玉米胚特异性高表达启动子的基因组规模筛选、克隆和功能鉴定

玉米胚特异性高表达启动子的基因组规模筛选、克隆和功能鉴定

作者:师大云端图书馆 时间:2015-10-26 分类:参考文献 喜欢:2369
师大云端图书馆

【摘要】以玉米籽粒为生物反应器生产重组蛋白具有诸多优势,这些优势包括其具有真核生物的翻译后修饰系统、人和动物病菌污染的概率较低、相对高的蛋白含量以及低的生产成本。但是,一个限制因素就是目前用于驱动外源基因表达的组织特异性启动子的数量少,尤其是可用的胚特异性启动子非常有限。本论文基于基因芯片分析开展了全基因组水平、规模化鉴定玉米胚特异性高表达基因和启动子的系统研究。我们利用本实验室的一套包括14种玉米不同组织及发育时期的芯片表达数据,鉴定出28个胚优先高表达的基因;并对这些基因的表达水平以及表达的组织特异性进一步用公共数据库UniGene中的表达数据以及实时定量PCR进行了验证。最终以玉米胚特异性高表达基因globulin-1为参照基因,获得了表达量均比对照基因高的7个胚特异性基因,分别为Zm.2098、Zm.13387、Zm.66589、Zm.85502、Zm.68129、Zm.3896和Zm.2941。将其中除Zm.2098外6个基因的启动子克隆并融合到报告基因GUS的5’端,通过基因枪介导转化授粉后20天的玉米幼胚进行瞬时表达分析发现,各启动子均表现出很强的启动子活性。在稳定的转基因玉米中检测其中部分启动子的表达强度和组织特异性的结果表明,所有验证的启动子在授粉后的四个时期(15天、20天、25天、30天)的玉米幼胚中,均比对照globulin-1启动子的活性强。其中启动子P2941、P3896是严格的胚特异性启动子,而P85502在正常生理条件下是严格的胚特异性启动子,但它在机械损伤条件下会在种子以外的组织中表现出诱导型表达的特性。P13387在不同时期的胚和糊粉层组织中均可表达,但在非种子组织中表现出伤诱导表达的特性。本论文研究鉴定获得了一些新颖的胚特异性强启动子,可用于玉米籽粒发育相关基因的功能和表达调控研究以及高水平表达重组蛋白的生物技术产品的研发。本研究的另一部分工作是关于双向基因对和双向启动子。双向基因对在人类、微生物、拟南芥、水稻和杨树基因组中广泛存在,但是在玉米中未见报道。而双向启动子在多基因转化应用中具有其独有的优势——同样数量的双向启动子比单向启动子驱动更多的基因、避免重复利用同一个启动子引起的基因沉默、表达的基因的同步性较好。通过修饰后的搜寻模型在玉米全基因组中搜寻发现共有1696个双向转录本对。利用Blast2GO进行功能聚类发现:质体、膜(主要是细胞膜)、线粒体以及细胞核是双向基因表达产物主要靶向的细胞器。而与单核苷酸及核酸结合、转移酶活性、水解酶活性是双向基因表达产物的主要分子功能。其参与的生物学过程则主要有生物合成、含有碱基成分复合物的代谢、蛋白质的代谢以及应答刺激。分离驱动这些双向基因表达的双向启动子并利用玉米幼胚瞬时表达系统鉴定了156个启动子,其中共有34个启动子表现出双向启动子的特性,即驱动融合在其两端的GFP和GUS报告基因的表达。进一步分析高粱、水稻、大豆和拟南芥的基因组发现,其基因组中均大量存在这种基因结构形式,分别为603、2809、654和4386对,分别占转录本总数的4.1%、8.46%、2.3%和24.78%。而且这些基因的功能聚类结果与玉米的非常类似。比较分析玉米的双向基因在上述四种物种中的同源基因时,发现四个物种含有数量非常接近的同源基因。但在单子叶植物中的同源基因成对存在的比率远高于双子叶植物。再通过比较分析玉米、二穗短柄草、江南卷柏和绿藻中之间双向基因的同源基因发现,双向基因在物种进化中得到了保留,双向基因对这种结构形式也得到了保留,但组成双向基因对的具体基因组成却发生了变化,这也可能是形成新物种的条件之一。
【作者】柳小庆;
【导师】范云六;
【作者基本信息】中国农业科学院,生物化学与分子生物学,2014,博士
【关键词】胚特异性高表达启动子;芯片分析;幼胚瞬时表达系统;双向基因;转基因玉米;

【参考文献】
[1]陈旭辉.房地产广告效果测评研究[D].天津财经学院,2004.
[2]李文兵,李华德.钢铁企业高炉煤气系统动态仿真[J].冶金自动化,2009,02:33-37+51.
[3]李国生.初中生作文阶段性训练研究[D].湖南师范大学,学科教学(专业学位),2014,硕士.
[4]刘钊.装载机用发动机与液力变矩器匹配及评价指标研究[D].长安大学,机械电子工程,2013,硕士.
[5]刘维罡.基于模糊控制软开关的串联谐振逆变器的研究[D].河北工业大学,电机与电器,2004,硕士.
[6]朱海.中国五省(区)食线虫真菌的分离鉴定和分子分类研究[D].东北农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[7]武同华.中国13个粮食主产区的比较优势及影响因素分析[D].南京财经大学,区域经济学,2012,硕士.
[8]李佳.~(18)F -FDG PET/CT在非霍奇金淋巴瘤诊断及治疗中的意义[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[9]刘学霞,曾昭虎.油田开发数据仓库解决方案的技术实践[J].数字化工,2005,10:10-12.
[10]韩冰.中国能源形象在美国大报中的语义韵研究[D].河北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[11]吴海涵.日光温室番茄光合速率最优模拟模型的建立及冠层光分布研究[D].沈阳农业大学,蔬菜学,2013,硕士.
[12]石佳.基于ARM的超声测风仪研究与设计[D].沈阳理工大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[13]何雅婧.道路危险货物运输安全行政管理对策研究[D].长安大学,行政管理,2014,硕士.
[14]姜萍.基于MySQL的房地产销售管理系统设计与开发[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[15]俞花美.生物质炭对环境中阿特拉津的吸附解吸作用及机理研究[D].中国矿业大学(北京),2014.
[16]张锐锋.环保企业的市场行为问题探究[D].天津大学,EMBA,2013,硕士.
[17]薛婷.导尿管相关尿路感染生物被膜菌的分布和耐药性分析以及粪肠球菌生物被膜形成相关基因的检测[D].大理学院,病原生物学,2013,硕士.
[18]张晓.连续刚构桥箱梁腹板裂缝成因分析及预应力效应研究[D].长安大学,建筑与土木工程(专业学位),2014,硕士.
[19]李龙涛.真空导入模塑工艺树脂流动前沿研究[D].大连理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[20]钱兵.现代化发展速度与均衡度研究[D].南京师范大学,社会学,2012,硕士.
[21]唐京京.中山市城区幼儿缺铁性贫血现况调查及相关因素研究[D].南方医科大学,儿科学,2012,硕士.
[22]鞠娅莉.基于图像背景噪声特性的数字图像盲取证研究[D].北京交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[23]CarlosRaulOlivaresVenegas.墨西哥作为外国直接投资目的地。墨西哥的商业环境分析[D].宁波大学,MBA(专业学位),2012,硕士.
[24]刘璐.某股份制商业银行柜面运营模式比较研究[D].电子科技大学,工商管理(专业学位),2012,硕士.
[25]李嘉仪.具有多样化共享空间的住区设计研究[D].长安大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[26]郑文教,连玉武,郑逢中,林鹏.广西英罗湾红海榄林重金属元素的累积及动态[J].植物生态学报,1996,01:20-27.
[27]王思旸.本溪地名的社会语言学考察[D].沈阳师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[28]唐宏宝.变频器用高性能开关电源的设计[D].南京理工大学,控制工程,2013,硕士.
[29]饶敦朴.金属矿山的能源管理与节能途径——第一部分:国外金属矿山能源管理与节能经验[J].长沙矿山研究院季刊.1982(02)
[30]施建杭,AbuziedMostafaAbdEl-Rady,陈小洁,陈水超,张林,贺高红,陈欢林.太阳能集热真空膜蒸发系统及其盐溶液浓缩试验[J].膜科学与技术,2014,04:56-60+70.
[31]付光启.当代工笔画肌理表现与意境创新研究[D].河北大学,艺术(专业学位),2014,硕士.
[32]孙兴屹.批判教育学视角下学生与课程不良关系研究[D].渤海大学,课程与教学论,2014,硕士.
[33]马峰.融资租赁物权法律问题研究[D].对外经济贸易大学,国际法学,2004,硕士.
[34]徐赐军,李爱平.基于本体的融合知识测度分析[J].控制与决策,2014,09:1649-1654.
[35]张涵.拉祜族创世史诗《牡帕密帕》传承方式的研究[D].云南艺术学院,艺术学,2013,硕士.
[36]张恩亮.基于BP神经网络的道路交通安全预测研究[D].北京交通大学,2007.
[37]陆云龙.阵列声波测井波场分离方法比较研究[D].中国石油大学(华东),地球探测与信息技术,2012,硕士.
[38]杨雪,李松华,王菲.货币供应量传导研究——基于新凯恩斯DSGE模型的研究[J].管理评论,2011,12:38-45.
[39]黄琴.Web数据挖掘的研究及其在网络学习个性化推荐中的应用[D].湖南大学,2004.
[40]陈思思.嫁接缓解菊花连作障碍机制初探[D].南京农业大学,园林植物与观赏园艺,2012,硕士.
[41]聂利.南秦岭广货街地区刘岭群沉积特征与年代学研究[D].西北大学,油气田开发工程,2013,硕士.
[42]张锐兵.后危机时代我国金融消费者权益保护的法律思考[D].华中科技大学,法律,2013,硕士.
[43]关新平,陈彩莲,刘奕昌,段广仁.不确定时滞系统的模糊保成本控制[J].控制与决策,2002,02:178-182.
[44]韩立强.肌肽清除自由基及抗氧化性研究[D].河南农业大学,基础兽医学,2004,硕士.
[45]杨菁.智能CAD/CAPP中特征及资源建模[D].燕山大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[46]孙桥.40万吨大码头资本预算研究[D].大连海事大学,企业管理,2013,硕士.
[47]贾潇潇.利用ALCL大鼠的骨髓CD34~+细胞重建NOD/SCID小鼠细胞免疫功能的实验研究[D].遵义医学院,病理学与病理生理学,2012,硕士.
[48]黄霏茜.基于低碳运输的大连港集装箱海铁联运效益分析[D].大连海事大学,交通运输规划与管理,2012,硕士.
[49]左永前.我国私人银行业务发展对策研究[D].广东工业大学,工商管理,2013,硕士.
[50]秦芳诚.环件铸辗复合成形中Q235B钢热变形及组织演变研究[D].太原科技大学,材料加工工程,2014,硕士.

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