甘蓝型油菜ALS基因启动子克隆及其瞬时表达分析

【作者】 熊冬琴； 黄子栋； 彭琦； 张维； 张洁夫； 浦惠明； 陈松；

【机构】 江苏省农业科学院经济作物研究所； 农业部长江下游棉花与油菜重点实验室； 江苏农林职业技术学院； 江苏省现代作物生产协同创新中心；

【摘要】 植物乙酰乳酸合成酶(ALS)是催化分支氨基酸如缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成的关键酶。针对该酶活性开发出来的一系列ALS抑制剂类除草剂如磺酰脲类、咪唑啉酮类等在生产上广泛应用。ALS基因突变或产生对除草剂的抗性。油菜基因组中目前已经发现的ALS基因有3个即BnALS1、BnALS2和BnALS3。有关油菜ALS基因的研究多集中在其抗除草剂的机理上。然而,有关ALS基因启动子的研究及应用尚未见报道。为研究油菜ALS基因(BnALS)启动子的功能,根据油菜基因组信息,提取到BnASL基因上游区域碱基序列,通过设计特异性引物,利用PCR扩增克隆到大小为1 048个碱基的片段,序列分析结果显示,该序列富含TATA box和CAAT box等启动子核心调控序列,以及有多个与逆境、激素、光响应等表达相关的顺式作用元件,如MBS元件、ABRE元件、HSE元件CGTCA-moitif、TGA-motif等。为进一步研究其启动子功能,将其与GUS基因融合,构建植物表达载体p1304-P。通过根癌农杆菌介导法转化烟草(Nicotiana benthamiana),对PCR阳性的再生烟草苗进行GUS组化分析,检测GUS基因在转基因烟草中的瞬时表达。结果表明,本研究克隆的BnASL基因上游序列,能够驱动GUS基因在苗期烟草根、茎、叶等器官中表达,推测油菜ALS基因上游的1 048bp片段具有组成型表达的启动子功能。更多还原