禾谷类作物高效启动子分析专用载体p14781pro—GUS的构建-《江苏农业科学》(2016年8期).docx

龙源版权所有 禾谷类作物高效启动子分析专用载体p14781pro—GUS的构建作者：蒲鹏 谢晓东 白子彧 郭雨 古同华 李明 王俊斌 孙守钧 丁博来源：《江苏农业科学》2016年第08期 摘要：启动子决定了基因的组织器官表达特异性及其在环境、内源激素作用下的诱导型表达，因此对启动子的分析有利于解析基因的表达模式及功能。对玉米Ubiquitin启动子控制的nptII抗性基因添加适宜的酶切位点，连接到pGWB433双元载体中，构建目标表达载体p14781pro-GUS。该载体具有适于在禾谷类作物中筛选转基因植株的Ubiquitin-nptII组件、启动子高效克隆的Gateway组件，且整合进载体的启动子可控制报告基因GUS的表达，以确定启动子的转录调控模式，因而能够更加深入便捷地研究禾谷类作物重要性状相关基因的启动子，推动针对重要性状的分子遗传改良。 关键词：启动子；载体构建；p14781pro-GUS；GUS蛋白；限制性内切酶 中图分类号： Q782文献标志码： 文章編号：1002-1302（2016）08-0060-03 目前，应用于双子叶转基因体系中启动子分析的载体非常丰富，如pGWB系列载体，研究也已非常完备。而单子叶植物转基因体系的研究尽管已取得很好进展，但适于单子叶特别是禾谷类作物启动子研究的载体却非常有限。 在植物表达载体中广泛应用的启动子是组成型启动子，例如，绝大多数双子叶转基因植物均使用CaMV 35S启动子，禾谷类转基因植物主要使用来自玉米的Ubiquitin启动子[1]和来自水稻的Actin I启动子[2]。在这些组成型表达启动子的控制下，外源基因可在转基因植物的所有部位和所有发育阶段表达[3]。 Ubiquitin 启动子是一个在禾谷类作物中有较强表达的启动子，Ubiquitin启动子来自玉米多聚泛素蛋白基因（maize polyubi gene），它实际上包括Ubiquitin基因的启动子区、5′非翻译区和第一内含子。研究表明，Ubiquitin启动子在禾谷类作物中能组成型过量表达，表达效率高于35 S启动子[4]。 GUS的基因gusA（又称uidA）来自大肠杆菌菌株K12。Novel等研究并克隆了含有uidA基因的DNA片段，对其调控部分进行了分析[5-7]。Jefferson等进行了uidA基因的序列分析，该基因编码区长1 809 bp，并由此发展了uidA基因作为一个基因融合标记，使其得到了更广泛的应用[8]。该酶与5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-葡糖苷酸环己胺盐（X-Gluc）底物发生蓝色沉淀反应，检测容易、高效、方法多样，且灵敏度高于GFP检测[9]。GUS基因作为基因融合的标记，最初应用于大肠杆菌。后来发现几乎所有的高等植物，特别是已研究的烟草、矮牵牛及拟南芥等，都很少或几乎没有GUS活性[10]，因此GUS基因被广泛用作转基因植物中的报告基因。 相对于传统的使用限制性内切酶构建表达载体，由 Invitrogen 公司开发的Gateway克隆技术得到广大研究者的认同和青睐。该技术基于K噬菌体位点特异性重组原理[11]，其优点在于可以在不同的克隆载体之间实现DNA 片段的转移，并保持基因定位和阅读框架不发生改变。对于研究者来说，这项技術是进行载体构建的入门技术，简便易行。 本研究拟通过构建表达载体p14781pro-GUS，建立适用于禾谷类作物高效启动子功能分析的载体系统和评价体系。应用本载体，可通过Gateway克隆技术高效克隆目标启动子序列，由于Ubiquitin启动子和nptII抗性基因的结合，易于对禾谷类作物转基因株系进行筛选鉴定。此外，利用GUS报告基因的表达水平来衡量启动子的功能，也方便了启动子功能的鉴定。对禾谷类作物重要性状相关基因进行启动子研究，对推动针对重要性状的分子遗传改良有重要的理论和应用意义。 1材料与方法 1.1试验材料 质粒pGWB433、pEASY-ubi-npt[QX（Y15]Ⅱ[QX）]均为笔者实验室保存，ubi代表Ubiquitin启动子序列，n···试读结束