋白位于细胞质膜。在AtGHR1基因缺失突变体atghr1叶子上,含有LPS的病原菌Pst DC3000

为发掘适用于基因工程抗病育种的鱼类启动子,通过实时荧光定量PCR实验对鲤Rab GTP酶(Ras-associated binding-GTPases 1a3,Rab1a3)基因的表达模式进行了分析,证实该基因在鳃、头肾等与机体免疫防御功能密切相关的组织内转录水平较高,且免疫激活后转录显著增强,符合基因工程抗病育种所需的外源免疫基因转录模式。从鲤细菌人工染色体文库中,使用Rab1a3基因特异引物筛选获得包含该基因区域的文库克隆,测序获得该基因完整序列,以及上下游调控序列。通过生物信息学手段,预测到长度为1

将低温诱导启动子AtRD29 a控制的GUS基因转入烟草,通过GUS活性组织染色,分析拟南芥AtRD29 a启动子在烟草植株中的表达特性;结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,并且AtRD29 a启动子在烟草中同在拟南芥中一样,不具有组织表达特异性,而是低温诱导型启动子;它在25℃常温下不表达,10℃左右为诱导临界温度,4℃左右稳定和高效表达。

从烟草中克隆到1个受甲基茉莉酸和水杨酸双重诱导的糖基转移酶基因GT-MS,将其翻译起始位点5′上游-800~+1启动子序列取代pCAMBIA1301质粒的35S启动子,构建GT-MS启动子与Gus基因融合的植物表达载体,采用花序浸染法转化拟南芥,得到阳性植株。对转基因植株进行组织化学染色,结果表明,GT-MS启动子在拟南芥不同生长发育时期及不同器官均有表达,但主要是在维管组织表达,且韧皮部的表达高于木质部。MeJA和SA诱导后GUS活性增强,Gus基因RNA表达量成倍增加。表明GT-MS启动子与在烟草中相似,在拟南芥中也受MeJA和SA诱导。

【目的】目前对植物SPL8的基因功能研究主要集中在开花和育性方面,而其在干旱胁迫响应中的作用却鲜有报道。本文克隆、分析了白桦BpSPL8启动子,并研究了BpSPL8基因在拟南芥中响应干旱胁迫的功能。【方法】通过PCR克隆技术得到了白桦BpSPL8启动子;利用PLACE和PlantCARE软件对BpSPL8启动子顺式作用元件进行了预测。构建了BpSPL8启动子驱动GUS(β-葡萄糖苷酸酶编码基因)的植物表达载体,并采用浸花法将其转化至拟南芥中;继而利用GUS染色分析了BpSPL8启动子的组织表达模式;同时对BpSPL8在PEG处理下的表达水平进行了qRT-PCR分析。最后,以过表达BpSPL8拟南芥为材料来探究BpSPL8在干旱胁迫下的生物学功能。【结果】启动子元件分析显示,BpSPL8启动子中含有组织特异表达、光响应、激素响应及多个胁迫响应元件。GUS染色结果表明,BpSPL8启动子可在拟南芥的下胚轴、叶片、叶柄、根和花序中启动GUS基因表达。BpSPL8基因在PEG处理下的野生型白桦的根和叶片中均呈现先上调后下调的表达趋势。干旱胁迫下,过表达BpSPL8拟南芥的存活率和脯氨酸含量均显著低于野生型,丙二醛含量显著高于野生型;两个已知的抗逆基因DR29B和P5CS1在干旱处理后的野生型和转基因拟南芥中均上调表达;但在转基因拟南芥中呈现出延迟上调的表达模式。【结论】异源过表达白桦BpSPL8能够降低拟南芥的耐旱性,并在干旱胁迫下影响抗性基因DR29B和P5CS1的表达模式。

【目的】从‘富士’苹果中克隆MdWRKY40,研究其在水杨酸(SA)诱导条件下的表达模式及在苹果轮纹病抗病信号通路中的作用,为进一步揭示苹果的抗病机制提供理论依据。【方法】以‘富士’苹果为试材,克隆MdWRKY40的全长CDS序列,对其进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在苹果各组织中的表达水平,及对非生物胁迫SA的响应;研究外源SA处理对苹果叶片接种轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的影响,并利用qRT-PCR检测病程相关蛋白基因的表达;将MdWRKY40在拟南芥中进行异源表达,对稳定表达的拟南芥幼苗叶片进行接菌处理,观察叶片发病程度及发病叶片数量,并采用qRT-PCR分析病程相关基因的表达;测量拟南芥幼苗的根系长度,并利用qRT-PCR检测生长素相关基因的表达。【结果】MdWRKY40包含长为858 bp完整的开放阅读框,编码286个氨基酸,预测其分子量为32.088 kD,等电点为8.15。系统进化树分析表明,MdWRKY40与白梨PbWRKY40序列相似性最高,亲缘关系最近,与拟南芥AtWRKY40在不同的分支上,亲缘关系较远,利用DANMAN软件进行MdWRKY40与AtWRKY40的多序列比对分析发现,MdWRKY40蛋白与AtWRKY40蛋白虽然都含有一个WRKYGQK保守结构域,但相似度仅为29.78%。qRT-PCR分析表明,MdWRKY40在根中的表达水平最高,在叶中的表达水平最低,并且在根、茎、叶中,SA均诱导了MdWRKY40的表达,且均呈现先升高后降低的趋势,在6 h时表达量最高;外源SA处理提高了苹果叶片对轮纹病菌的抗性,未处理的叶片发病率达92.59%,SA处理后发病率降至79.26%,并显著提高了病程相关蛋白基因MdPR2、MdPR5的表达量。与野生型相比,在拟南芥中异源过量表达MdWRKY40显著提高了拟南芥叶片对轮纹病菌的抗性,野生型拟南芥发病率达77.5%,而两个转基因拟南芥株系发病率仅为21.5%和17.4%,并显著提高了病程相关基因PR1、PR3、PR4的表达。过表达MdWRKY40的拟南芥植株根系生长受到抑制,培养7 d后转基因拟南芥主根长度分别是野生型拟南芥的39.9%和43.1%,培养10 d后主根长度分别是野生型拟南芥的58.5%和55.4%。基因表达结果显示,生长素合成相关基因AtTAA1和生长素运输相关基因AtPIN1、AtPIN2的表达水平在MdWRKY40过表达株系中显著低于野生型。【结论】MdWRKY40表达受SA和苹果轮纹病菌侵染诱导;MdWRKY40是苹果中重要的轮纹病抗病基因,该基因过表达显著提高对轮纹病菌的抗性;MdWRKY40具有调控植物根系生长发育的功能,可能通过下调生长素运输相关基因的表达影响植物根系生长发育。

通过PCR法扩增出陆地棉GhRDL1基因ATG上游1.2 kb的片段,将该片段融合GUS报告基因进行棉花、拟南芥及烟草转化。分析显示,GhRDL1基因启动子是一个棉纤维或表皮毛特异的启动子,能够驱动靶基因在单细胞的表皮毛(如棉纤维和拟南芥表皮毛)表达;在烟草表皮毛中,GUS基因在多细胞的腺毛(包括顶端的腺体细胞和柄细胞)和非腺毛中皆有表达。表明GhRDL1基因启动子是一个多功能的表皮毛特异启动子,可以用于棉花基因工程改良和植物次生代谢工程的研究。

[目的]克隆钩藤(Uncaria rhynchophylla)中马钱苷酸甲基转移酶(loganic acid methyltransferase,LAMT)基因及其启动子,对UrLAMT基因的组织表达及其对生物和非生物胁迫的响应进行分析,并对UrLAMT及其启动子的生物信息学进行分析,为进一步研究UrLAMT转录调控奠定基础。[方法]基于钩藤的转录组数据设计引物,采用PCR从钩藤cDNA中克隆UrLAMT序列,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR,分析UrLAMT在钩藤不同组织(根、茎、叶、花、果实、钩)中的表达,以及对外源茉莉酸甲酯(MeJA)、遮光/复光胁迫的响应;利用FPNI-PCR技术克隆UrLAMT上游启动子序列,并验证其活性,结合酵母单杂交试验,分析相应转录因子与UrLAMT启动子的调控关系。[结果]克隆得到钩藤UrLAMT序列,其长度为1 137 bp,共编码378个氨基酸。UrLAMT蛋白质相对分子质量为42.64 ku,理论等电点为5.76,为亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构,定位在细胞质中;UrLAMT基因在钩藤叶中表达量最高,其次为根;UrLAMT均能响应MeJA和光;其与短小蛇根草和长春花的进化关系较近。UrLAMT启动子序列长度为1 141 bp,除核心响应元件外还含有多个光响应元件,UrLAMT启动子在酵母中与光调控转录因子HY5存在相互作用。[结论]获得了UrLAMT基因及其启动子序列,其在钩藤叶中表达量最高,可能受光诱导。

【目的】鉴定牛ＭＹＯＺ１基因转录起始位点，确定牛ＭＹＯＺ１基因核心启动子区域，为进一步研究牛ＭＹＯＺ１基因的转录调控机制奠定基础。【方法】以秦川牛肌肉５′ＲＡＣＥ准备ＣＤＮＡ为模板，设计５′ＲＡＣＥ扩增试验，确定牛ＭＹＯＺ１基因转录起始位点。以秦川牛外周血基因组ＤＮＡ为模板，通过ＰＣＲ克隆获得牛ＭＹＯＺ１基因转录调控区－１ ６２８／＋６１目的片段。通过生物信息学分析软件预测可能包含的转录因子结合位点，设计逐段缺失引物，获得７个亚克隆，将其分别与ＰＧＬ３－ＢＡｓｉＣ载体连接，得到牛ＭＹＯＺ１基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒，通过脂质体法转染Ｃ２Ｃ１２细胞系，检测７个重组质粒的荧光素酶活性，分．．．

根据G enB ank中已公布的人、猪和小鼠的MyoG基因的5′侧翼和部分第一外显子序列设计PCR引物,用touch-dow n PCR技术扩增了牛MyoG基因的启动子序列,构建了重组克隆载体pGEM-T-MyoG,并通过PCR扩增、限制性酶切对阳性克隆进行了鉴定、测序及生物信息学分析。结果表明,牛MyoG基因的启动子序列(G en-bank中注册号为AY 882581)长度为672 bp,其与猪、人和小鼠相应序列的同源性分别为94%,91%和88%,且其在不同物种之间具有一定的保守性。牛MyoG基因启动子的克隆与序列分析为进一步研究牛MyoG基因的表达调控奠定了基础。