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小黑杨Rubisco小亚基基因启动子的克隆及表达活性分析
植物研究
2024, 44 (4):
625-633.
DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.014
核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中决定碳同化速率的关键酶,其中小亚基(rbcS)是由核基因编码,并且主要在叶片中表达。利用RT-qPCR技术确定了小黑杨(Populus×xiaohei)叶片中高表达的Rubisco小亚基基因PxrbcS1和PxrbcS2基因,并克隆了其上游2 240、2 174 bp的启动子。对其进行启动子元件分析结果表明,PxrbcS1和PxrbcS2的启动子具有多个与光诱导表达相关的元件,例如G-box、MRE和Box 4等元件。构建pBI-121-pPxrbcS1::GUS和pBI-121-pPxrbcS2::GUS植物表达载体并遗传转化84K杨(P. alba× P. glandulosa)。GUS组织化学染色以及qPCR表达分析表明PxrbcS1和PxrbcS2的启动子能够驱动GUS基因在84K杨叶片特异性高表达。总之,上述结果表明该研究成功地从小黑杨中克隆了具有叶片高表达活性的PxrbcS1和PxrbcS2的启动子,该启动子可应用到包括杨树在内的植物光合作用相关的基因功能研究以及提高植物光合作用的遗传操作中。 ![]() View image in article
图2
小黑杨PxrbcS1、PxrbcS2启动子顺式作用元件
正文中引用本图/表的段落
利用Plant CARE数据库分析PxrbcS1(2 240 bp)、PxrbcS2(2 174 bp)基因启动子序列顺式作用元件。结果表明,二者均具有多个光响应相关元件,其中包括G-box、Box 4、TCT-motif;参与植物激素反应的元件,如ABRE(参与脱落酸反应)、TCA-element(参与水杨酸反应)。除上述相关顺式作用元件外,PxrbcS2还含有参与光响应的MYB转录因子结合位点MRE和光响应元件ATC-motif(见图2, 表1)。由此推测,PxrbcS1、PxrbcS2启动子在表达过程中除了受到光的调控,还可能参与植物激素反应,在植物生长发育过程中可能具有多种生物学功能。
本文的其它图/表
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