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组织特异性启动子能将目的基因的表达限定在特定的组织或器官中,在基因的表达调控研究及植物的基因工程领域中具有重要的应用价值。对玉米枯草杆菌蛋白酶-糜蛋白酶抑制剂(Subtilisin-Chymotrypsin inhibitor,CI-1B)即ZmCI-1B基因的表达模式的研究表明,其在玉米的根部和胚中高表达。因此,ZmCI-1B基因的启动子也许存在着一定的特殊性,有望成为玉米中有组织特异性的候选启动子。本研究中我们从玉米基因组中分离了ZmCI-1B基因2-kb的全长启动子序列,构建该启动子驱动GUS基因的植物表达载体,通过基因枪及农杆菌转化玉米的方法分析了启动子的特性。并构建了一系列的5端启动子缺失体,分别驱动GUS基因,进行了玉米幼胚的瞬时表达分析和烟草稳定转化实验来研究各个缺失启动子的活性。主要研究内容和结果如下: 1、通过qRT-PCR实验探究了ZmCI-1B基因在不同组织中的相对表达情况。结果表明:ZmCI-1B基因在玉米不同发育时期及不同组织中的表达量明显不同;其在根和胚中高表达。 2、从玉米自交系B73基因组中克隆了ZmCI-1B基因ATG序列上游2-kb的序列,将其作为全长的启动子序列,构建ZmCI-1B promoter-GUS表达载体。然后将ZmCI-1B promoter-GUS表达载体轰击玉米幼胚并进行GUS染色分析。我们也将该载体通过农杆菌介导法转化玉米,获得了转基因玉米,并分析了T1代转基因玉米不同发育阶段不同组织中的GUS活性。结果表明:2-kb的ZmCI-1B启动子能介导GUS基因在玉米的根和胚中高表达,而且启动子的活性受到机械损伤的诱导。 3、我们通过数据库分析了全长启动子序列上存在的顺式作用元件,并克隆了10个5端缺失的启动子片段,命名为P1-P10。每个缺失片段都构建到一个含GUS基因的表达载体上。然后,利用瞬时表达系统和GUS组织化学染色的方法来分析各个5端缺失的启动子的特性。结果表明:10个缺失启动子驱动GUS基因的表达有差异;P7(-249)缺失体是具有较高活性的最小的启动子序列。 4、将7个有较高活性的缺失启动子携带有GUS基因的表达载体(P1-P7)转化烟草,每个启动子都得到了多个转化事件的转基因植株。每个构建至少选3个经PCR鉴定的阳性植株进行GUS染色。结果表明:GUS基因在所有的7个载体转化的烟草植株中都只在花药中有表达,而在根、茎、叶、种子等组织中都没有表达。