茉莉花香气相关基因JsTPS启动子的克隆与活性分析

作者：林俊杰; 李小婷; 陈雪津; 崔萌; 吉玉婷; 叶乃兴^*; 陈桂信^*

来源：热带作物学报, 2022, 43(01): 43-50.

• 茉莉花
• 萜类合成酶
• 启动子
• 顺式作用元件
• 启动子活性

以茉莉(Jasminum sambac)的花苞为材料,采用染色体步移技术,分离出JsTPS基因的5’端调控序列,对该启动子序列进行顺式作用元件预测。根据茉莉花TPS基因启动子的顺式作用元件分布,扩增出5个不同片段长度的启动子,分别命名为JsTPS-1(494 bp)、JsTPS-2(689 bp)、JsTPS-3(1016 bp)、JsTPS-4(1466 bp)和JsTPS-5(2040 bp),应用GATEWAY技术,构建5个不同长度融合GUS基因的植物表达载体,用农杆菌GV3101侵染烟草叶片,对转化后的烟草叶片进行GUS染色。检测不同片段长度启动子活性,找出该启动子的关键活性区域,对其功能进行初步分析,序列分析结果表明:克隆得到的JsTPS启动子序列长度为2040bp,该序列包含TATA-box、G-box、CAAT-box等启动子核心元件、光响应元件(ACE、ATCT-motif、Box 4、3-AF1 binding site、G-Box、Sp1和GT1-motif)和激素响应元件[茉莉酸甲酯响应元件(TGACG-motif、CGTCA-motif)、ABRE脱落酸响应元件、生长素响应元件(TGA-box、TGA-element)、水杨酸响应元件(TCA-element)、赤霉素响应元件(GARE-motif)]等,说明该基因的表达可能受到光照、激素(ABA、生长素、茉莉酸、茉莉酸甲酯和水杨酸)的诱导。GUS染色结果表明:其JsTPS-1启动子几乎不染色,JsTPS-2染色相对较弱,而JsTPS-3的染色程度高于JsTPS-4、JsTPS-5,且是5个不同缺失片段中染色最深的片段;GUS酶活性检测结果显示,不同缺失片段长度酶活性与染色结果一致,JsTPS-1的GUS酶活性最低,随着启动子片段加长,GUS酶活性增强,在片段长度为JsTPS-3时酶活性最强,在JsTPS-4、JsTPS-5片段长度,GUS酶活下降。JsTPS启动子至少包括–788～0 bp这段区域才能驱动JsTPS起始转录,相比较其他片段,发现在–1016～0 bp区域时启动子的活性表现最强。推测可能在–1016～–689 bp中含有水杨酸响应(TCA-element)、光响应(3-AF1 binding site)等元件增强启动子的活性,而在–1466～–1016bp中含有赤霉素负调控响应元件减弱JsTPS启动子的活性。本研究为进一步开展调控茉莉花香气释放研究提供理论基础。

• 单位
  福建农林大学