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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3
小黑杨Rubisco小亚基基因PxrbcS1、PxrbcS2启动子的克隆
M.DL15000 Marker;1.PxrbcS1启动子PCR产物;2.PxrbcS2启动子PCR产物。
正文中引用本图/表的段落
测定转基因植株的GUS基因表达量,使用CTAB法分别提取转基因84K杨根、茎、叶总RNA,反转录成cDNA,以其为模板,以PxUBQ7作为内参基因,利用附表1中的引物进行RT-qPCR,采用2-ΔΔCT法分析定量数据,并使用Excel 2010、SPSS 8.5和GraphPad Prism 8软件进行柱形图绘制和差异显著性分析。以上试验均设置3个生物学重复。
通过上述基因表达分析,利用特异性引物(附表1)通过PCR的方式从小黑杨叶片DNA中扩增出长度为2 240、2 174 bp的片段(见图3),目的片段胶回收后连接Zero TOPO-Blunt载体,转化大肠杆菌DH5α感受态。各随机选取4个单克隆菌落进行PCR检测,菌液送哈尔滨市生工生物工程公司测序,结果表明插入的片段未发生碱基突变,成功克隆得到小黑杨PxrbcS1、PxrbcS2启动子(序列见本刊网站电子附件)。
本文的其它图/表
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