近日，中國農業(yè)科學院生物技術研究所作物代謝調控與營養(yǎng)強化創(chuàng)新團隊有關玉米雙向啟動子的研究取得新進展，相關結果于6月8日在線發(fā)表于國際植物學知名刊物《實驗植物學雜志（Journal of Experimental Botany）》。
據(jù)介紹，雙向啟動子是同時啟動其兩端的結構基因轉錄的一類特殊啟動子，在多基因表達中具有獨有的優(yōu)勢，同樣數(shù)量的啟動子可以驅動更多的基因表達，避免多基因串聯(lián)的載體及轉錄本過大或重復利用同一個啟動子帶來的基因沉默、基因表達不同步等問題。
該成果首先分析一對雙向基因ZmDef1/ZmDef2的表達譜，初步確定了其啟動子的特性，并克隆出兩個基因翻譯起始位點上游的2.0 kb基因組序列作為潛在的單向啟動子PZmDef1/PZmDef2，以兩個基因翻譯起始位點之間的635 bp 基因組序列作為潛在的雙向啟動子PZmBD1。隨后，分別構建在單向和雙向啟動子下游融合報告基因GUS，在雙向啟動子兩端分別融合GUS和GFP兩個報告基因的表達載體，通過玉米幼胚瞬時表達結果表明克隆的基因組序列均具有啟動子的功能。進而通過玉米穩(wěn)定轉化結果證明GUS和GFP重現(xiàn)了內源基因ZmDef1/ZmDef2的表達模式，證實了單向啟動子PZmDef1/PZmDef2是胚特異性啟動子，而PZmBD1則是一個胚特異不對稱雙向啟動子。對PZmBD1進行全面的缺失分析后發(fā)現(xiàn)一些順式作用元件互作調控啟動子的強度和轉錄方向并提出了雙向啟動轉錄表達調控的模型。
該項研究由自然科學基金和轉基因重大專項資助，生物所博士后柳小慶博士為文章第一作者，林敏研究員和陳茹梅研究員為通訊作者。相關工作已經取得系列成果，申請專利5項，相關研究結果于2014年分別發(fā)表在《植物生物技術雜志（Plant Biotechnology Journal）》和《BMC基因組學（BMC Genomics）》。這些成果將為植物代謝調控研究開拓新途徑，為我國的生物技術育種提供自主知識產權的表達調控元件。（通訊員 崔艷）
文章鏈接: http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2016/06/07/jxb.erw226.long#xref-corresp-1-1
