基本信息
- 项目名称：
- 甜菜BvM14-MADS box基因启动子的组织特异性表达
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- BvM14-MADSbox基因及特异启动子Pbm是前期工作获得的M14品系特异表达的基因。本试验将已构建的重组农杆菌EHA105（BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm取代表达载体pBI121上35S启动子）转化烟草，对报告基因GUS在转基因烟草各组织中表达进行研究。结果显示启动子Pbm在烟草各组织存在表达特异性，在花的萼片中有较高的表达量，而在花其他组织及植株的根、茎、叶中未表达。
- 详细介绍：
- 以寒区特有的具有野生白花甜菜优质基因资源的甜菜M14品系为研究材料，该材料为本实验室创造，为世界首创，并获得国家专利。M14品系具有无融合生殖及抗逆性等优质性状。 BvM14-MADS box基因及特异启动子Pbm是前期工作获得的M14品系特异表达的基因。本试验将已构建的重组农杆菌EHA105（用BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm序列取代了表达载体pBI121上的35S启动子），转化烟草，对报告基因GUS在转基因烟草各组织中表达情况进行了研究。结果显示该启动子Pbm在烟草各组织中存在表达特异性，在花器官的萼片中具有较高的表达量，而在花的其他组织及植株的根、茎、叶中均未检测到表达。这些工作为大力挖掘M14品系的优质基因资源奠定了坚实基础。 该项目为黑龙江大学生学术科技创新项目，也是2项国家自然科学基金资助的部分研究内容，并获得专利授权1项。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本试验目的在于验证启动子Pbm是否具有组织表达特异性。以启动子Pbm为研究对象，利用重组农杆菌EHA105（BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm取代表达载体pBI121上35S启动子）转化烟草得到的转基因烟草并通过该启动子Pbm在转基因植株的不同组织的表达效率，分别通过DNA、RNA水平验证以及报告基因GUS的验证三种技术手段来研究该启动子的组织特异性表达。
科学性、先进性及独特之处
- 转基因研究中常用载体的组成型启动子驱动外源基因在植物各组织中恒定持续的表达，不能从时间和空间上进行有效调控存在一些缺陷。因此以实验室前期工作为基础进一步深入研究BvM14-MADS box基因的功能以揭示该基因的表达特性。这一研究为今后分析该基因的表达调控机制及利用该基因特异启动子调控外源基因在转基因植物中表达，突破外源基因组成型表达的局限性奠定基础。
应用价值和现实意义
- 目前同类文章仅对MADS-box基因功能进行了深入研究，而对其启动子研究还未见报道。该研究开启了MADS-box基因功能研究的新领域。本试验研究表明，BvM14-MADS box基因启动子序列Pbm除具有转录活性外，还能够调控目的基因在植株各组织及器官中特异性表达。通过该基因启动子Pbm的研究，可将该组织表达特异性的启动子与调控花期特异表达基因进行重组，而对植物进行有益的改造。
学术论文摘要
- MADS-box基因在植物的花器官和各种营养器官中均有不同形式的时空表达模式，行使不同功能。实验室前期获得了甜菜M14品系BvM14-MADS box基因的特异启动子Pbm，并对其进行了瞬时表达。本试验利用含有重组载体pBI121-Pbm-GUS的农杆菌转化烟草，对报告基因GUS在转基因烟草各组织表达特性进行研究，目的在于探讨BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm是否具有组织特异性表达活性。试验结果表明，GUS基因只在花的萼片中有表达，在根、茎、叶中均无表达，可见此启动子Pbm在花组织的萼片中具有表达特异性。
获奖情况
- 1、获得本校第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖； 2、已被黑龙江大学自然科学学报接收。
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、 2、 3、
同类课题研究水平概述
- 以寒区特有的具有野生白花甜菜优质基因资源的甜菜M14品系为研究材料，该材料为本实验室创造，为世界首创，并获得国家专利。在国内外研究报道中，对MADS-box 基因在植物的花分生组织、花器官和各种营养器官中表达模式及调控机制进行了深入研究，但对该基因启动子的相关研究还未见报道。因此，本试验通过BvM14-MADS box基因特异启动子Pbm的研究以期获得该启动子的组织表达特异性，具有一定的首创性。除此之外，该基因为具有无融合生殖特性的甜菜M14单体附加系中特异表达基因，该基因组织表达特性及调控机制的研究为揭示无融合生殖的机理提出了新的思考。
