五個(gè)異源啟動(dòng)子在煙草與棉花中的表達(dá)特性研究.pdf

1、棉花是世界上重要的纖維作物,在世界經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。棉纖維的產(chǎn)量和品質(zhì)直接決定了棉花生產(chǎn)的產(chǎn)值和效益,利用基因工程手段來(lái)增加產(chǎn)量和改良品質(zhì)是一種高效的途徑,而有效的胚珠和纖維特異表達(dá)啟動(dòng)子是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵部分。到目前為止,已獲得的特異啟動(dòng)子數(shù)量非常有限,為找尋更多有效的纖維和胚珠特異表達(dá)啟動(dòng)子,本論文根據(jù)前人的研究選取了五個(gè)來(lái)源于擬南芥、煙草、菜豆的種子特異表達(dá)啟動(dòng)子,分別是BAN(BANUYLSgenepromoter)、AAP

2、1(Aminoacidpermeasegene1promoter)、AAP2(Aminoacidpermeasegene2promoter)、NtSC(Tobaccoseedcoatcrypticpromoter)和PV(Seedstorageproteingenearcelin5-Ipromoter),將其與GUS報(bào)告基因連接并構(gòu)建了植物表達(dá)載體,然后分別導(dǎo)入煙草(Nicotianatabacum,Xanthin)和棉花冀棉14(Go

3、ssypiumhirsutum,Jimian14),并用組織化學(xué)染色方法分析了它們的表達(dá)特性。主要結(jié)果如下:
　　 1.五個(gè)啟動(dòng)子在煙草中的表達(dá)特性轉(zhuǎn)基因煙草的GUS染色分析表明,BAN和NtSC啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)GUS基因特異地在煙草珠被(種皮)中強(qiáng)烈表達(dá),而在種皮以外的器官或組織如種胚、花藥、根、莖、葉、幼苗等未檢測(cè)到GUS活性。從表達(dá)時(shí)期上看,在-2dpa(dayspost-anthesis)花蕾的胚珠中就開(kāi)始有BAN啟動(dòng)子表達(dá),

4、直到種子發(fā)育成熟都一直檢測(cè)到了GUS活性。NtSC啟動(dòng)子則在開(kāi)花后的胚珠中表達(dá),其表達(dá)持續(xù)至種子成熟。
　　 在煙草中,AAP1啟動(dòng)子在種皮和胚中特異表達(dá),其它器官和組織沒(méi)有檢測(cè)到GUS活性。AAP1啟動(dòng)子在胚發(fā)育的早期即開(kāi)始表達(dá),隨著胚的發(fā)育,表達(dá)強(qiáng)度逐漸減弱,到種子成熟時(shí)則檢測(cè)不到GUS基因表達(dá)。
　　 PV啟動(dòng)子也特異地在煙草種子中表達(dá),與AAP1啟動(dòng)子不同,PV僅在胚中表達(dá)而在種皮中沒(méi)有GUS活性。從表達(dá)時(shí)期上看

5、,PV啟動(dòng)子在種胚發(fā)育的各時(shí)期都有表達(dá),并且表達(dá)強(qiáng)度高。在種子萌發(fā)而成的幼苗的子葉、胚軸、胚根中也檢測(cè)到了GUS活性。
　　 AAP2啟動(dòng)子在煙草的根、莖的維管束和葉脈中都有表達(dá),在胚珠中有微弱的GUS基因表達(dá)。這些結(jié)果表明,AAP2在煙草中是維管組織特異表達(dá)的啟動(dòng)子。
　　 2.四個(gè)特異啟動(dòng)子在棉花中的表達(dá)特性根據(jù)以上五個(gè)特異啟動(dòng)子在煙草中的表達(dá)特性,我們選取BAN、AAP2、AAP1和NtSC四個(gè)在種皮里有表達(dá)活性的

6、啟動(dòng)子來(lái)進(jìn)行棉花遺傳轉(zhuǎn)化,以研究它們?cè)诿藁ㄖ械谋磉_(dá)模式。
　　 轉(zhuǎn)基因棉花的GUS染色分析結(jié)果表明,BAN啟動(dòng)子主要在棉花胚珠、種皮、纖維、根的內(nèi)皮層、莖的木質(zhì)部和葉柄中表達(dá)。在-1dpa的胚珠中檢測(cè)到GUS活性,表達(dá)持續(xù)到種子成熟,4～5dpa是表達(dá)最強(qiáng)時(shí)期。1dpa胚珠染色后切片觀察表明,表達(dá)部位限定在種子的表皮及突起的纖維細(xì)胞中。
　　 在AAP1：GUS和NtSC：GUS轉(zhuǎn)基因棉花中,GUS基因的表達(dá)組織部位相同

7、,均特異地在種子胚中表達(dá)。從表達(dá)時(shí)期看,AAP1和NtSC啟動(dòng)子都在子葉胚時(shí)期開(kāi)始表達(dá),表達(dá)持續(xù)到種子成熟,在種子萌發(fā)后仍然能檢測(cè)到GUS活性。從表達(dá)強(qiáng)度看,AAP1啟動(dòng)子開(kāi)始表達(dá)時(shí)較強(qiáng),隨后逐漸減弱；NtSC啟動(dòng)子開(kāi)始表達(dá)時(shí)較弱,種子成熟時(shí)表達(dá)較強(qiáng)。
　　 AAP2啟動(dòng)子在棉花的根和胚乳中特異表達(dá)。20dpa的棉花種子中,胚囊里的胚乳組織有GUS藍(lán)色染出,隨著胚的成熟染色越來(lái)越深,種子成熟時(shí),在緊裹胚的胚乳遺跡上仍有強(qiáng)烈的GU