蒺藜苜蓿豆球蛋白基因Mt1g072600启动子的克隆及器官表达分析

在改善种子的营养品质和利用种子生物反应器(seed-based bioreactor)生产有工业或药用价值的蛋白质等基因工程实践中,需要使用种子特异性启动子驱动外源基因的转录.种子贮藏蛋白(seed storage proteins,SSPs)为高等植物种子成熟过程中合成并贮存的大量贮藏蛋白质的总称,其基因的启动子是种子特异性启动子的重要来源.为发掘蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的种子特异性启动子,本研究克隆其主要贮藏蛋白豆球蛋白基因Mt1g072600编码区上游2075 bp启动子序列(命名为:PMt1g072600),利用网站PLACE和PlantCARE预测顺式作用元件(cis-acting elements),发现其含有E-box、A/T rich element、P-box等多个种子特异性启动子相关顺式作用元件.构建其驱动β-葡萄糖苷酸酶(β-glucuronidase,GUS)基因的植物表达载体并进行拟南芥(Arabidopsis thaliana)的遗传转化,转基因拟南芥种子中GUS表达情况分析发现,Mt1g072600基因启动子PMt1g072600驱动GUS的表达量极显著地高于PCaMV35S,转基因拟南芥各组织/器官的组织化学染色结果表明PMt1g072600驱动GUS表现出种子表达的特异性.本研究克隆的蒺藜苜蓿来源的种子特异性启动子PMt1g072600,可用于驱动外源基因在转基因植物种子中特异性转录,为植物基因工程领域种子特异性启动子的选择和使用提供参考.