摘要：NGAL(neutrophilgelatinase-associatedlipocalin)是lipocalin家族的一个新成员,可能是人类的一种新癌基因,但其在肿瘤中的表达调控机制尚不清楚。应用生物信息学手段对NGAL(X99133,包括外显子和内含子)进行分析发现,此区域内含有许多潜在的顺式作用元件,其中主要为增强子元件。对此设计了以下实验:应用PCR技术从食管癌细胞SHEEC基因组DNA中扩增不同长度的NGAL基因片段,将其连接到PGEMT-eacy载体中进行扩增,并测序。NCBI/BLAST分析确认扩增片段为NGAL基因所有,与实验所设计相吻合。在此基础上并应用KEGG/MOTIF检索分析系统对NGAL基因的上述区段进行了顺式作用元件定位分析,结果共鉴定出5个Score值=100分的顺式作用元件位点。这为NGAL基因增强子的鉴定提供了新线索。

摘要：根负责吸收水分和养分,是重要的植物组织,但易受生物及非生物胁迫,影响作物的生长发育和产量。设计合成根特异启动子,可为与胁迫相关的抗性基因在作物根部的功能研究及高效表达提供候选启动子。文中将4拷贝的根特异性顺式作用元件(OSE1ROOTNODULE、OSE2ROOTNODULE、SP8BFIBSP8AIB和ROOTMOTIFAPOX1)以串联排列方式设计合成了一个根特异性模块(pro-SRS),并与来自CaMV35S启动子的最小启动子融合,合成一个人工合成启动子SRSP。通过替换CaMV35S启动子将SRSP启动子克隆到pCAMBIA2300.1中以驱动GUS表达。将携带SRSP启动子的构建体通过农杆菌介导的方法转化到烟草中。GUS组织化学染色分析和实时PCR (RT-PCR)分析显示SRSP启动子在转基因烟草中赋予根特异性表达。说明顺式作用元件重复排列可实现启动子预期功能,本研究为理性设计植物组织特异启动子奠定了理论基础。

摘要：克隆了百子莲(Agapanthus praecox)脱水素基因ApSK3上游2195 bp的启动子序列,对百子莲不同组织和多种非生物胁迫与ABA处理的样品进行基因定量分析,构建多个ApSK3不同长度缺失的启动子片段与GUS基因融合的表达载体并转化拟南芥,以揭示ApSK3基因对不同逆境与激素信号的应答模式及顺式作用元件的调控功能。结果表明:ApSK3启动子序列包含多个与植物逆境、激素应答及生长发育相关的顺式作用元件,且ApSK3的表达具有组织特异性,果实中表达量最高,叶、根次之,花中最低;ApSK3对ABA信号与盐胁迫最敏感,其次为干旱、高渗和低温胁迫,对高温胁迫响应不明显。ApSK3-P::GUS融合表达载体转化拟南芥,ApSK3启动子在拟南芥的整个生长发育过程中均具有较强的表达活性,幼苗根部的表达活性强于叶片,且随着果实的发育成熟启动子的活性明显增强。ApSK3不同长度缺失的启动子片段分析结果表明–2175~–950 bp片段对启动子的活性起到重要的调控作用;多个顺式作用元件响应干旱胁迫;ApSK3-P通过两个ABRE元件共同响应ABA信号;–526~–533 bp的ERE元件参与响应乙烯信号;–561~–567 bp的P-box元件响应了赤霉素信号,–2175~–1167 bp区域可以增强对GA的响应。研究结果证明ApSK3启动子可积极响应干旱、渗透、盐、低温、ABA、GA和乙烯信号;启动子上存在多个顺式作用元件响应干旱胁迫,ApSK3-P通过两个ABRE、ERE与P-box元件分别响应ABA、乙烯与赤霉素信号。

摘要：启动子是高等植物中驱动基因表达不可或缺的重要调控序列。启动子元件的不同功能是导致基因表达效率和时空特异性差异的根本原因,鉴定其结构和功能对理解植物生长发育进程、环境胁迫反应和进化发育均具有重要意义。随着高通量测序技术、人工智能和合成生物学的发展,鉴定植物顺式作用元件组,将符合设计需求的元件构建成人工调控元件的技术已逐渐兴起,这些技术为分子育种中高效、精准和多样的基因调控奠定了基础。该文以启动子元件在分子设计中的重构应用为导向,介绍了高等植物启动子的详细结构和功能,及顺式作用元件的鉴定方法,系统梳理了27类共计174个已鉴定到的诱导型和组织特异性元件及其应用。据此,提出其设计方向和方法,旨在为高等植物基因工程启动子元件的研究现状、发掘方法和重新设计提供指导,提升分子设计育种中目的基因的表达效率和准确性。

摘要：程序性死亡因子-1(PD-1)作为调节或平衡机体外周和中枢免疫功能的重要分子,其在不同的抗原刺激、炎症环境、细胞种类及分化阶段的表达受复杂、多样的分子机制调控。为深入理解PD-1表达调控的分子机制,本文分别从顺式作用元件、转录调控因子及相关信号通路、表观遗传因素、转录后调控等几个方面,将已有关于PD-1表达调控分子机制的相关研究进展进行综述,以期为更精确、有效的免疫检查点疗法或治疗方案的设计提供新的信息和思路。

摘要：为克隆陆地棉来源的种子特异性启动子,根据雷蒙德氏棉测序结果,设计针对GhαGLOA、GhβGLOA和GhβGLOB基因编码区上游约1.5 kb序列的引物,分别以陆地棉总DNA为模板克隆了3条序列。构建了含有编码区上游序列驱动GUS的表达载体,经农杆菌介导转化野生型拟南芥。转基因拟南芥种子的GUS活性荧光检测结果表明,所克隆序列具有启动子功能,其中GhαGLOA启动子的转录活性极显著高于其他2个启动子。在转基因拟南芥成体植株的多个器官中,仅可检出痕量的GUS活性,认为所克隆启动子为种子特异性启动子。

摘要：为了应对人类对粮食的需求,基于重要基因编码区编辑以产生有利性状的研究不计其数。转录调控是控制基因表达的关键,包括作物重要的农艺性状的控制。顺式作用元件和反式作用因子之间的相互作用决定基因的时空表达模式和表达水平,重要的元件包括转录因子结合位点、增强子等在这个过程中发挥重要作用。其中启动子作为最大且最重要的顺式作用元件,对其进行改造从而改变相关基因的表达模式来创造作物有利性状是不同于编码区编辑育种的有效策略。目前,启动子编辑策略有两种应用的方式。其一是定向改造以生成确定的有利性状,其二是在特定的启动子区域内随机产生新的等位基因,根据表型进行选择,同时也产生新的变异资源。本文主要讨论了启动子编辑在作物中的应用,包括提高产量、改善品质以及增强对生物和非生物胁迫的耐受性,旨在关注农作物精准育种最新前沿,为启动子基因编辑技术的开发与应用提供研究思路和理论借鉴。

摘要：保卫细胞是研究植物逆境胁迫和生物学功能的重要细胞模型。通过筛选和设计保卫细胞高表达调控启动子,可以实现下游抗逆基因在保卫细胞的有效表达,为转基因分子育种提供理论基础和优异基因资源。本研究概述了近30年来发现的保卫细胞专一性表达、优势表达、发育谱系细胞表达和嵌合型表达启动子的研究进展,以及[T/A]AAAG顺式作用元件在启动子区中的相对位置与特异性表达的关系。此外还指出了保卫细胞特异性启动子研究目前存在的问题,并对未来发展方向提出了展望。

摘要：在分子育种过程中,优良基因和组织特异表达启动子的缺乏是制约棉花纤维品质改良的重要因素之一。分析转录组数据库中差异基因表达谱发现,Ghuhrf1为开花当天胚珠优势表达基因,推测该基因可能参与或调控棉纤维的合成。根据其EST序列设计引物,通过RACE技术获得Ghuhrf1基因的全长cDNA序列。荧光定量PCR分析表明,Ghuhrf1在开花当天的胚珠中显著表达。通过同源序列分析获得Ghuhrf1的上游启动子Ghuhrf1-Pro。Ghuhrf1-Pro全长为1 417 bp,含有GC-box、CAAT-box、CAT-box、CCGTCC-box和ACGT-motif等顺式作用元件和组织特异性调控元件。根据组织特异性调控元件的分布位置构建了4个不同程度的缺失体转化烟草和拟南芥进行分析。GUS组织化学染色结果表明,全长启动子Pro和缺失体Pro1(-1 180^+226 bp)、Pro2(-867^+226 bp)、Pro3(-726^+226 bp)都能特异地驱动Gus基因在转基因拟南芥的叶片边缘尖部和莲座叶基部等分化生长旺盛部位表达,说明与分生组织表达相关的CAT-box元件和CCGTCC-box元件在启动子种子特异表达中起到重要的作用。同时,通过启动子缺失分析也表明,Ghuhrf1基因可能不是直接参与棉纤维的合成,而是间接的参与棉纤维原始细胞分化起始的调控。该结果为棉花纤维品质基因Ghuhrf1的功能研究提供了参考,并为棉花分子育种工程提供了新的调控元件。

摘要：花青素赋予植物丰富的颜色。花青素合成酶是花青素合成途径末端的一个重要催化酶。为了研究蓝星睡莲花色形成过程中的关键酶基因NcANS的序列特征、表达规律和启动子结合元件,本研究分别以蓝星睡莲叶片和花瓣为材料,采用PCR和RT-PCR方法分别克隆了NcANS的基因序列和编码区序列,基因序列长度为1 277 bp,两个外显子中间有一个200 bp内含子;编码区序列含完整的开放读码框(ORF),为1 077 bp,编码358个氨基酸,含有DIOX-N和2-酮戊二酸-Fe2+-双加氧酶保守域,后者含有2-酮戊二酸和Fe2+的活性位点。氨基酸序列比对和系统发育分析表明,NcANS与基部被子植物无油樟ANS一致性最高,与同属侏儒卢旺达睡莲亲缘关系最近,与单子叶植物进化关系最远。荧光定量PCR结果表明NcANS的表达量在蓝星睡莲花药中最高,其次是在花瓣S3时期,在花瓣的五个发育时期呈先升高后急剧降低的趋势,在S3时期达到峰值。直接PCR技术分离得到的NcANS启动子序列长度为1 382 bp,其含有MYB、MYC等转录因子结合位点、参与响应厌氧、低温、光、茉莉酸甲酯、生长素、发育或代谢等信号的顺式作用元件。本研究结果为进一步研究NcANS基因功能和蓝星睡莲花色形成分子机理提供理论基础。