水稻种子是一种理想的生物反应器，然而重组蛋白表达和累积水平低下是制约水稻种子成为稳定、高效生物反应器的瓶颈因子。如何进一步提高外源重组蛋白在水稻种子中的表达量是亟待解决的问题之一。基因表达的精细调控主要发生在转录和转录后水平。启动子主要在转录水平调控基因表达，决定基因表达的时空特性和表达水平。此外，3-非翻译区(3-UTR)也是调控基因表达的重要元件，可以在转录水平或（和）转录后水平调控基因表达。　　 为了深入解析水稻种子中外源基因表达调控机制，同时开发新的对外源基因表达具有增强作用的终止子，我们从水稻中克隆了9个种子贮藏蛋白(SSP)基因3-UTR对其功能及其作用机制进行了研究。　　 本研究选用了9个SSP基因3-UTR，包括7个谷蛋白基因:GluA-1，GluA-2，GluA-3，GluB-1，GluB-5，GluC，GluD-1;1个醇溶蛋白基因16kDa;1个26kDa球蛋白基因Glb-1。将分离的9个3-UTR取代Nos作为终止子与胚乳特异性表达启动子GluB-3组合，以GUS作为报告基因，通过稳定的转基因系统进行水稻遗传转化，确定这些3-UTR对基因表达特性和表达水平的作用。结果表明这9个3-UTR不改变GluB-3启动子的胚乳表达特异性，却可以提高GUS蛋白在种子中的表达量，其中6个提高显著。增强作用最强的GluB-5，GluA-2和GluC3-UTR分别在GluC，Ubiquitin和CaMV35S启动子的驱动下，无论是在水稻稳定转化还是在瞬时转化体系下，都能够显著提高GUS蛋白的表达量，这三个3-UTR增强外源蛋白表达量的特性不依赖于上游启动子序列。Real-timeRT-PCR检测结果表明，GUS活性的增加是由于GUSmRNA的累积引起，所以这三个3-UTR主要通过增加mRNA表达量发挥作用。本研究所用到的3-UTR序列同源性很低，可以作为终止子，在多基因转化系统中避免由于同源性过高引起的转基因沉默。　　 GluC启动子是一个强的胚乳特异性启动子，除ACGT元件外不含有其它已知胚乳特异性元件，推测可能含有未知的胚乳特异性元件或者促进、抑制根、茎、叶表达的元件。对全长GluC启动子(PGluC-2322)进行5-端渐进缺失，通过农杆菌介导方法进行水稻遗传转化。GUS组织化学染色和活性测定结果表明:PGluC-1911，PGluC-1611，PGluC-1311表达模式与PGluC-2322一致，仍为胚乳特异性表达。进一步进行5-缺失，分别构建PGluC-999，PGluC-807，PGluC-451，PGluC-343，PGluC-203，PGluC-102六个表达载体进行水稻遗传转化。GUS染色结果表明，这六个载体均在根、茎、叶中有不同程度表达。对根、茎、叶以及开花后17天的种子进行GUS活性测定，结果表明-999-807区间可能含有促进种子和叶表达的顺式作用元件，-807-451区间可能含有抑制种子和叶表达的顺式作用元件，而-343-203区间可能含有促进种子表达以及抑制根、茎、叶表达的顺式作用元件。将此三段分别与35S启动子嵌合，构建功能获得性载体，以35S启动子作为对照，进行水稻遗传转化。GUS活性测定结果表明:PGluC-999-807+35S、PGluC-807-451+35S及PGluC-343-203+35与P35s相比，茎GUS活性仅PGluC-343-203+35s变化明显。与对照相比，PGluC-999-807+35S种子和叶GUS活性增加;PGluC-807-451+35S种子和叶GUS活性降低;而PGluC-343-203+35S种子、叶、茎和根中GUS活性分别是P35s的3.4、0.73、0.41和0.4倍。综上所述，GluC启动子内部可能含有促进或抑制不同组织特异表达的片段，且这些片段可以促进或者抑制其他启动子在相应组织中的表达。我们正在尝试利用1.3kb启动子片段作为诱饵，通过酵母单杂交方法寻找与胚乳特异性元件相结合的转录因子。