全 文 :广 西 植 物 Guihaia 29(2):254— 259 2009年 3月
大豆球蛋白G1启动子的克隆
及植物表达载体构建
王永芹,陈德富,王绘砖,陈喜文
(南开大学 生命科学学院,天津 300071)
摘 要:从大豆冀 nf37和冀豆 15中克隆了大豆球蛋白G1基 因的启动子片段。序列分析表明,两种启动子片
段均为 688 bp,与 GenBank现有的 3种启动子序列(四川大豆 (DQ250808)、南农 87一c38(AY649096)和 Dare
(Xl 5121))间的同源性在 96.4 ~99.6 之间。其中来 自冀 nf37的启动子片段除 Legumin盒上有一个碱基
差异外 ,其它元件与 DQ250808完全相同,据此推测该启动子片段具有种子特异性启动子活性。将其与已有
一 生育酚甲基转移酶基因连接 ,构建 了种子特异性表达载体 pBG1TMT,为通过代谢工程手段调控油料作物
种子维生素 E组成、提高其营养品质奠定了基础。
关键词:大豆;球蛋白 G1;启动子;7一生育酚甲基转移酶(7-TMT);种子特异性表达载体
中图分类号 :Q943 文献标识码 :A 文章编号:1000—3142(2009)02—0254—06
Cloning of soybean glycinin G1 promoter and
construction of plan t expression vector
、^ NG Yong-Qin,CHEN De-Fu,ⅥANG Hui-Zhuan,CHEN Xi—Wen
(College of Li Sciences,Nankai University,Tianjin 300071,China)
Abstract:A fragment of glycinin G1 promoter was amplified from soybean cultivars Ji nf37 and Jidou 15,respectively.
Sequence analysis indicated that both the fragments are 688 bp and had 96.4 一 99.6 homologies compared with
the registered sequences in GenBank(Sichuan(DQ25O8O8),Nannong87一c38(AY649096)and Dare(X15121)).The
promoter fragment from ji nf37 contains the completely identical elements for seed—specific expression with
DO250808 except only one base difference existing in the Legumin box,which was supposed to have the activity of
seed-specific promoter.It was recombined with the 7-TMT gene and plant expression vector pBG1 TMT was con—
structed.The work laid foundation for metabolic engineering t0 increase a—tocopherol level in oilseed crop seeds.
Key words:soybean;glycinin G1;promoter;7-tocopherol methyltransferase(7-TMT);seed—specific expres—
sion vector
维生素 E是 8种生育酚类化合物的总称 ,仅由
植物和某些光合细菌所合成,为维持人体正常生理
功能所必需(Fryer,l992)。临床上可用来治疗与预
防高血压、冠心病、心肌梗塞、动脉硬化、血栓、不孕
症、癌症等疾病(Rimm等,1993;Stampfer等,1993;
Buring& Hennekens,l997)。8种维生素 E中,a一
生育酚活性最高。7一生育酚甲基转移酶(7一TMT)
催化 一生育酚向 d一生育酚的转化(Eckardt,2003;
Karin,2003),但它在种子中的活性很低,从而导致
油料种子(如大豆)中 a一生育酚仅占生育酚总量的
7 ~l0 ,而其前体 一生育酚却高达 6O ~7O
(Grusak& Delapenna,l999)。因此,提高油料种
收稿日期:2007—08—13 修回日期:2007—10—29
基金项目:天津市自然科学重点基金(07JCZDJC03800)[Supported by Key Project of Municipal Natural Science Foundation otrla rIjin(o7JczI)Jco38oo)]
作者简介:王永芹(1981-).女,山东临沂人,硕士研究生,研究方向为生物化学与分子生物学 ,(E-mail)yongqin129@tom.corn。
*通讯作者(Author for correspondence,E—mail:xiwenchen@nankai.edu.cn)
2期 王永芹等 :大豆球蛋白 G1启动子的克隆及植物表达载体构建 255
子中a一生育酚含量已成为维生素 E代谢工程的重
要方向。为避免非特异性启动子驱动外源基因持续
表达对植物正常生理 活动产生干扰,种子特异性启
动子的使用已成为改变植物种子成分的代谢工程研
究的重要环节 。
大豆球蛋 白(glycinin)是大豆种子 中主要贮藏
蛋 白之一,占种子于重 的 2O 左右 ,它只在种子形
成的胚乳期表达 (Baumlein等,1992;Lelievre等 ,
1992)。目前 已知 的 6种大豆球 蛋 白 G1、G2、G3、
G4、G5和G7中,G1基因的启动子能在种子中启动
外源基因表达,且启动子活性相对较高(Ding等,
2006)。在从甘蓝型油菜 中克隆出 7-TMT全长 cD—
NA序列并验证其功能的基础上(钱文成等,2007),
本文从高油大豆冀 nf37克隆了大豆球蛋白G1基因
启动子片段,并构建了G1启动子驱动 一TMT的表
达载体,为通过代谢工程手段调控作物种子中维生
素 E的组成奠定基础。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1植物材料 大豆(Glycine n )高油品种“冀
nf 37”和高蛋白品种“冀豆 l5”由河北省农林科学院
粮油作物研究所王文秀先生惠赠。种子播种于 25
±3℃、15 h光照/9 h黑暗、光照强度 54 mol·In
·s 的人工气候室中。取 4~5叶龄期幼苗叶片提
取总基因组 DNA。
1.1.2菌株和质粒 大肠杆菌 DH5u—FT、植物表达
载体 pBin438(含 35S双启动子)、甘蓝 型油菜全 长
cDNAs(Chen等 ,2004)为我室保 存。pMD18一T载
体购 自大连宝生物工程有限公司。
1.2方法
1.2.1 7-TMT基 因的扩增 在获得甘蓝型油菜 7一
TMT基 因序列 (GenBank注册号为 DQ50801 9)的
基础上 ,设计引入限制性内切酶位点的引物 TMT—P
(5 aaaclg(. agaIgaaagcgact ctcgcacc 3 ,’卜划线为 Pst
f酶 切位 点 )和 IMT—E4(5 aegcgtcgaeltagagag—
gtltctggcaaglgatg 3 ,下划线为 Sal T酶切位点),以
甘蓝型油菜全长 cDNA为模板扩增 7-TMT全长基
因。PCR体系为 15 I ,包含 3 nmol dNTPs、1.9
pmol两种引物、0.375 U Blend Taq DNA聚合酶和
2.0 ng模板 DNA。PCR条件为 94℃ 5 min;94℃
40 S;58℃ 32 S;72℃ 100 S;40个 循环 ;72℃ 7
min。扩增产物 经琼脂糖 凝胶 电泳 回收纯化后 ,16
℃下与 pMD18一T过夜 连接 ,再 转化进 DH5a—FT,
然后涂布在含 IPTG、X—gal和氨苄青霉素(5O g/
mL)的 LB筛选平 板上,过夜 培养 。挑选 白色转化
子 ,碱法小量提取质粒进行质粒 PCR筛选 ,阳性转
化子再经限制性 内切酶分析,以检查插入片段大小
及方向,正向插入的克隆命名为 pMD18一T—TMT。
1.2.2大豆种子特异性启动子 片段 的克隆 根据
GenBank现有大豆球蛋 白 G1基 因的启动子序列 ,
设 计和合成 引物 G1 F(5,_ccccflagctttagcctaagta~一g
tactcaaaatgcc一3 ,下 划 线 为 HindⅢ酶 切 位 点 )和
Gl—R(5-aaaaclgcaggglgatgactgatgtgttaagg一3 ,下划
线为 Pst I酶切 位 点)。用 CTAB法 (Saghai—Ma—
roof等 ,1984)提取大豆叶片基 因组 DNA,以此为模
板扩增 G1基因启动子片段。PCR体系为 15 L,
包含 3 nmol dNTPs、1.9 pmol两种 引物、0.375 U
Blend TaqDNA 聚 合 酶 和 50 ng基 因 组 DNA。
PCR条件同上。扩增产物同样经琼脂糖凝胶电泳
回收纯化后 ,用 HindIti/Pst I双酶切 ,再与同样经
Hind II/Pst I双酶切 的 pMD18一T—TMT重组质粒
连接 ,转化 DH5c~一FT感受 态细胞。阳性转化子的
筛选方法同上,并命名为 pMD18一T~G1一TMT,送北
京三博远 志公 司测序 。利用 软件 Lasergene Suite
MegAlign(ver 7.O)的 Clustal V方法进行序列比对。
1.2.3种子特异性表达栽体 pBG1TMT的构建 用
HindⅢ与 Sal I双 酶 切重 组 质 粒 pMD18一T—G1一
TMT,回收约 1.7 kb片段 (Gl—TMT)。用同样 的
限制性 内切酶双酶切植物表达载体 pBin438,回收
大片段,以切除其上的 Q增强子和 CaMV35S双启
动子。将 G1一TMT片段与 pBin438大片段连接,转
化进 DH5a—FT,涂布到含 2O mg/I 卡那霉素的LB
筛选平板上。PCR及 酶切 鉴定 的阳性重组子命名
为 pBG1TMT。
2 结果与分析
2.1 pMD18-T-TMT载体 的构建
以油菜全长 eDNA为模板,TMT—P和 TMT—
E4为引物 ,扩增 出一长约 1.0 kb的片段。将该片
段连 接 到 pMD18一T 上 ,转化 进 DH5a—Fq、。菌落
PCR法初步筛选出阳性转化子,提取质粒 DNA,进
行限制性内切酶酶切分析。用 Sal T酶切发现,重
组子 1、2、3、4、6、7产生 1.0 kb和 2.7 kh两片段 ,
256 广 西 植 物 29卷
为正向插入;重组子 5产生一个 3.7 kb片段,为反
向插人 (图 1:A)。筛 选 出正 向插入 的重组 子,用
Hi” Ⅲ/PstI双酶切确证 ,均产生一个 3.7 kh片
段,确证为正向插入的厦纠l予( 】:B) 筛选l}I正
向插入重组子 ,命名为 pMD18一T—TMT。
2.2种子特异性启动子 G1片段的克隆
提取大豆基 因组 DNA,电泳分析显示 DNA呈
单一条带,分子量大于 21 kb;EcoRI酶切呈连续片
图 1 7一TMT基因插入重组子的限制性内切酶分析
Fig.1 Restriction analysis of recombinant plasmid pM D1 8一T—TM T
M:DNA分子量标准(bp);A.Sal I酶切;1-7:重组子编号;B.Hind1I/Pst I双酶切,重组子编号同 A。
M:k/EcoT14 I digest marker(bp);A.digested by Sal I;1-4 and 6-7:7-TMT inserted in forward orientation into pMD18-T;5:7-TMT
nserted in reverse orientation into pMD1 8-T;B.digested by Hind Il/Pst I.The number of recombinant lines is the same as in Fig.1 A.
段,说明提取的 DNA是完整的、纯度高,可用作启
动子扩增模板 。然后以 G1一F和 G1一R为引物,扩增
G1启动子片段 ,电泳结果见图 2,扩增片段长约 700
bp,与预期大小相符 。
925bp
M 1 2
图 2 大豆 G1启动子的 PCR扩增
Fig.2 PCR amplification of soybean
glycinin G1 promoter
M:DNA分子量标准(bp);1:冀 nf37;2:冀豆15。
M:X/EcoT1 4 I digest Molecular Marker
(bp);1:Ji nf37;2:Jidoul5
将该启动子片段用 HindⅢ/Pst I双酶切后,与
同样经 Hind 1I/Pst I双酶切 的 pMD18-T—TMT重
组质粒连接,转化进 DH5a—FT,PCR法和酶切法筛
选阳性克隆。图 3显示,经 PCR初步筛选出的阳性
重组子用 Pst I/Sal I双酶切 ,产生 1.0 kb和 3.4
kb两 片段 ;同时用 HindⅢ/Pst I双酶切 时,产 生
0.7 kb和 3.7 kb两片段,证明从冀 nf37和冀豆 l5
中克隆的 G1启动子均插入到 pMD18一T—TMT中。
阳性重组子命名为 pMD18一T—G1一TMT。
3472
1489
925
图 3 重组子 pMD18-T—G1一TMT的酶切分析
Fig.3 Restriction analysis of recombinant
plasmid PM D1 8一T—G卜TMT
M:DNA分子量标准(bp);1—5:重组子 1-5的PstI/sⅡ2 I
酶切 ;6—10:重组子 卜5的 HindⅢ/Pst_I酶切
M: /EcoT14 I digest DNA Marker(bp);1—5:recombinant
lines 1—5 digested by Pst I/Sal I;6-10:recombinant
lines 1-5 digested by HindⅢ/Pst I
2.3序列测定与分析
将阳性重组子测序后发现,两种启动子片段长
均为 688 bn,图4是其与 GenBank现有 3种该启动
子序 列 (四川 大 豆 (DQ250808)、南 农 87一c38
(AY649096)和 Dare(x15121))比对结果。克隆的
两种启动子片段与 GenBank现有 3种启动子序列
2期 王永芹等 :大豆球蛋 白 G1启动子的克隆及植物表达载体构建 257
Major ity
Sichuan
Nannong
Dare
nf37
Jidou15
Major ity
Sichuan
Nannong
Dare
nf37
Jidou15
Major ity
Sjchuan
Nannong
Dare
nf37
Ji dou15
Major ity
Si chuan
Nannong
Dare
nf37
Ji dou15
Ma]or ity
Sichuan
Nannong
Dare
nf37
Jidou15
Major ity
Sichuan
Nannong
Dare
nf37
Jidou15
Major ity
Sichuan
Nannong
Dare
nf37
Jidou15
Major ity
Sichuarl
Nannong
Dare
nf37
Ji dou15
ACGTA Box RAVIAAT RAVIAAT
TAGCCTAAG固 OTOAAAATG ATAAAAAAAAAGTTGOTTTAATAATGCCAAAAOAAATTAATAAAACACTT/~
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● - ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● _ ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ‘ ● ● ● ● ● ● ● ● - - - ●
GT1 consensus SEF4 mot i f
ccGGATTTTTTTTAATTAA从TGTGccATTTA咂 五 AGTT一从咂豆豆豆 TAATTATTTAAAAAGCCGTATCTAOTAAAAT
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● _ _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● - ● _ ● ● ● ● ● - ● ● ● ● ’ ● ● ● _ ● ● ● 。 ‘ ● ●
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⋯ . . t....⋯ .........g ........................
_ 。 ● - ● _ ● - ● 。 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● t ● ● ● ● _ ● _ ● ● _ ● ● ● ● ● t ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● - ● ● ● ● ● ● ● ● _ _ ● ● ● ● _ ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ●
SEF4 motif CACA element GT1 core
豆面 TGGTTGAAATATTAATATGTTTAA懂 CTATCAAATTAAACTAAAAAAAATAGTGTACGl~
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g........ ............···-·····---·······-······-······-· ·-·-·
SEF4 mot f
[~OATTAGTACAGTAATATAAGAGGAAAATGAGAAATTAAGAAATTGAAAGCGAGTCT^匝面互 TTATGAACCTGCATATATA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a..... ........··...- .·
RY—repeat E—box CAAT mot i f
AAAGGAAAGAAAGAATCCAGGAAGAAAAGAAATGAAAc函 亟西TccccTcGTcATcAcGAGTTTcTG匝五 瓯 GAAA
vi ciIi n box
CACTGAAACACCTTTCTCTTTGTCACTTAATTGAGATGCOGA桓亟 CACCATGAACTTCATGAGGTGTAGCACCCAAGGOT
. . . . . . . . . .
一
. . . . . . . . . . . . . . .
一
. . . . . . . t............................................C..
RY—repeat Iegumin box ASFI mot f
TCOATAG~ CTGAAGAATGTCTOAAGCTCAGOAOCCTACTTOT妪 6TOCCTCATTOAOCTTCCTCTCTTCCC~
一
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t .................. ....
_ _ ● ● ● 。 ● ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● _ ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ ● ● ● ● - ‘ ● ● _ ● ● _ ● ● ● ● _ ● ● ● ● ● ’ ● ● ● ● ● ● _ ● ● ’ ● ● ● ● ● ● ● ● ● _ - ● ● ●
TATA box CARE
圃 AAccAcGccTcAGGTTcTccGcTTcA j AAACATTCTC-TCCATTGGTCCTTAAACACTCATCAGTCATCACO
. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
。 。
. . . . C...C.........................
a
- 600
- 602
- 604
— 602
- 602
- 514
- 515
- 518
— 516
- 516
— 427
- 429
- 431
— 429
— 429
— 340
- 342
— 344
- 342
- 342
- 253
- 255
- 257
- 255
- 255
— 168
- 170
- 170
— 168
— 168
— 82
- 82
— 83
- 82
- 82
图 4 大豆球蛋 白G1启动子序列及元件的比对分析
Fig.4 Sequence and element alignment among glycinin G1 promoters from soybean
序列比对所用的其他启动子序列分别来 自于四川大豆(DQ250808)、南农 87一c38(AY649096)和Dare
(Xl5121)。启动子顺式调控元件用方框标示,数字表示距离起始密码子的位置
G1 promoter sequences used for M egAlign are from Sichuan(DQ2508O8),Nannong87一c38(AY649096)and Dare(X15121)
Cis—regulatory elements are shown in boxes.Numbers represent the positions relative to the ATG translation start eodon
间的同源性介于 96.4 ~99.6 之间,其中冀 nf37
与 Dare间的同源性最高,冀豆 15与四川I大豆间的
同源性最低。启动子元件分析发现,克隆的两种启
动子片段均含有 TATA 盒、CAAT盒等启动子 特
征元件,同时含有 RY重复序列元件、Legurnin盒、
SEF4基元、E盒、CACA元件等种子特异表达所需
的顺式作用元件 (Beilinson等,2002)。由于 3种
G1启动子中,只有来源于四川1大豆的启动子功能得
到证实(Ding等,2006),因此以它为基准进行启动
子元件比对。结果发现,克隆于冀豆 l5的启动子片
段在 SEF4基元、CARE和 Legumin盒处与之均有
差异;而克隆于冀 nf37的启动子片段仅在 Legumin
盒上与之有一个碱基的差异,其它元件与之完全相
同,由于 Legumin盒上的该碱基在其它 4种来源的启
258 广 西 植 物 29卷
动子序列(除四川大豆外)中完全一致,推测它很可能
不会影响启动子的功能,因此选择克隆于冀 nf37的
G1启动子用于种子特异性表达载体的构建。
2.4植物表达载体的构建
用 HindⅢ和 Sal I双酶切重组质粒 pMD18一T—
Gl—TMT,回收 1.7 kb片段 (G1一TMT),与同样经
Hind IlI和 Sal I双 酶 切 的 双 元 植 物 表 达 载 体
pBin438大片段连接,转化进 DH5a—FT,提取质粒 ,
用 Hindm和 Sal I酶切,产生 1.7 kb和 l4 kb两片
段,说明载体构建正确(图5)。筛选出的阳性克隆,
命名为 pBG1TMT。图 6即为所构建的种子特异性
表达载体示意图,即 G1启动子片断驱动 一TMT目
的基因,同时含有 uTT和Nos—T转录终止序列,以
及新霉素磷酸转移酶基因(NPT丌)抗性筛选标记。
l9329
7743
1882
1489
M 1 2 3 4 5 6 7 8
图 5 pBG1TMT重组质粒的酶切鉴定
Fig.5 Restriction analysis of recom binant
plasmid pBG1 TM T
1-8:重组 pBG1TMT HindHI/Sal I双酶切
1-8:Hind m/Sal I digestion of recombinant pBGI TMT
1.7kb
3 讨论
7一TMT是维 生素 E生 物合成 途径 中的 限速
酶 ,催化 7一生育酚向 a一生育酚的转化 ,因此它的活
性直接影响着维生素 E的总体活性。研究表明,种
子中高含量 一生育酚并非是由于 7一TMT活性低 ,
很可能是由于 7一TMT基因的表达在种子中受到了
抑制 。欧阳青 等(2003)曾使用半定量 RT—PCR方
法证实在结球 甘蓝叶片中 7一TMT 的表达量很高 ,
而在种子却仅有少量表达。Tavva等(2007)将种子
特异性启动子 vicilin与 7一TMT基因连接,转化大
豆,结果大豆种子中 一生育酚几乎完全转变成 了 a一
生育酚,因此 推测植物 天然种子中 7-TM F的表达
受到抑制 ,可能是野生型启 动子受到了某种调节作
用,这种作用机理虽然还需相关分子生物学实验证
实,但为我们利用代谢工程提高油料种子 a一生育酚
含量提供了重要的资料。
影 响外源基 因在转基 因植物 中表达的因素很
多,其中启动子的调控最关键 ,因此选择合适启动子
是增强外源基 因表达首先考虑的要素。种子特异性
启动子,仅在种子成熟 的中期至晚期启动下游基 因
特异性地表达,将这类启动子的转 录调控模式应用
于植物基因工程,不仅 可以避免外源基因在转基 因
植物中非特异表达所造成的能量负荷、物质浪费以
及对其它组织正常生理代谢活动 的影响;更重要的
是,可以使外源基因在 宿主中的表达具有器官或组
织特异性 ,可以实现外源基因特异 、高效地定位表
HindⅢ PstI SalI
B
, 利·J 特异性表达载体 pBG1TMT的示意图
Fig.6 Schematic representation of the seed—specific expression vector pBG1TMT
G1 P:G1启动子序列;7-T~IT: 一生育酚甲基转移酶基因;ur丌 和 Nos—T:转录终止序列;NPTⅡ:新霉素磷酸转移酶基因。
GI P:G1 promotor;7-TMT:y-tocopherol methyltransfcrase;UTT and Nos-T:termination
sequence of transcription;NPTⅡ:Neomycin ph0sphatransferaseⅡ.
达。因此,种子特异性启动子的使用对调控油料作
物种子的成分意义非常重大。
大豆球蛋白是大豆种子中的一种主要贮藏蛋
白,其表达具有高度的组织特异性和发育特异性,即
在大豆种子形成的胚乳期大量表达。目前 已发现 6
种大豆 球 蛋 白 G1、G2、G3、G4、G5和 G7。Sims
l~Goldberg(1989)报 道 了大豆 Dare的 G1基 因全
序列(X15121),但并未见其功能验证的报道。Ding
等(2006)从四川I大豆中克隆了 G1启动子,并构建
了种子特异性表达人碱性成纤维细胞生长因子
2期 王永芹等 :大豆球蛋 白 G1启动子的克隆及植物表达载体构建 259
(bFGF)基 因的表达 载体 ,转化 大豆 后,表达 出的
bFGF蛋 白仅存在 于种子 中,含量可达种子可溶蛋
白总量的 2.3 ,证明 Gl启动子具有种子特异性表
达活性。本文克隆的两种启动子片段与之相 比具有
很高的同源性,其中冀 nf37的G1启动子片段上除
Legumin盒上有一个碱基 的差异外 ,其它元 件与之
完全相同,而 Legumin盒上该差异碱基 与除四川大
豆外的其它四种来 源的启动子完全一致 ,因此猜测
它的改变不会影响启动子功能,所 以选择其用于进
一 步构建种子特异性表达载体。冀 豆 15启 动子片
段在特征元件 SEF4基元、CARE和 Legumin盒处
与之均有差异 ,对启动子功能的发挥是否有影响 ,有
待进一步研究。
自7-TMT基因从拟南芥和集胞藻中分离出来
(Shinatani& Dellapenna,1998),有关 y—TMT基因
的遗传转化研究仅局限在拟南芥 、烟草等模式植物
上 ,而对农作物特别是大豆等油料作物 的实用性研
究却很少。大豆是我国重要的油料作物,在人类膳
食中占有重要位置 ,是 目前人类维生素 E的主要来
源。因此,提高种子中 a一生育酚含量,以提高食用
油的维生素 E活性,将具有重要的营养学价值和应
用前景。本文克隆了大豆球蛋 白G1基因启动子,
并构建了 7-TMT基因的植物载体,对于进一步利
用种子特异性启动子提 高油料作物种子 中 a一生育
酚的含量,从而提高作物营养品质等方面的研究具
有重要的应用前景。
参考文献 :
欧阳青,樊春涛 ,孙卉,等.2003.结球甘蓝 生育酚甲基转移酶
cDNA的克隆、分析及其异源表达酶蛋白的功能研究[J].自
然科学进展 13:709—71 5
Baumlein H ,Nagy I.Villarroel R,et a1. 1992. Cis-analysis of a
seed protein gene promoter:the conservative RY repeat CATG—
CArG within the legumin box is essential for tissue-specific ex—
pression of a legumin gene[J].Plant J,2:233—239
Beilinson V,Chen Z,Shoemaker C,et a1.2002.Genomic or—
ganization of glycinin genes in soybean[J].TheorAppl Oen—
et,104:1 132— 1 140
Buring JE.Hennekens CH.1997.Antioxidant vitamins and cardi—
ovascular disease[J].NutrRev,55:$53—6O
Chen DF,Chen XW . 2004. Cloning and activity analysis of in
vitro expression of plant NAD-IDH genes[J].Chin Sci Bul1.
49:328—336
Ding SH,Huang LY,Wang YD,et a1.2006.High-level expres—
sion of basic fibroblast growth factor in transgenic soybean seeds
and characterization of its biological activity[J].Biotechnol Lett,
28 1 869— 875
Eckardt N八 2003.Vitamin E-defective mutants of Arabidopsis tell
tales of convergent evolution[J].Plant Cell,15:2 233—2 235
Fryer .1992.The antioxidant efects of thylakoid vitamin E(
tocophero1)[J].Plant Cell Environ,15:381—392
Grusak MA.Delapenna D.1999.Improving the nutrient composi—
tion of plants to enhance human nutrition and heahh[门.Anntd
Rev Plant Physiol Plant Mol Biol,50:133— 161
Karin H.2003.Vitamin production in transgenic plants[J].Plant
Physiol,160:821— 829
Lelievre JM.Oliveira LO.Nielsen NC.1992.5-CATGcAT-3 ele-
merits modulate the expression of glycinin genes:comparison of
the DNA sequence[J].Plant Physiol,98:387~391
Oian WC(钱文成),Chen DF(陈德富),Wang HZ(王绘砖),et a1.
2007. Gene cloning and function confirmation of 7-tocopberol
methyltransferase from Brassica nupus(甘蓝型油菜 一生育酚
甲基转移酶基因的克隆和功能验证)[J].Plant Physiol G.n一
?llun(植物生理学通讯),43:683—688
Rimm EB,Stampfer ,Ascherio A,et a1.1993.Vitamin E con-
sumption and the risk of coronary heart disease in men[j].New
Eng Z J Med,328:1 450—1 456
Saghai—Maroof MA,Soliman KM,Jorgensen,et a1.1984.Pdboso—
mal DNA spacer-length polymorphisms in barley:Mendelian in—
heritance,chromosomal location,and population dynamics[J].
Pto(Natl A(_n Sci USA ,8l:8 014— 8 018
Shinatani D,DelaPenna D.1 998.Elevating the vitamin E content
of plants through metabolic engineering[J].Science,282:2 098
— 2 1OO
Sims TL.Goldberg RB.1 989.The glycinin Gyl gene from soy—
bean[J].NucleicAcids Res,17:4 386
Stampfer MJ,Hennekens CH,Manson.IE,et a1.1993.Vitamin E
consumption and the risk of coronary disease in women[J].New
Engl J M c,,328:1 444—1 449
Tavva VS,Kim YH ,Kagan IA,et a1. 2007. Increased alpha-to-
copherol content in soybean seed overexpressing the Perilla fru—
tescens gamma-tocopherol methyItransferase gene[J]. Plant
ll Rep,26:61— 70