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脂肪酸去饱和酶2基因(FAD2)是控制油菜中油酸含量的重要基因,通过研究GATA和GT转录因子与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子的互作关系及其转录调控机制,为高油酸油菜育种提供分子理论基础。本研究通过缺失启动子片段及生物信息学分析,预测BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子区潜在顺式作用元件;从PlantTFDB转录因子数据库中筛选候选转录因子,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测转录因子的表达规律,并与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5表达规律对比,进一步筛选候选转录因子;利用酵母单杂交验证转录因子与启动子序列的互作情况;将转录因子与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子序列共转入拟南芥,通过Western blot检测报告基因GFP的蛋白表达情况,分析转录因子对于启动子功能的影响。主要研究结果如下:(1)BnaFAD2.C5启动子-1020~-319bp区域主要启动基因在甘蓝型油菜根部表达;-1020~-581bp区域主要控制基因在茎组织中表达;-581~-319bp区域主要调控该基因在叶片中的表达;-1257~-1020bp区域主要控制基因在花中的表达;启动子-319~-1bp区域是控制种子中基因表达的关键区域。通过分别施加不同浓度的乙酰水杨酸和茉莉酸,发现两种植物生长调节剂对于基因表达有促进作用,说明BnaFAD2.C5基因启动子上存在乙酰水杨酸和茉莉酸的应答元件,结合生物信息学分析发现这两个应答元件分别位于-1150~-1141bp和-39~-35bp。(2)本文发现BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子具有约680 bp的同源区对于基因表达量有着重大贡献,将BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子高度同源区分为4个区域,进行缺失分析,发现BnaFAD2.A5启动子区域的-226~-314bp和BnaFAD2.C5启动子区域的-228~-312 bp区域是调控二者在种子中表达的关键启动子区域。通过PlantCARE网站预测分析,发现这两个区域存在共同的调控元件GATA和GT,通过缺失GATA和GT两个顺式作用元件及突变GATA和GT两个顺式作用元件的方法,发现二者在调控基因表达水平上发挥重要作用。(3)通过PlantTFDB网站分析,获得31个甘蓝型油菜GATA转录因子核酸序列和6个甘蓝型油菜GT转录因子核酸序列,采用荧光定量PCR技术分析,发现GATA家族基因中Bna010243与BnaFAD2.A5的表达模式最为相似,Bna006754、Bna015605、Bna026124与BnaFAD2.C5表达模式较为接近,GT家族基因中Bna013749与BnaFAD2.A5的表达模式最为接近,Bna010915与BnaFAD2.C5表达模式最为接近。(4)以甘蓝型油菜湘油15基因组和cDNA基因组序列为模板,克隆GATA家族和GT家族基因,分别为Bna006754(903 bp,301aa)、Bna010243-1(594 bp,198aa)、Bna010243-2(567 bp,189aa)、Bna015605(963 bp,321aa)、Bna026124-1(546 bp,182aa)、Bna026124-2(582 bp,194aa)、Bna010915(681 bp,227aa)和Bna013749(1 239 bp,413aa)。GATA家族蛋白均具有保守的单个18个残基的锌指结构(CX2CX18CX2C)。GT家族蛋白具有3个α-螺旋构成Trihelix结构。(5)通过酵母单杂交技术,分析转录因子与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子在酵母中的互作关系,发现发现GATA家族的转录因子Bna010243-1、Bna026124-1、Bna026124-2可以与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子相互作用;发现GT家族的转录因子Bna010915和Bna013749均可以与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子发生互作。(6)通过分析转录因子与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子上GATA元件和GT元件在模式植物拟南芥中的互作关系,当GATA家族转录因子与含有GATA元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量明显高于无转录因子时,当敲除GATA元件时,GFP蛋白含量无明显变化;当GT家族转录因子与含有GT元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量有明显变化,当敲除GT元件时,GFP蛋白含量无明显变化。结果表明GATA家族的转录因子Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2可以与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子中GATA元件相互作用,增强基因的表达水平。GT家族的转录因子Bna010915可以与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子中的GT元件发生互作,正向调节基因表达;Bna013749通过与BnaFAD2.A5和BnaFAD2.C5启动子中的GT元件发生互作,负向调节基因表达。