花生几丁质酶基因、β-1,3-葡聚糖酶基因启动子的克隆与功能分析

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基本信息

  • 批准号：
    31101178
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    乔利仙
  • 依托单位：
    青岛农业大学
  • 学科分类：
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

几丁质酶(Chitinase, Chi)及β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase, Glu)是植物抵御真菌性病害的两个关键酶，受到病原真菌及信号分子的诱导表达，其上游启动子序列大多含有为病原菌及激发子识别的调控元件。本研究拟在花生中克隆几丁质酶基因(Ah-Chi)和β-1,3-葡聚糖酶基因(Ah-Glu)的启动子序列，并通过PCR法克隆得到系列启动子缺失序列。构建含有不同启动子序列及GUS基因的融合表达载体，通过遗传转化洋葱表皮细胞以及花生来验证不同启动子序列的诱导启动功能，以期找到两启动子序列中特异的对病原菌及激发子应答的顺式作用元件，并确定驱动活性最强的启动子序列。为在花生中通过调控实现内源Ah-Chi和Ah-Glu基因安全、高效、特异的表达提供理论基础；同时为在花生遗传转化过程中特异诱导表达启动子的有效利用提供理论依据。

结项摘要

植物几丁质酶(Chitinase, Chi)及β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase, Glu)是植物抵御真菌性病害的两个关键酶，容易受到病原真菌及激发子的诱导而积累。用1.5mmol/L水杨酸(Salicylic Acid，SA)对花生幼苗进行诱导处理，提取RNA利用 Real-time PCR技术检测几丁质酶基因(Ah-Chi)及β-1,3-葡聚糖酶基因(Ah-Glu)的表达量。结果表明经诱导后Ah-Chi及Ah-Glu的表达量均有所增加，并于某时间点达到最高值，分别是未经SA诱导的2.47和1.8倍。利用TAIL-PCR技术扩增得到Ah-Chi及Ah-Glu上游启动子序列，长度分别为1710bp及973bp，命名为Ah-Chi-P和Ah-Glu-P。PLACE 和 PlantCARE 启动子在线预测分析表明，Ah-Chi-P和Ah-Glu-P序列中含有TATA-box和CAAT-box等核心元件，还含有病原菌及SA响应的顺式调控元件。根据预测的功能元件序列设计引物，利用PCR法扩增得到Ah-Chi-P和Ah-Glu-P的5' 端系列缺失片段，并构建相应的植物表达载体 pCAMBIA1301-Ah-Chi-P~pCAMBIA1301-Ah-Chi-P5 以及pCAMBIA1301-Ah-Glu-P~pCAMBIA1301-Ah-Glu-P4。通过农杆菌介导法将各表达载体转化洋葱表皮细胞，进行GUS组织化学染色。结果表明：经SA诱导后，Ah-Chi-P和Ah-Glu-P及各个缺失片段均能够驱动GUS基因的表达，GUS染色显示蓝色，未经SA诱导的洋葱表皮细胞GUS染色未显示蓝色，说明两启动子均属于诱导型启动子。转基因洋葱表皮细胞GUS酶活性检测结果以及转基因花生GUS基因Real-time PCR 检测结果表明，Ah-Chi-P和Ah-Glu-P不同的缺失片段驱动活性有所区别，启动子活性与启动子片段长度并没有直接的相关性，表明两启动子内部可能同时存在正、负调控元件。结合PLACE和plantCARE数据库预测结果，初步断定TGACG，GRWAAW以及W-box属于受SA诱导的正调控元件，而GT1-motif，TGTCA可能属于负调控元件。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Overexpression of stress-inducible small GTP-binding protein AhRab7 (AhRabG3f) in peanut (Arachis hypogaea L.) enhances abiotic stress tolerance
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Food Agriculture and Environment
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lin Song, Rui Li, Xiaohua Xiang, Jingshan Wang, Li
  • 通讯作者：
    Lin Song, Rui Li, Xiaohua Xiang, Jingshan Wang, Li
快中子辐照对花生种子胚小叶植株再生的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国油料作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王晶珊;赵明霞;乔利仙;隋炯明, 孔福全, 王　潇, 刘录祥.
  • 通讯作者：
    隋炯明, 孔福全, 王　潇, 刘录祥.
花生beta;-１,３-葡聚糖酶基因启动子的克隆及功能分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    植物遗传资源学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王合春, 陈新利, 隋炯明, 毕英娜, 王晶珊, 乔利仙.
  • 通讯作者：
    王合春, 陈新利, 隋炯明, 毕英娜, 王晶珊, 乔利仙.
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    核农学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵明霞;孙海燕;隋炯明;乔利仙;范乾程;王晶珊
  • 通讯作者：
    王晶珊
charactrization of b-1-3-glucanase gene in peanut by cloning and genetics transformation
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Genetics and Molecular Research
  • 影响因子：
    0.4
  • 作者：
    LX. Qiao, X. Ding, H.C. Wang, J.M. Sui;J.S.
  • 通讯作者：
    J.S.

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  • 通讯作者：
    乔利仙

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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