不同抗病性苹果PGIP基因启动子结构和功能差异研究

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本研究以不同抗病性的苹果品种‘秦冠’、‘太平洋玫瑰’和‘北斗’为试材,克隆了PGIP基因家族成员PGIP1和PGIP2的启动子,比较了它们的序列差异和启动活性差异;对不同品种间存在启动活性差异的PGIP2启动子,构建了秦冠启动子不同元件删除的GUS基因植物表达载体,通过农杆菌叶脉注射转入了模式植物烟草,通过检测GUS活性比较了启动子活性差异,筛选了不同诱导条件的响应元件,探讨了抗病基因PGIP差异表达的机制。主要结果如下:1.克隆了‘秦冠’、‘太平洋玫瑰’和‘北斗’三个品种的PGIP1和PGIP2基因上游2000~2100bp的启动子片段;三个品种的PGIP1启动子序列一致性为99.72%,-385~-1段完全一致;PGIP2启动子一致性为99.36%,-886~-1段完全一致。三个品种的PGIP1和PGIP2启动子序列一致性分别为79.61%、79.33%和79.4%。根据启动子元件预测结果推测,6个片段均具有启动子结构特征,PGIP1启动子分别含有200、202和200个启动元件,PGIP2分别含有183、180和180个启动元件,PGIP1和PGIP2基因启动子分别含有茉莉酸甲酯响应元件和水杨酸响应元件。2.来源于三个品种的六个PGIP启动子均具有启动活性,能够驱动GUS基因在细胞质和细胞核中表达。在不同的品种间,PGIP1启动子活性差异不显著,PGIP2启动子活性存在差异,‘秦冠’PGIP2的活性显著高于太平洋玫瑰的(P<0.05),而和‘北斗’的活性差异不显著。同一品种中,PGIP1基因启动子的活性显著高于PGIP2。3.机械伤和黑暗处理下,‘秦冠’PGIP1基因启动子活性明显减低,而PGIP2基因启动子活性明显提高;PGIP1基因启动子序列中-2104~-1824bp区域和PGIP2基因启动子序列中-1313~-1070bp区域在调节基因转录方面可能起重要作用; PGIP1基因启动子序列中-144~-1bp区域和PGIP2基因启动子序列中-37~-1区域是这两个基因响应诱导表达的关键区域。
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