大豆种子特异性启动子7αP的克隆与功能鉴定

该研究论文《大豆种子特异性启动子的克隆及功能分析》发表于2009年的西北农林科技大学学报（自然科学版），由付永平、周海涛和王丕武合作完成。其主要目标是克隆大豆中β-伴球蛋白α亚基基因的启动子序列7αP，并对其在种子特异性表达上的功能进行了深入探讨。 研究人员采用PCR技术从大豆基因组DNA中分离出7αP启动子序列，这是一种关键的分子工具，用于控制基因的转录起始。他们将7αP与GUS（β-半乳糖苷酶）基因结合，创建了一个种子特异性表达载体p7αP-GUS。GUS基因通常作为标记基因，其表达的特性可以直观反映启动子的功能。 通过根癌农杆菌介导法，将该表达载体转化至烟草（Nicotiana tabacum）NC89植株中，然后对转化后的再生植株进行了多方面的检测，包括PCR（聚合酶链反应）来验证基因的插入和表达，以及Southern blot分析来确认基因整合的位置。结果显示，7αP的全长为1382bp，包含了一系列种子特异性启动子元件，如RY重复序列、E-box（一种与植物激素调控有关的元件）、SEF1-和SEF4-motif（可能与生长发育信号有关）、(CA)n重复序列、Dc3启动子结合因子和ACGT序列元件，以及一些可能响应外部诱导物的元件。 实验结果显示，转基因烟草植株只在种子组织中表现出GUS活性，而在根、茎和叶等其他部位并未检测到，这有力地证明了7αP具有显著的种子特异性启动子功能。这意味着1382bp的7αP片段能够精确地驱动β-伴球蛋白α亚基基因在种子中的表达，这对于理解大豆种子发育过程中的基因调控具有重要意义。 该研究的关键发现不仅有助于揭示大豆种子发育过程中的基因表达模式，也为未来作物改良，特别是对于需要精细调控种子特定性状的农作物，提供了重要的基因工程工具和理论基础。此外，利用GUS作为标记系统的研究方法也被广泛应用于植物遗传学领域，以追踪和理解基因在植物组织中的时空表达动态。