本文關鍵詞：參與逆境應答的小麥RBCS11基因啟動子功能分析

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【摘要】：光合作用相關的核基因(photosynthesis-associated nuclear genes,Ph ANGs)可以響應包括光照、干旱、糖以及脫落酸(abscisic acid,ABA)等多種環(huán)境信號,目前已發(fā)現并報道了多種Ph ANGs啟動子上關于光調控的順式作用元件,但是關于干旱以及ABA等響應元件仍然缺乏系統(tǒng)性研究。本研究主要對核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶小亞基基因(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit,RBCS)啟動子區(qū)域響應逆境脅迫的順式作用元件進行分析。首先從中國春小麥(Triticum aestivum)基因組中分離得到Ta RBCS11基因上游1 839 bp的核苷酸序列,對該啟動子進行結構分析的結果表明,轉錄起始位點位于起始密碼子上游59 bp;經Plant CARE數據庫分析,發(fā)現該啟動子序列上除大量保守光調控元件外(如BoxⅠ、G-Box、I-box和GATA-motif等),還包含多種應答干旱、鹽及激素等逆境因子的保守順式作用元件(如MYB結合位點(MYB binding site,MBS)、CCAAT-box、乙烯響應元件(ethylene-responsive element,ERE)和赤霉素應答元件(gibberellin-responsive element,GARE-motif)等);從小麥基因組數據庫分離得到Ta RBCS11、Ta RBCS13、Ta RBCS10和Ta RBCS14啟動子序列,序列比對顯示,其具有極高的同源性,同時還發(fā)現多個保守光調控元件(如MNF1、GATA-motif、I-box、G-Box和Sp1)位于這4段啟動子近側區(qū)(-200bp~ATG);根據Ta RBCS11啟動子結構特征及調控元件分布情況,設計5條上游引物及1條下游引物用于啟動子缺失片段擴增,長度分別為1 656、1 258、866、533和277 bp;隨后對該啟動子5'端進行缺失并構建了5個不同長度片段融合報告基因β-葡萄糖醛酸酶基因(β-glucuronidase,GUS)的缺失表達載體,利用農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)介導的煙草(Nicotiana tabacum)葉片瞬時表達體系研究酶活變化情況。組織化學染色與酶活分析表明,光能明顯提高GUS酶活,進一步分析表明,隨啟動子片段的縮短,啟動子片段上光調控元件缺失,啟動子活性依次下降;此外,對不同啟動子缺失材料進行干旱、高鹽、ABA、黑暗及恢復光照處理,發(fā)現干旱、高鹽、ABA和黑暗均對全長啟動子(P1656)有顯著的抑制作用,-804~-474 bp的區(qū)域對該段啟動子響應干旱及高鹽脅迫具有重要作用,而參與ABA響應的核心調控區(qū)域位于-1 597~-1 198bp。本研究驗證了Ta RBCS11基因的表達受干旱、高鹽、ABA和光調控影響,并鑒定出其啟動子上參與響應非生物脅迫的重要調控區(qū)域,研究結果為今后深入研究Ph ANGs表達調控機制提供了重要參考。
【作者單位】： 西北農林科技大學生命科學學院;中國科學院水利部水土保持研究所;
【關鍵詞】： 小麥 光合相關核基因(PhANGs) 核酮糖- -二磷酸羧化酶小亞基基因(RBCS)啟動子 逆境脅迫
【基金】：國家自然科學基金(No.31271625和No.51479189)
【分類號】：Q943.2;S512.1
【正文快照】： Promoter Functional Analysis of RBCS11 Gene Participate in the AbioticStress Responsible in Wheat(Triticum aestivum)XUE Yuan-Xia1DENG Xi-Ping2YANG Shu-Shen1*1 College of Life Science,Northwest AF University,Yangling 712100,China;2 Institute of Soil and

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1 況守龍;胡廷章;;啟動子的克隆和研究方法[J];重慶工學院學報(自然科學版);2007年01期

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3 高剛;魯艷芹;韓金祥;趙麗;;雙啟動子對增強型綠色熒光蛋白表達的影響[J];中國生物制品學雜志;2009年10期

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本文編號：587203