全 文 ：中国农业科技导报，2013，15(1) :48 － 54
Journal of Agricultural Science and Technology
收稿日期:2012-05-23;接受日期:2012-06-21
基金项目:国家自然科学基金项目(31201252) ;国家转基因生物新品种培育重大专项(2008ZX08005-004;2009ZX08005-004B;
2008ZX08001-006)资助。
作者简介:张莎莎，硕士研究生，研究方向为植物基因工程。E-mail:nihaoshasha@ 126． com。* 通信作者:郭三堆，研究员，博士生导
师，研究方向为植物基因工程。E-mail:gsdui@ mail． caas． net． cn
多启动子驱动苘麻 epsps优化基因植物表达载体的
构建及其转化
张莎莎， 张 锐， 周 焘， 郭三堆*
(中国农业科学院生物技术研究所，国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程，北京 100081)
摘 要:转基因抗草甘膦作物是商业化最广泛的转基因作物之一，但是棉花的雄蕊对草甘膦敏感，在四叶期
后喷施草甘膦会造成抗草甘膦棉花雄性败育，不能正常授粉，最终导致产量降低。为降低草甘膦对棉花育性
的不良影响，有针对性的构建了棉花生殖器官优势表达的 arf1 启动子、棉花草甘膦高效诱导表达的 ag2 启动
子和组成型启动子 CaMV35S驱动苘麻 epsps优化基因的串联三表达盒植物表达载体，采用农杆菌喷花法将其
转入棉花，对 T0代喷施草甘膦筛选获得 8 株对草甘膦有较强抗性并且生殖发育正常的植株;PCR 和 RT-PCR
分析表明外源基因已整合至棉花基因组并正确表达。为探索用不同类型启动子驱动相同基因以扩大外源基
因在植物中的表达范围和培育具有自主知识产权的抗草甘膦转基因棉花打下基础。
关键词:棉花转化;草甘膦 epsps;启动子;载体构建
doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0864． 2013． 01． 09
中图分类号:Q78，S563． 6 文献标识码:A 文章编号:1008-0864(2013)01-0048-07
Construction of a Vector for an Optimized epsps Gene
from Abutilon theophrasti Medic Promoted by
Multi-types of Promoters and its Transformation
ZHANG Sha-sha，ZHANG Rui，ZHOU Tao，GUO San-dui*
(Biotechnology Research Institute，National Key Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement，
Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China)
Abstract:Genetically modified glyphosate-resistant (GR)crops are widely commercialized GM crops in the world．
However，cotton stamens are sensitive to glyphosate treatment，resulting in poor pollination and boll abortion and less
cotton yield． To further improve the glyphosate-resistance trait of cotton and reproductive abnormalities in GR cotton，
we employed a strategy in which the optimized epsps gene from Abutilon theophrasti Medic were driven by 3 promoters
of tandem coexpression，including constitutive promoter CaMV35S，cotton reproductive organs referential expression
promoter arf1 and glyphosate-induced promoter ag2． The construct was introduced into cotton via Agrobacterium based
flower dipping approach． Eight T0 generation glyphosate-resistant plants were obtained after glyphosate screening，and
their reproductive development were normal． PCR and RT-PCR results suggested that the epsps gene had successfully
integrated into the cotton genome and had expressed correctly． These results indicated the possibilities of broadening
the expression scope about a gene promoted by different types of promoters，so as to obtaining our own genetically
modified GR cotton．
Key words:cotton genetic transformation;glyphosate epsps;promoter;vector construction
草甘膦是一种广谱、安全、灭生性的除草剂，
对一年生及多年生杂草和双子叶植物均有灭杀效
果。草甘膦的作用靶标是 5-烯醇丙酮酰莽草酸-
3-磷酸合酶(EPSPS) ，该酶是植物、真菌和细菌体
内芳香族氨基酸生物合成过程中的关键酶，草甘
膦是酶的底物之一磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的类
似物，能竞争性抑制 EPSPS的活性，形成 EPSP 合
酶-S3P-草甘膦复合物，使 EPSP合酶失去活性，造
成植物不能合成芳香类化合物，最终导致植物死
亡［1］。草甘膦作为一种非选择性除草剂，对农作
物同样具有灭杀作用，因此与其相伴而生的是抗
草甘膦转基因作物的研究和应用。全世界大约
80%的转基因作物都为抗草甘膦的转基因品种，
已经商业化的抗草甘膦转基因作物有大豆、棉花、
油菜、玉米、苜蓿和甜菜等［1］。美国孟山都公司
于 1997 年推出了世界上第一个抗草甘膦转基因
棉花品种［2］，成为继大豆和油菜后第三种商业化
的抗草甘膦转基因作物［1］。
虽然抗草甘膦转基因棉花在国外得到了迅速
推广和广泛应用，并获得了巨大的社会、经济和环
境效益［3］，但我国目前仍然缺乏具有自主知识产
权的抗草甘膦转基因棉花。并且国外 10 余年来
抗草甘膦转基因棉花的生产应用中已出现了比较
严重的问题。研究表明 CaMV35S 启动子驱动的
CP4 epsps基因在棉花雄蕊中的表达完全不及其
在营养器官等组织中的表达水平，在四叶期后喷
施草甘膦会造成抗草甘膦棉花雄性败育，不能正
常授粉，最终导致棉花产量降低［4 ～ 8］。Yasuor
等［9，10］对花药中的 CP4 EPSPS 表达量进行
Western和免疫组织印记分析，结果表明其在花药
中的表达量极低，远低于子房和雌蕊。所以采用
在棉花生殖器官特别是雄蕊中特异高效表达的启
动子来驱动抗草甘膦 epsps基因的表达，以提高棉
花生殖器官对草甘膦的抗性显得尤为重要。锦葵
科植物苘麻对草甘膦具有很强的抗性，程海刚［11］
分析克隆了苘麻 epsps基因，并对其中一酶活性位
点进行氨基酸替代，优化后的基因降低了植株对
草甘膦的敏感性，将优化后的苘麻 epsps 基因转入
烟草，转基因烟草对草甘膦表现出较强的抗性。
本实验室分离得到了棉花生殖器官特异表达腺苷
酸核糖基化作用因子 arf1 的启动子［12］和棉花草
甘膦胁迫诱导型的 ag2 启动子［13］。本研究采用
arf1 启动子和 ag2 启动子，并结合 CaMV35S 分别
驱动苘麻 epsps优化基因，构建串联三表达盒植物
表达载体转化棉花，在保证棉花营养器官叶片等
组织外源 EPSPS 表达量的同时，提高棉花生殖器
官 EPSPS 的表达量，为克服由草甘膦引起的棉花
雄性不育和培育抗草甘膦的转基因棉花打下
基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
棉花材料、pG4AB 中间载体、大肠杆菌
DH5α、农杆菌菌株 LBA4404 及 pBI121 表达载体
均由本实验室保存。苘麻 epsps 突变基因、arf1 和
ag2 启动子由本实验室克隆并保存。各种限制性
内切酶和 DNA Marker 购自 Fermentas 公司，Taq
DNA聚合酶购自大连宝生物公司，T4 DNA 连接
酶购自 Promega公司，T4PNK和 CIP购自 NEB 公
司，琼脂糖凝胶回收试剂盒购自 OMEGA 公司，
RNA 提取用原平皓生物公司的 EASYspin 植物
RNA快速提取试剂盒，ReverTra Ace-α-反转录试
剂盒购自 Toyobo 公司，引物在生工生物工程(北
京)有限公司合成，其他常规试剂均为国产分析纯。
1． 2 方法
1． 2． 1 酶切获得 ag2 启动子 用 HindⅢ和
BamHⅠ双酶切 pGBIag2F4ABC 载体，上样于
0. 8%的琼脂糖凝胶，电泳后回收目标带，用于载
体构建。
1． 2． 2 在棉花 Y18 基因组中扩增获得 arf1 启动
子 提取棉花 Y18 基因组，以此为模板扩增 arf1
启动子，并在上下游引物 APF1 和 APR1(表 1)上
分别设计 HindⅢ和 BamHⅠ酶切位点，反应条件
为 94℃ 5 min;94℃ 30 s，60℃ 30 s，72℃ 1 min
30 s，35 个循环;72℃ 10 min。PCR 产物，克隆于
pGEM-Teasy 载体，测序正确后用 Hind Ⅲ 和
BamHⅠ双酶切与载体 pGBI35Sepsps 连接后转化
大肠杆菌感受态。
1． 2． 3 苘麻 epsps 优化基因的获得 以 pMD18-
Tqm为模板，经 PCR 扩增获得，并在上下游引物
epspsF 和 epspsR-M(表 1)上分别设计 PstⅠ和
XhoⅠ酶切位点，反应条件为 94℃ 5 min;94℃ 30
s，60℃ 30 s，72℃ 1 min，35 个循环;72℃ 10 min。
PCR产物，克隆于 pGEM-T easy 载体测序正确后
用 PstⅠ和 XhoⅠ双酶切与载体连接后转化大肠
杆菌感受态。
1． 2． 4 载体设计 中间载体 pG4AB 中含有 Bt
基因(图 1a) ，基因两端的酶切位点为 PstⅠ和
XhoⅠ，所用启动子为增强子加倍的 CaMV35S 启
动子，载体中的其他表达调控元件还包括 5端 Ω
序列、Kozak序列、3端多联终止序列、正确加工和
941 期 张莎莎等:多启动子驱动苘麻 epsps优化基因植物表达载体的构建及其转化
切割序列、Poly(A)序列等。
通过 PCR扩增获得 5和 3端分别加入 PstⅠ
和 XhoⅠ酶切位点的苘麻 epsps 优化基因，并对扩
增产物用 PstⅠ和 XhoⅠ双酶切后，替换 pG4AB
上的 Bt(图 1a)。接着用 HindⅢ和 EcoRⅠ双酶
切，连接 pBI121(图 1b) ，构建成含苘麻 epsps优化
基因的植物表达载体 pGBI35Sepsps(图 1c) ;用
HindⅢ和 BamHⅠ双酶切此单价载体，分别用 arf1
和 ag2 启动子替换 CaMV35S，构建植物表达载体
pGBIarf1epsps(图 1d)和 pGBIag2epsps(图 1e) ;将
载体 pGBIag2 epsps 中 HindⅢ酶切位点改造成
EcoRⅠ，用 EcoRⅠ单酶切 pGBIag2epsps 中的 ag2
表达盒，与同样用 EcoRⅠ单酶切并脱磷后的载体
pGBIarf1epsps连接，获得分别由 arf1 和 ag2 驱动
苘麻 epsps 优化基因的串联双表达盒载体
pGBIarf1ag2epsps(图 1f) ;采用同样的方法将载体
pGBI35Sepsps 与双价载体 pGBIarf1ag2epsps 连
接，最终获得分别由三类启动子 ag2、arf1 和
CaMV35S驱动苘麻 epsps 优化基因的串联三表达
盒植物表达载体 pGBI35Sarf1ag2epsps(图 1g)。
1． 2． 5 酶切位点的改造 由于不同表达盒组装
过程中涉及到 HindⅢ和 EcoRⅠ位点的多次使用，
因此将单表达盒载体上的这两个酶切位点根据需
要进行了改造(图 1)。
将 EcoRⅠ改造成 HindⅢ:①准备磷酸化的
Linker:设计的 Linker序列为 AATTAAGCTT，用双
蒸水稀释成 100 μmol /L，取 8 μL 于 45℃加热 20
min，待冷却到室温后再加入 1 μL 10 × T4 DNA
Ligase Buffer，1 μL T4PNK，于 37℃温育 30 min。
温育完成后，65℃加热 20 min，以失活 T4PNK。
②准备去磷酸化的载体:将单酶切的载体用酚 /氯
仿抽提，乙醇沉淀后溶于 26 μL 双蒸水，取 1 μL
CIP，3 μL 10 × NE Buffer3 对载体两端进行脱磷反
应，37℃温育 60 min。反应完成后用酚 /氯仿抽
提，乙醇沉淀回收脱磷的载体。③连接载体和
Linker:取 3． 5 μL 脱磷载体，0． 5 μL 磷酸化
Linker，0． 5 μL 10 × T4 DNA Ligase Buffer，0． 5 μL
T4 DNA Ligase，16℃连接过夜。
图 1 不同启动子驱动苘麻 epsps优化基因三价植物表达载体构建示意图
Fig． 1 Scheme of the vector construction for coexpression of a mutated epsps from Abutilon theophrasti Medic．
promoted by multiple types of promoters in plants．
05 中 国 农 业 科 技 导 报 15 卷
将 HindⅢ改造成 EcoRⅠ，设计的 Linker序列
为 AGCTGAATTC，其余方法同上。
1． 2． 6 植物表达载体转化根癌农杆菌 参考文
献［14］，用电击法将 pGBI35Sarf1ag2epsps重组载体
转化农杆菌感受态。
1． 2． 7 农杆菌喷花法转化棉花 培养 500 mL农
杆菌至 OD600达到 1． 0 左右，收集菌体于 250 mL
离心瓶中，4℃，4 000 g 离心 10 min，将菌体沉淀
用 2 倍体积已灭菌 10%蔗糖溶液重悬，使用前在
菌体悬浮溶液中加入 Silwet 至终浓度为 0． 01%，
置于微型喷壶，将喷雾口对准当日清晨刚开放且
即将散粉的花朵处，喷雾 2 次，将花朵用小夹子夹
住，待自交结实后收获。
1． 2． 8 转化植株的筛选 将收获的种子开沟密
植，待幼苗出真叶后喷施草甘膦(Roundup，41%)
进行筛选，一共喷施 3 次，每 7 d 一次，采用的草
甘膦浓度稀释梯度为 1 /300、1 /250、1 /190(V/V)。
1． 2． 9 转化植株的 PCR检测 根据载体上的 Ω
调控元件及苘麻 epsps优化基因的序列，设计了转
基因植株鉴定引物 Ω-F和 QMYH-R(表 1) ，反应
条件为 94℃ 5 min;94℃ 30 s，57℃ 45 s，72℃
60 s，35 个循环;72℃ 7 min。预计产物大小为
1. 3 kb，扩增产物在 1%琼脂糖凝胶上电泳检测。
1． 2． 10 epsps 基因转录表达分析 取受体对照
及 PCR阳性植株的幼嫩叶片，用试剂盒提取总
RNA，并对其进行反转录获得 cDNA，作为半定量
RT-PCR 的模板。以棉花 Histone3 为内参基因，
设计上下游引物为 H3F和 H3R(表 1) ，苘麻 epsps
优化基因的上下游引物为 QMGSP-F和 QMGSP-R
(表 1)。RT-PCR反应条件为 94℃ 3 min;94℃ 15
s，60℃ 15 s，72℃ 15 s，30 个循环;72℃ 5 min。
PCR产物经 1． 5%琼脂糖凝胶电泳检测。
表 1 实验中所用引物序列
Table 1 Primer sequence used in the study．
引物名称
Primer
长度(bp)
Length(bp)
引物序列
Sequence
退火温度(℃)
Annealing temperature(℃)
APF1 30 5-GGAAGCTTTATGCGGTAAGCATAACATATA-3 61
APR1 29 5-GCGGATCCTTTTTATCTTCGCTGACACCA-3 65
epspsF 29 5-CACTGCAAGATGATGGCACATGTTGGCAA-3 66
epspsR-M 38 5-GACTAGAGTCAATGCTTTGTAACCCTCTCCAGAACTTG-3 68
Ω-F 27 5-CAACAATTACCAACAACAACAAACAAC-3 58
QMYH-R 28 5-GACTCGAGTAACTAGCACTTGAAGCGTC-3 64
H3F 24 5-GAGCAACAGTTCCAGGACGGTATC-3 63
H3R 22 5-GGAAGGCTCCAAGGAAGCAACT-3 62
QMGSP-F 24 5-AAACCTGTGTTCTTCCCAATGCCC-3 62
QMGSP-R 22 5-TGGATGGCTTCTCAGCCGTGGC-3 65
2 结果与分析
2． 1 植物表达载体的构建
2． 1． 1 单价植物表达载体的构建 用 HindⅢ /
EcoRⅠ双酶切 pBI121(图 1b) ，将回收的 pBI121
载体部分与 pG4Aepsps(图 1a)酶切产物进行连
接、转化，获得 2E35S 启动子∷苘麻 epsps 优化基
因的植物表达载体 pGBI35Sepsps(图 1c) ，用 Hind
Ⅲ /EcoRⅠ双酶切鉴定，得到约 2． 8 kb 的 2E35S
表达盒片段，与理论大小相符，说明单价植物表达
载体 pGBI35Sepsps构建成功(图 2a)。
将扩增获得的 arf1 启动子序列回收后克隆
于 pGEM-T easy载体，将测序正确的克隆提取质
粒后用 BamHⅠ /HindⅢ双酶切，回收启动子片
段，用 BamHⅠ /HindⅢ双酶切 pGBI35Sepsps，将
回收的载体部分与上述 arf1 启动子进行连接、转
化，获得 arf1 启动子∷苘麻 epsps优化基因的载体
pGBIarf1epsps(图 1d) ，分别以 BamHⅠ /HindⅢ、
HindⅢ /EcoRⅠ双酶切鉴定，得到约1． 6 kb的 arf1
启动子和 4 kb的 arf1 启动子 +苘麻 epsps 优化基
因 2 个片段(图 2b)。
151 期 张莎莎等:多启动子驱动苘麻 epsps优化基因植物表达载体的构建及其转化
图 2 质粒 pGBI35Sepsps(a)、pGBIarf1epsps(b)和
pGBIag2epsps(c)的酶切检测结果
Fig． 2 Enzyme digestion result of plasmid pGBI35Sepsps
(a)，pGBIarf1epsps(b)and pGBIag2epsps(c)．
M:Marker; a:1:pGBI35Sepsps /Hind Ⅲ + EcoRⅠ． b: 1:
pGBIarf1epsps /HindⅢ + BamHⅠ;2:pGBIarf1epsps /HindⅢ + EcoR
Ⅰ． c:1:pGBIag2epsps /HindⅢ + BamHⅠ;2:pGBIag2epsps /HindⅢ
+ EcoRⅠ．
用 BamH Ⅰ /Hind Ⅲ 对 pGBIag2F4ABC 和
pGBI35Sepsps 双酶切，将回收的 ag2 启动子和
pGBI35Sepsps载体部分进行连接、转化，获得 ag2
启动子∷苘麻 epsps 优化基因的载体 pGBIag2epsps
(图 1e) ，分别用 BamHⅠ /HindⅢ、HindⅢ /EcoR
Ⅰ双酶切鉴定，得到约 2． 1 kb 的 ag2 启动子和
4. 5 kb的 ag2 启动子 +苘麻 epsps 优化基因 2 个
片段(图 2c)。
2． 1． 2 双价植物表达载体 pGBIarf1ag2epsps 的
构建 将载体 pGBIag2epsps 中的 HindⅢ酶切位
点改造成 EcoRⅠ后，用 EcoRⅠ酶切改造后的
pGBIag2epsps 及载体 pGBIarf1epsps，将回收的
ag2 表达盒和单酶切并脱磷后的 pGBIarf1epsps载
体进行连接、转化，获得含 ag2 和 arf1 两个表达盒
的植物表达载体 pGBIarf1ag2epsps，用 BamHⅠ酶
切出现约 4． 5 kb的目的条带(图 3) ，表明这两个
表达盒是串联正向插入(图 1f)。
2． 1． 3 三串联表达盒植物表达载体 pGBI35-
Sarf1ag2epsps的构建 将载体 pGBI35Sepsps 中的
EcoRⅠ酶切位点改造成 HindⅢ后，用 HindⅢ酶切
改造后的 pGBI35Sepsps 和 pGBIarf1ag2epsps，将
回收的 2E35S 表达盒和单酶切并脱磷后的
pGBIarf1ag2epsps 载体进行连接、转化，获得含
2E35S、arf1 和 ag2 三个表达盒的植物表达载体
pGBI35Sarf1ag2epsps，分别用 EcoRⅠ和 HindⅢ酶
切鉴定，得到约 4． 5 kb的 ag2 表达盒和 2． 8 kb的
2E35S表达盒 2 个片段(图 4) ，用 BamHⅠ酶切出
现约 4． 0 kb 的目的条带和约 4． 5 kb 的目的片段
(图 4) ，说明载体中的 3 个表达盒均是顺式首尾
相连串联朝一个方向插入(图 1g)。
2． 2 棉花的转化、筛选及转基因植株的分子检测
2． 2． 1 棉花转化及转化植株的筛选 采用农杆
菌喷花法转化棉花，收获 T0代种子，开沟密植播
种。幼苗出真叶后，喷施农达溶液进行筛选。筛
选过程中绝大多数植株生长点死亡，生长发育停
滞，最终全株枯萎、褐化、死亡，但仍有极少部分植
株生长势头良好，生长点未受到影响，全株翠绿挺
拔，未表现出药害症状(图 5a)。第三次喷药 10 d
后进行统计，共有 9 株棉花幼苗生长正常，表现出
草甘膦抗性，这些抗性单株都生长发育良好，最终
获得抗草甘膦的 T0代棉花植株(图 5b)。
2． 2． 2 转化植株的 PCR检测 对 9 株抗性幼苗
分别提取基因组 DNA，用载体上 Ω元件的部分序
列作为 5端引物，苘麻 epsps基因上的特异序列作
为3 端引物，进行PCR检测，扩增出与预期大小
25 中 国 农 业 科 技 导 报 15 卷
图 5 农达筛选棉花转基因植株
Fig． 5 Screening transgenic cotton by Roundup．
a:苗期筛选;b:转基因植株
a:Screening transgenic cotton seedlings insensitive to Roundup;b:
Transgenic cotton plants．
相符的 1． 3 kb条带(图 6) ，在未转化植株中未得
到扩增产物，将目标条带回收测序，测序结果表明
扩增产物是目的基因的序列，说明携带外源基因
的 T-DNA片段已经整合到棉花基因组中。检测
的 9 株抗性植株中，有 8 株为 PCR阳性植株。
图 6 抗性植株的 PCR检测结果
Fig． 6 PCR result of glyphosate-tolerant cotton plants．
M:DNA marker;1:空白对照;2:阳性质粒对照;3 ～ 11:抗性植
株;12:野生型对照
M:DNA marker;1:Negative control;2:Positive control;3 ～ 11:
Glyphosatetolerant plants;12:Wild type
2． 2． 3 epsps 基因的转录表达分析 提取 8 株转
基因植株和受体对照植株幼嫩叶片的总 RNA，进
行 RT-PCR，转基因阳性株扩增出特异的目的条
带(图 7) ，表明苘麻 epsps优化基因在转基因棉花
中都有一定量的表达，而对照中未发现该基因的
图 7 转基因棉花中苘麻 epsps优化基因的表达
Fig． 7 Expression of optimized epsps gene in
transgenic cotton plants．
1 ～ 8:转基因植株;9:非转基因植株
1 ～ 8:Transgenic cotton plants;9:Non-transgenic cotton plants
表达，将目标条带回收经测序分析表明外源基因
得到正确表达。该结果说明外源 epsps 基因的导
入和表达导致转基因棉花对草甘膦抗性的提高。
3 讨论
本文利用对草甘膦具有较低敏感性的苘麻
epsps 优化基因构建了多启动子驱动的植物表达
载体，利用农杆菌喷花法，将重组 T-DNA 导入棉
花，经草甘膦筛选和初步分子鉴定获得了转基因
抗草甘膦棉花。和对照相比，转基因棉花生长状
态较好，能够正常的进行生长和生殖发育，证明了
利用不同类型启动子驱动苘麻 epsps 优化基因进
行棉花抗草甘膦研究的可行性，为抗草甘膦棉花
基因工程提供了新的材料和方法。
针对抗草甘膦转基因棉花的花药中 EPSPS
表达量过低，在四叶期后喷施草甘膦极易导致棉
花败育的问题［9，10］，本研究用棉花生殖器官优势
表达的 arf1 启动子参与构建载体，以提高花药中
EPSPS的表达量，使棉花的育性发育不受草甘膦
的影响，按目前的实验结果来看已初步达到这一
目标，阳性植株的生殖发育正常，开花后能正常授
粉、结实。在载体构建中还使用了棉花草甘膦高
效诱导表达的 ag2 启动子，它所驱动的外源基因
在植株未受诱导时，不表达或低水平表达，而在喷
施草甘膦后高效表达，这样能提高基因的利用效
率，减少外源基因过量表达所造成的能量和物质
浪费及对植物生长发育的影响。arf1 启动子和
ag2 启动子均为棉花内源性启动子，抗草甘膦的
epsps优化基因来自苘麻，与棉花同属锦葵科，不
需要密码子优化即可进行载体构建和棉花转化，
且内源的调控序列在棉花里能更好更充分的发挥
其调控能力。
目前转基因抗草甘膦作物遗传改良的策略主
要有三种:通过突变或修饰，产生出与草甘膦亲和
性较低的 EPSPS;通过 epsps 的扩增或过量表达而
产生具有较高酶活性的 EPSPS，增强对草甘膦的
抗性;将能降解草甘膦的编码基因转入作物，降解
外源草甘膦，保障生命代谢的正常进行。前人研
究结果表明，多拷贝的 epsps基因能够显著提高植
株对草甘膦的抗性［15 ～ 17］。本实验所构建的三串
联表达盒载体中分别由不同类型启动子驱动相同
的苘麻 epsps 优化基因，构建成串联三拷贝表达
盒，充分结合了前两种策略，两种方法联合使用，
351 期 张莎莎等:多启动子驱动苘麻 epsps优化基因植物表达载体的构建及其转化
为获得抗草甘膦的棉花种质打下了基础。将组成
型启动子、诱导型启动子和组织特异性启动子等
不同类型的启动子组合在一起分别驱动一个共同
的抗草甘膦的 epsps基因，把这些独立的表达盒串
联构建在一个植物表达载体上来转化棉花，这在
以往的研究中少见，在棉花抗草甘膦基因工程的
研究中尚未见报道。本研究不仅能为转基因抗草
甘膦棉花增强抗性、克服败育提供全新的解决方
案，而且能为将这种全新的表达模式运用到其他
功能基因在其他物种中的表达提供理论依据和试
验基础。
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