番茄SlIAA9、SlIAA14基因启动子克隆及功能分析

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真核生物基因表达调控是分子生物学研究的热点。基因表达的程序、时间和位置在不同层次上受不同调节因素的控制,这种复杂的控制机制决定了基因的表达水平和表达的时空顺序,其中以转录水平上的调控最为重要。因此,对启动子结构及调控模式的深入了解不仅具有重大的理论意义而且还对基因工程产业化发展具有重要的现实意义。番茄(Solanum lycopersicum)是一种在世界被广泛种植的蔬菜,同时,它也是植物基因工程研究的一种模式植物,在基础研究方面已进行的比较深入,其遗传转化体系也已经成熟,有利于本试验的进行。本研究利用同源序列法及染色体步移技术获得了番茄AUX/IAA家族SlIAA9、SlIAA14基因5’端上游PSlIAA9及PSlIAA14启动子片段。构建这两个片段和YFP-GUS基因融合的植物表达载体SlIAA9::GUS+YFP,SlIAA14::GUS+YFP以及PSlIAA9驱动的SlIAA9基因超量表达载体SlIAA9::SlIAA9,并通过农杆菌介导法的转基因方法转化番茄,利用转基因手段分析SlIAA9及SlIAA14基因启动子的结构特征及其表达模式,为进一步深入了解生长素调控番茄生长发育的分子机理,揭示番茄中SlIAA9及SlIAA14基因的生物学功能及其可能的作用机制奠定了基础。本研究获得的主要结果如下:1.PCR扩增获得了SlIAA9基因启动子区域长为1891 bp的PSlIAA9序列及SlIAA14基因长2197 bp的PSlIAA14启动子序列,生物信息学分析表明,所获得的序列片段上含有响应脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素作用和响应干旱和伤害等逆境胁迫等多种作用元件。2.构建了PSlIAA9和PSlIAA14启动子片段与YFP+GUS的蛋白融合载体SlIAA9::GUS+YFP,SlIAA14::GUS+YFP,及PSlIAA9驱动的SlIAA9基因超量表达载体SlIAA9::SlIAA9。3.通过农杆菌介导法转化番茄Ailsa Craig子叶获得了多株3个载体的转基因植株。4.通过体视荧光显微镜观察及GUS染色观察SlIAA9::GUS+YFP,SliAA14::GUS+YFP转基因植株叶片及根系中YFP和GUS蛋白的表达,发现其表达模式具有明显特异性,其中SlIAA9::GUS+YFP载体主要集中在叶基部维管组织及侧根原基部位,而SlIAA14::GUS+YFP载体主要集中在叶脉维管组织及根尖分生组织。5.观察SlIAA9::SlIAA9番茄entire突变体转基因植株的表型,发现SlIAA9基因启动子驱动的SlIAA9基因并未恢复番茄entire突变的单叶表型,其可能原因尚待进一步的后续研究。
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