黄花蒿腺毛特异性启动子的烟草转化和调控分析

作者：刘玉琴; 赵燕; 黄丽华; 黄妤; 陈金军; 肖楠; 龙炎杏; 张学文

来源：分子植物育种, 2022, 1-12.

• 黄花蒿
• 腺毛组织特异性启动子
• 烟草表达

黄花蒿(Artemisia annua L.)是青蒿素唯一的药用植物资源，其青蒿素合成过程的关键基因紫穗槐二烯合酶(amorpha-4，11-dienesynthetase， ADS)基因和青蒿醛△11(13)双键还原酶(artemisinical dehyde Δ11(13) reductase， DBR2)是黄花蒿分泌型腺毛特异表达基因。本研究从黄花蒿中克隆了ADS基因的启动子序列(命名为ADSpro)和DBR2基因的启动子序列(命名为DBR2pro)，利用Plant CARE对启动子序列进行功能元件的预测分析，两基因的启动子序列均存在典型的CAAT-box、TATA-box等启动子基本顺式作用元件以及多种调控元件。利用两启动子与GUS报告基因重组后对烟草(Nicotiana tabacum L.)进行了遗传转化，筛选得到多株转基因烟草。对转基因烟草植株GUS表达的组织化学染色表明，ADSpro::GUS在叶片腺毛细胞中有主要表达，但在叶脉中也有部分表达；DBR2pro::GUS在腺毛中有表达，但在主叶脉和分枝叶脉及叶柄中均有高水平表达，尤其主脉中可检测到很强的GUS活性。此外，比较两个启动子的表达特异性和表达水平，ADSpro表达的腺毛特异性更强但活性较低，而DBR2pro表达的活性更高但特异性较低。说明黄花蒿分泌腺细胞特异性启动子在烟草中的表达并不局限于烟草的腺毛细胞。本研究为进一步探讨ADS基因和DBR2基因在青蒿素异源生物合成途径研究提供科学依据。

• 单位
  湖南农业大学