2016年6月8日，植物學(xué)刊物《Journal of Experimental Botany》上在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)*生物技術(shù)研究所作物代謝調(diào)控與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)林敏研究員和陳茹梅研究員合作的一篇研究論文，研究關(guān)于玉米雙向啟動(dòng)子的研究取得新進(jìn)展。生物所博士后柳小慶博士為文章*作者，林敏研究員和陳茹梅研究員為通訊作者。
雙向啟動(dòng)子是同時(shí)啟動(dòng)其兩端的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的一類特殊啟動(dòng)子，在多基因表達(dá)中具有*的優(yōu)勢(shì)，同樣數(shù)量的啟動(dòng)子可以驅(qū)動(dòng)更多的基因表達(dá)，避免多基因串聯(lián)的載體及轉(zhuǎn)錄本過(guò)大或重復(fù)利用同一個(gè)啟動(dòng)子帶來(lái)的基因沉默、基因表達(dá)不同步等問(wèn)題。
該成果首先分析一對(duì)雙向基因ZmDef1/ZmDef2的表達(dá)譜，初步確定了其啟動(dòng)子的特性，并克隆出兩個(gè)基因翻譯起始位點(diǎn)上游的2.0 kb基因組序列作為潛在的單向啟動(dòng)子PZmDef1/PZmDef2，以兩個(gè)基因翻譯起始位點(diǎn)之間的635 bp 基因組序列作為潛在的雙向啟動(dòng)子PZmBD1。隨后，分別構(gòu)建在單向和雙向啟動(dòng)子下游融合報(bào)告基因GUS，在雙向啟動(dòng)子兩端分別融合GUS和GFP兩個(gè)報(bào)告基因的表達(dá)載體，通過(guò)玉米幼胚瞬時(shí)表達(dá)結(jié)果表明克隆的基因組序列均具有啟動(dòng)子的功能。進(jìn)而通過(guò)玉米穩(wěn)定轉(zhuǎn)化結(jié)果證明GUS和GFP重現(xiàn)了內(nèi)源基因ZmDef1/ZmDef2的表達(dá)模式，證實(shí)了單向啟動(dòng)子PZmDef1/PZmDef2是胚特異性啟動(dòng)子，而PZmBD1則是一個(gè)胚特異不對(duì)稱雙向啟動(dòng)子。對(duì)PZmBD1進(jìn)行全面的缺失分析后發(fā)現(xiàn)一些順式作用元件互作調(diào)控啟動(dòng)子的強(qiáng)度和轉(zhuǎn)錄方向并提出了雙向啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄表達(dá)調(diào)控的模型。
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玉米雙向啟動(dòng)子研究進(jìn)展
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