高級(jí)植物生理學(xué)第一章植物生理與分子生物學(xué)詳解

高級(jí)植物生理學(xué)第一章植物生理與分子生物學(xué)詳解演示文稿本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分優(yōu)選高級(jí)植物生理學(xué)第一章植物生理與分子生物學(xué)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分啟動(dòng)子上游調(diào)節(jié)區(qū)起點(diǎn)外顯子1外顯子2外顯子3RNA-5′DNA一個(gè)結(jié)構(gòu)基因終點(diǎn)單順?lè)醋?/p>

①真核基因是單順?lè)醋樱╟istron），一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈。原核生物是多基因操縱子。1、真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的特征例外：C.elegans有13500個(gè)基因，約25%是多順?lè)醋?。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分啟動(dòng)子上游調(diào)節(jié)區(qū)起點(diǎn)基因1基因2基因3RNA-5′DNA三個(gè)結(jié)構(gòu)基因終點(diǎn)多順?lè)醋哟竽c桿菌乳糖操縱子mRNA編碼3條多肽鏈，色氨酸操縱子mRNA編碼5條多肽鏈本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分真核生物rRNA基因結(jié)構(gòu)ETSITS不轉(zhuǎn)錄間隔18S5.8S28S45SrNA前體rRNA基因真核rRNA基因是多考貝（中度重復(fù)序列）；三種rRNA基因總是按18S、5.8S、28S順序排列；此基因簇是串聯(lián)重復(fù)的，簇與簇之間由不轉(zhuǎn)錄間隔分開(kāi)；間期核中rDNA濃縮成核仁，在核仁中被轉(zhuǎn)錄、加工。18S5.8S28S本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分核小體DNA核小體螺線管超螺線管染色單體

②真核基因組是以染色體（質(zhì)）形式存在，小部分DNA是裸露的。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分DNA(基因)mRNA編碼區(qū)尾部區(qū)起始密碼終止密碼extronintron前導(dǎo)區(qū)

③真核基因組中存在著重復(fù)序列。高度重復(fù)序列；中度重復(fù)序列；單一序列。

④真核基因?qū)儆跀嗔鸦颍幋a序列中存在有內(nèi)含子。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

⑤真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)很大，可遠(yuǎn)離啟動(dòng)子上千個(gè)堿基。

⑥真核基因的表達(dá)——轉(zhuǎn)錄和翻譯存在著時(shí)間和空間間隔。

⑦真核基因表達(dá)的調(diào)控可從染色體結(jié)構(gòu)至翻譯后加工多個(gè)層次（水平）上進(jìn)行。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分原核生物基因表達(dá)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分真核細(xì)胞基因表達(dá)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

2、植物的基因組基因（gene）？基因組（genome）？基因組學(xué)（genomics）？

遺傳物質(zhì)單元，在染色體上占據(jù)特定位置、具有某種特定遺傳功能的DNA序列。編碼一個(gè)完整mRNA的一段DNA序列。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分基因有兩個(gè)特點(diǎn)：一、忠實(shí)復(fù)制自己：以保持生物的基本特征；二、基因能夠突變：為自然選擇貯備了材料；

基因是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是DNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列的總稱(chēng)，是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段。基因通過(guò)復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，使后代出現(xiàn)與親代相似的性狀。突變絕大多數(shù)會(huì)導(dǎo)致疾病，另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選擇帶來(lái)了原始材料，使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個(gè)體。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

基因可分為：

①結(jié)構(gòu)基因：編碼蛋白質(zhì)的基因。包括編碼酶和結(jié)構(gòu)蛋白的基因；

②調(diào)節(jié)基因：編碼作用于結(jié)構(gòu)基因的阻遏蛋白或激活蛋白的基因；

③沒(méi)有翻譯產(chǎn)物的基因：RNA基因，轉(zhuǎn)錄成為tRNA和rRNA基因；

④不轉(zhuǎn)錄的DNA區(qū)段：調(diào)控序列，如啟動(dòng)子、操縱子、增強(qiáng)子等等。

（順式作用元件）基因的屬性：結(jié)構(gòu)單位，功能單位，突變單位。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分基因組：一個(gè)生物遺傳物質(zhì)的總和。細(xì)胞中的全部DNA。植物的基因組：細(xì)胞核基因組+細(xì)胞質(zhì)基因組葉綠體基因組+線粒體基因組基因組學(xué)：研究基因組的結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化的科學(xué)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

基因組研究包括兩方面的內(nèi)容：以全基因組測(cè)序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)（functionalgenomics)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

2.1植物基因組的復(fù)雜性

（3）植物基因組中重復(fù)序列變化極大;

擬南芥和一些多倍體植物中:20%;小麥、豌豆中，80%以上基因是重復(fù)序列；（1）植物除了細(xì)胞核基因組外，還有細(xì)胞質(zhì)基因組；（2）植物基因組的長(zhǎng)度差異是整個(gè)生物界最大的；

擬南芥單倍體基因組：6.3×107bp；百合單倍體基因組：1.0×1011bp；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分物種堿基對(duì)數(shù)目/物理長(zhǎng)度/cm（×108bp/細(xì)胞）擬南芥(Arabidopsisthaliana)1.253.8栽培稻(Oryzasativm)4.313.1普通小麥(TriticumAestivum)160493一粒小麥(Triticum

Monococcum)57173玉米(Zeamays)2370貝母（Fritillariaassyriaca）10003039人類(lèi)(Hemosapiens)31102大腸桿菌(E.coli)0.0420.14玉米葉綠體0.00160.006玉米線粒體0.00570.02一些物種細(xì)胞核基因組(二倍體)大小本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

基因組的復(fù)雜性是指基因組中不同序列的總和，用DNA變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)；可用參數(shù)：Co

t1/2表示；Co：復(fù)性時(shí)相同（單鏈）DNA的濃度；t：復(fù)性的時(shí)間

Co

t1/2：一半DNA復(fù)原成雙鏈所用的時(shí)間；基因組越復(fù)雜，Co

t1/2

值越大。

基因組的序列可分為單一序列（singlecopysequence）和重復(fù)序列（repetitivesequence）本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分植物基因組中的重復(fù)序列：高度重復(fù)序列：重復(fù)幾百萬(wàn)次，一般是少于10bp的片段；

中度重復(fù)序列：幾十到上千次，約300~500bp相近順序；

單一序列：在基因組中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次的序列。串聯(lián)重復(fù)序列（tandemlyrepeatedsequences）：重復(fù)序列以各自的核心序列（重復(fù)單元）首尾相連多次重復(fù)，重復(fù)序列間被間隔序列分開(kāi)。散布重復(fù)序列（dispersedRepeatedSequence）：主要是一些可移位的遺傳因子：轉(zhuǎn)座子和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分rRNA基因：ETSITS不轉(zhuǎn)錄間隔18S5.8S28S45SrNA前體rRNA基因串聯(lián)重復(fù)，簇之間由不轉(zhuǎn)錄間隔分開(kāi)；18S5.8S28S衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）：動(dòng)物的衛(wèi)星DNA富含AT；植物衛(wèi)星DNA富含GC；端粒重復(fù)序列：真核生物間高度保守；人和椎蟲(chóng)：TTAGGG；擬南芥和小麥：TTTAGGG本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分葉綠體基因組（chloroplastgenome）：

多數(shù)被子植物cpDNA在120~160kb之間；含有87~183個(gè)已知基因；煙草86684253391848225339LSCSSCIRAIRBrRNArRNA

4rRNA基因、30tRNA基因、4RNA聚合酶基因、21核糖體蛋白質(zhì)基因、31光合作用相關(guān)基因、40其它蛋白質(zhì)基因。擬南芥84170262641778026264本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分植物長(zhǎng)度/bpP基因數(shù)R基因數(shù)GenBank編號(hào)擬南芥1544788845NC-000932煙C-001897月見(jiàn)草16395311846NC-002693水C-001320菠C-002202小麥1345458450NC-002762玉C-001666已知DNA序列的植物質(zhì)體基因組

cpDNA存在于“類(lèi)核體（nucleoid）”中，葉綠體中可有10~20個(gè)類(lèi)核體（每個(gè)可有2~20個(gè)DNA分子）。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分線粒體基因組（mitochondrialgenome）

植物mtDNA長(zhǎng)度變異很大，195~2600kb；動(dòng)物mtDNA為15~18kb；真菌在18~78kb；基因組的大小并不表示基因數(shù)量的多少：

擬南芥mtDNA376kb，人mtDNA為16.6kb，前者比后者RNA基因多1個(gè)，蛋白質(zhì)基因27:13。在同一細(xì)胞中可有不同長(zhǎng)度的mtDNA。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

mtDNA有分子內(nèi)、分子間重組，也可與核、葉綠體基因組DNA重組。因此mtDNA的重排、序列加倍、與外源DNA整合的幾率很高，由此產(chǎn)生新的嵌合基因。細(xì)胞質(zhì)雄性不育就是由于新的嵌合基因?qū)е碌摹?/p>

植物細(xì)胞內(nèi)的三類(lèi)基因組存在著廣泛的相互作用。葉綠體和線粒體的結(jié)構(gòu)蛋白多數(shù)由核基因組編碼：細(xì)胞器基因轉(zhuǎn)移至核基因組；

也有基因從核基因組轉(zhuǎn)移至細(xì)胞器基因組:核糖體L23蛋白質(zhì)基因。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

葉綠體、線粒起源：馬古利斯的內(nèi)共生理論

分子生物學(xué)證據(jù)：1、線粒體和葉綠體僅能來(lái)自已有的線粒體和葉綠體；2、基因組結(jié)構(gòu)與原核生物相似；3、有自已的蛋白質(zhì)合成體系，且與原核生物相似；4、能抑制細(xì)菌RNA聚合酶的抗生素也能 抑制線粒體和葉綠體RNA聚合酶。5、葉綠體基因結(jié)構(gòu)中有象細(xì)菌那的啟動(dòng)子、操縱子結(jié)構(gòu)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

2.2基因組學(xué)簡(jiǎn)介

1995，第一個(gè)細(xì)胞生物，流感嗜血菌基因組1.8Mb測(cè)序完成；1996，第一個(gè)真核生物，啤酒酵母基因組12Mb測(cè)序完成；1998，第一個(gè)動(dòng)物，美麗線蟲(chóng)基因組（97Mb）測(cè)序完成；2000，第一個(gè)昆蟲(chóng)，果蠅基因組（120Mb）測(cè)序完成；2000，第一個(gè)植物，擬南芥基因組（125Mb）測(cè)序完成；2001，第一個(gè)哺乳動(dòng)物，人的基因組（3100Mb）測(cè)序完成；2002，第一個(gè)重要作物，水稻基因組（430Mb）測(cè)序完成；599病毒，205種自然質(zhì)粒，185種細(xì)胞質(zhì)基因組，31種細(xì)菌；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分?jǐn)M南芥：十字花科，擬南芥屬；基因組較簡(jiǎn)單：染色體n=5核基因組=1億bp。生命周期短，種子產(chǎn)量大：一代的時(shí)間為3～5周單株可產(chǎn)無(wú)數(shù)粒種子；之稱(chēng)為植物中的“果蠅”模式植物

基因組分析中包含的內(nèi)容較多，主要分為三個(gè)緊密相連的部分，即作圖、通過(guò)突變體研究基因功能和基因克隆及測(cè)序。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分突變體的研究擬南芥基因組研究的目標(biāo)之一，是利用基因突變的方法研究基因功能。基因突變的方法包括化學(xué)誘變，放射性照射，T-DNA或轉(zhuǎn)座子插入等。若按擬南芥菜的基因組中有25000個(gè)單拷貝的轉(zhuǎn)錄單位來(lái)算，現(xiàn)在已鑒定了的基因位點(diǎn)約為這些轉(zhuǎn)錄單位的六分之一。通過(guò)對(duì)胚胎及幼苗致死突變體的研究，發(fā)現(xiàn)大約有4000多個(gè)基因位點(diǎn)與胚胎及幼苗致死有關(guān)；對(duì)葉綠素缺陷型植物的研究又鑒定了500多個(gè)新的基因位點(diǎn)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

基因組學(xué)研究的具體內(nèi)容有：（1）建立以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)；（2）組建基因組的物理圖譜和遺傳圖譜；（3）確定基因及基因組的序列；（4）分析基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（5）鑒定基因組中所有基因，并確定其功能；（6）建立基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)；（7）建立基因及表型之間的關(guān)系（功能基因組學(xué)）；（8）確定DNA的復(fù)雜性；（9）為比較不同生物的基因組提供資料；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

世界上有三大基因序列數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)“國(guó)家生物技術(shù)信息中心”（NCBI）主持的GeneBank：

“歐洲生物信息學(xué)研究所”(EBI)主持的EMBL數(shù)據(jù)庫(kù)；

日本“國(guó)家遺傳學(xué)研究所”(NIG)主持的日本DNA數(shù)據(jù)庫(kù)(DDBJ)

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分基因的命名：

植物基因命名委員會(huì)：

CommissiononPlantGeneNomenclature，CPGN

根據(jù)基因序列，把植物基因分成不同的家族；CPGN規(guī)定：基因符號(hào)最多8個(gè)：

XyzN，核基因組基因；

xyzN，細(xì)胞質(zhì)基因組基因本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

根據(jù)突變型的表型命名：基因名稱(chēng)與正常功能相反；

矮化基因——高生長(zhǎng)基因

基因符號(hào)用三個(gè)斜體字母表示，基因產(chǎn)物用正體大寫(xiě)：突變型基因用小寫(xiě)：abc野生型基因用大寫(xiě)：ABCABC是該基因的產(chǎn)物

Abc+指ABC基因的表型（野生型）；

Abc-指abc基因的表型（突變型）；

ABC1和ABC2是不同的基因；abc4-1和

abc4-2為相同基因的不同等位基因；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

3植物基因的結(jié)構(gòu)某種生物全部基因的克隆總體——基因組文庫(kù)

克隆植物中編碼蛋白質(zhì)基因的方法：

①根據(jù)蛋白質(zhì)測(cè)序結(jié)果，合成一段寡聚探針，從該植物的基因組文庫(kù)與cDNA(complementaryDNA)文庫(kù)中分別釣出編碼該蛋白質(zhì)的基因與cDNA克隆。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分克隆與基因組文庫(kù)的構(gòu)建本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分文庫(kù)的構(gòu)建cDNA本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

探針是一段與目的基因有互補(bǔ)序列的用放射性同位素（32P）標(biāo)記的DNA或RNA分子。利用“探針”分子釣取目的基因

構(gòu)建基因文庫(kù)的目的主要是為了直接從基因組中分離目的基因，有了基因文庫(kù)后，目的基因的制備可以理解為從基因文庫(kù)中“釣出”目的基因。

兩條來(lái)源不同的具有一定同源性（即具有堿基互補(bǔ)關(guān)系）的DNA單鏈分子或DNA單鏈與RNA分子經(jīng)退火形成雙鏈DNA分子或DNA-RNA異質(zhì)雙鏈分子的過(guò)程稱(chēng)為核酸分子雜交。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分核酸分子雜交電泳分離轉(zhuǎn)膜探針雜交放射顯影本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分核酸分子雜交操作程序本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

②根據(jù)蛋白質(zhì)測(cè)序結(jié)果，合成一對(duì)或數(shù)對(duì)PCR引物，以植物總DNA為模板，擴(kuò)增出目標(biāo)基因片段。

以此片段為探針，從基因組文庫(kù)與cDNA文庫(kù)中分別釣出編碼該蛋白質(zhì)的基因與cDNA克隆。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③基因產(chǎn)物不明，但知道基因突變后的表型，可用轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法分離基因。

×顯性純合子隱性純合子

雜合子顯性表型

雜合子突變表型隱性突變株正常未突變株基因組文庫(kù)I基因組文庫(kù)II轉(zhuǎn)座子探針帶轉(zhuǎn)座子DNA片段完整目的基因亞克隆探針本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

④利用RFLP圖譜，找出與所要克隆基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，用染色體步行法找到所要克隆的基因。

AB已知基因未知基因步行探針間隔100Kb本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

⑥核DNA減法克隆。利用缺失突變體與同源親本1~2DNA片段的差異克隆目的基因。

⑤如果該基因受某種因素誘導(dǎo)表達(dá)，可用mRNA差異顯示法找到所要克隆的基因。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

克隆到基因與cDNA后，測(cè)序，對(duì)比基因全序列與cDNA序列，了解基因結(jié)構(gòu)：如轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，內(nèi)含子數(shù)量、位置及長(zhǎng)度，終止密碼與加尾信號(hào)的位置等。通過(guò)對(duì)比研究，表明植物基因結(jié)構(gòu)與其它真核基因結(jié)構(gòu)相似，主要由4個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域組成。

5’上游區(qū)、5’非翻譯區(qū)、編碼區(qū)、3’非翻譯區(qū)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分5’上游區(qū)5’非翻譯區(qū)編碼區(qū)3’非翻譯區(qū)高等植物基因結(jié)構(gòu)增強(qiáng)子啟動(dòng)子CAATTATACapATG信號(hào)肽內(nèi)含子AATAAA外顯子1外顯子2多聚腺苷酸終止序列+1本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

3.15’上游區(qū):

轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)5’端上游一段很長(zhǎng)的區(qū)域，包含啟動(dòng)子在內(nèi)的與基因表達(dá)起始和表達(dá)調(diào)控有關(guān)的許多元件。

NNNNNNCTCATCANNN+1+78該區(qū)域結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：①基因啟動(dòng)區(qū)序列中，在轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)附近有一一致序列（consensussequence）：CTCATCA，其中的一個(gè)A為轉(zhuǎn)錄起始核苷酸，此A編為+1，轉(zhuǎn)錄本中為正數(shù)，此A的上游用負(fù)數(shù)表示。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

在–75附近處常有GC（T/C）CAATCT一致序列，簡(jiǎn)稱(chēng)CAATbox，確定RNA聚合酶結(jié)合部位，具有增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄的作用。

②在上游–327有一段TCACTATATAG一致順序：簡(jiǎn)稱(chēng)：TATAbox。

該序列是RNA聚合酶II準(zhǔn)確起始轉(zhuǎn)錄所必需的。增強(qiáng)子啟動(dòng)子CAATTATACapATG信號(hào)肽內(nèi)含子AATAAA外顯子1外顯子2多聚腺苷酸終止序列本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③在5’遠(yuǎn)上游區(qū)，存在對(duì)基因表達(dá)有增強(qiáng)或抑制作用、決定基因表達(dá)特定時(shí)空順序以及對(duì)激素和外界脅迫起應(yīng)答作用的序列——順式作用元件（cis-actingelement）

轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)到CAATbox附近這一區(qū)段稱(chēng)為啟動(dòng)子。

GCbox：–110附近的GGGCGG保守序列，確定RNA聚合酶結(jié)合部位。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

3.25’非翻譯區(qū):5’非翻譯區(qū)增強(qiáng)子啟動(dòng)子CAATTATACapATG信號(hào)肽內(nèi)含子AATAAA外顯子1外顯子2多聚腺苷酸終止序列

轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)到翻譯起始密碼子之間的序列。該序列5’端是前體mRNA加帽位點(diǎn)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

3.3編碼區(qū):

起始密碼到終止密碼之間的序列。有時(shí)專(zhuān)指外顯子（extron）部分。

①多數(shù)植物基因轉(zhuǎn)錄本5’有一個(gè)起始密碼AUG，少數(shù)植物5’有4個(gè)AUG，但真正起始密碼是第四個(gè)。

翻譯起點(diǎn)的共有序列：植物：C（G）AANNATGG動(dòng)物：A（G）----NNATGG

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分轉(zhuǎn)錄的基本原則——堿基互補(bǔ)：A=TG=CA=U本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

也稱(chēng)“GT-AG法則”

③編碼區(qū)中常有數(shù)目不等的內(nèi)含子（intron）。外顯子與內(nèi)含子交界處共有序列是：外顯子···AG

GTAAGT

···內(nèi)含子···

TCNAG

G···外顯子

②外顯子中4種堿基比例：

單子葉植物：AT含量43%；雙子葉植物：AT含量54%；CapATG信號(hào)肽內(nèi)含子AATAAA外顯子1外顯子2多聚腺苷酸AGGTAAGTNCAGG本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

內(nèi)含子共有4種，具有核酶性質(zhì)：

I類(lèi)內(nèi)含子：主要存在于rRNA和質(zhì)體tRNA基因中，中間部分高度保守；II類(lèi)內(nèi)含子：主要存在于線粒體和質(zhì)體mRNA基因中，拼接點(diǎn)的序列高度保守；III類(lèi)內(nèi)含子：主要存在于核mRNA基因中；IV類(lèi)內(nèi)含子：存在于核tRNA基因中；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

3.43’非翻譯區(qū):3’末端有轉(zhuǎn)錄本mRNA的加尾信號(hào)：AATAAAA98A86T98A98A95A96

終止密碼后的序列，也有一些調(diào)控序列，對(duì)mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率起調(diào)節(jié)作用。

3種終止密碼使用的頻率為：

單子葉植物：TGA46%，TAA28%，TAG26%雙子葉植物：TAA46%，TGA36%，TAG18%本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分前導(dǎo)區(qū)編碼區(qū)尾部區(qū)DNA+1起始密碼終止密碼信號(hào)肽序列加尾信號(hào)mRNA5’端帽子結(jié)構(gòu)m7G5’PPP5’NP3’端polyA尾巴20~200base真核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

4植物基因的表達(dá)調(diào)控

真核基因表達(dá)調(diào)控的顯著特征是：

能在特定時(shí)間、特定空間的細(xì)胞中激活特定基因，從而實(shí)現(xiàn)“預(yù)定”的、有序的、不可逆的分化、發(fā)育過(guò)程;

并使生物的組織、器官在一定的環(huán)境條件范圍內(nèi)保持正常功能。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分大腸桿菌乳糖操縱子結(jié)構(gòu)

根據(jù)調(diào)控的性質(zhì)可分：

①瞬間調(diào)控——可逆調(diào)控。相當(dāng)于原核細(xì)胞對(duì)環(huán)境條件變化做出的反應(yīng)。包括某種底物或激素水平升降時(shí)，對(duì)細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

②生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控——不可逆調(diào)控。真核基因調(diào)控的精髓部分，基因按“預(yù)定”的時(shí)、空順序表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)、分化、發(fā)育的全過(guò)程。

在植物的生命周期中，基因表達(dá)具有時(shí)空專(zhuān)一性（生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程專(zhuān)一性和細(xì)胞、組織、器官特異性），同時(shí)受環(huán)境因素的影響。持家基因（管家基因）；時(shí)、空專(zhuān)一性表達(dá)基因；環(huán)境因素誘導(dǎo)表達(dá)基因；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分持家基因表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小，因此常存在于生物細(xì)胞核的常染色質(zhì)中。

持家基因(house-keepinggenes)：又稱(chēng)管家基因，是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一類(lèi)基因，其產(chǎn)物是對(duì)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的。持家基因是一類(lèi)始終保持著低水平甲基化并且一直處于活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的基因。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

持家基因的表達(dá)只受啟動(dòng)序列或啟動(dòng)子與RNA聚合酶相互作用的影響，而不受其他機(jī)制調(diào)節(jié)。在組成型啟動(dòng)子調(diào)控下，不同組織器官和發(fā)育階段的基因表達(dá)沒(méi)有明顯差異。目前使用最廣泛的組成型啟動(dòng)子是花椰菜花葉病毒（CaMV）35S啟動(dòng)子、來(lái)自根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒T-DNA區(qū)域的冠癭堿合成酶基因啟動(dòng)子（Nos、Ocs啟動(dòng)子），后者雖來(lái)自細(xì)菌，但具有植物啟動(dòng)子的特性。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

由于組成型啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的基因在各組織中均有一定程度表達(dá)，應(yīng)用中存在一定問(wèn)題。如外源基因在整株植物中表達(dá)，產(chǎn)生大量異源蛋白或代謝產(chǎn)物在植物體內(nèi)積累，打破植物原有代謝平衡，有些產(chǎn)物對(duì)植物并非必需甚至有毒，因而阻礙了植物的正常生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致死亡。另外，重復(fù)使用同一種啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的外源基因可能引起基因沉默或共抑制現(xiàn)象。因此，人們尋找更為有效的組織、器官特異性啟動(dòng)子代替組成型啟動(dòng)子，以更好地調(diào)控植物基因表達(dá)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分時(shí)、空專(zhuān)一性表達(dá)基因：

這類(lèi)基因的表達(dá)往往只限于生長(zhǎng)發(fā)育的特定時(shí)期，以及某些特定的器官組織中，并表現(xiàn)出生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)特性?；蚪M織特異性表達(dá)通常是以組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和化學(xué)、物理信號(hào)為基礎(chǔ)，通過(guò)組織特異性啟動(dòng)子活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。組織特異性啟動(dòng)子能使目的基因的表達(dá)產(chǎn)物在一定器官或組織積累，執(zhí)行特定的功能，同時(shí)避免了植物營(yíng)養(yǎng)的不必要浪費(fèi)。作為植物基因工程最有前景的調(diào)控元件，組織特異性啟動(dòng)子成為近年研究的熱點(diǎn)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分環(huán)境因素誘導(dǎo)表達(dá)基因：在長(zhǎng)期適應(yīng)和進(jìn)化過(guò)程中，植物形成了感知環(huán)境并能做出適應(yīng)性反應(yīng)的特性。主要是通過(guò)啟動(dòng)不同基因的表達(dá)可在一定范圍內(nèi)適應(yīng)光、溫、水等環(huán)境的變化。環(huán)境因素誘導(dǎo)表達(dá)基因是在某些特定的物理或化學(xué)信號(hào)的刺激下，通過(guò)誘導(dǎo)型啟動(dòng)子活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。天然誘導(dǎo)型啟動(dòng)子包括光、溫度、激素應(yīng)答啟動(dòng)子等。目前已經(jīng)分離了光誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子、熱誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子、創(chuàng)傷誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子、真菌誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子和共生細(xì)菌誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子等。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第63頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分確定某種基因在何種組織專(zhuān)一表達(dá)的方法：

①以基因編碼區(qū)中一段序列為探針，從不同組織或器官中提取總mRNA，進(jìn)行Northern雜交。

Northern雜交技術(shù)用于檢測(cè)特異性mRNA的存在。mRNA樣品經(jīng)電泳分離后，轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上，與DNA探針進(jìn)行雜交，即可檢測(cè)特異性mRNA分子在樣品中存在與否，量的多少。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第64頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

限制性酶切

電泳

同位素探針雜交

放射自顯影

轉(zhuǎn)膜mRNA

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第65頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分mRNA電泳DNAprobe

轉(zhuǎn)膜

Northern雜交技術(shù)廣泛用于研究特異性mRNA分子在細(xì)胞處于不同條件下發(fā)生量和質(zhì)的變化，或不同組織器官中基因表達(dá)的差異。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第66頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

②Northern原位雜交

指在細(xì)胞、組織切片上直接進(jìn)行分子雜交，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)特異mRNA的存在與否來(lái)了解哪些細(xì)胞中有特異基因的表達(dá)。

整個(gè)過(guò)程包括材料的預(yù)處理、細(xì)胞固定、細(xì)胞的DNase酶解（降解DNA，減少非特異性雜交）雜交、檢出。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第67頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③將待測(cè)基因的啟動(dòng)子序列與一報(bào)告基因的編碼區(qū)及3’端終止區(qū)連接，建成融合基因，經(jīng)轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞得到再生植株后，檢測(cè)報(bào)告基因在何種組織與細(xì)胞中表達(dá)。常用的報(bào)告基因有：GUS基因、Nos、Ocs基因等。葡萄糖苷酸酶；X-Glucuionicacid（5-bromo-4-chloro-3-indoyl—glucuronicacid）本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第68頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分GFP蕎麥細(xì)胞色素的可溶區(qū)段（紅色）本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第69頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

④用基因編碼的蛋白質(zhì)制備出抗體，對(duì)植物不同組織切片進(jìn)行免疫原位雜交。（

Western蛋白質(zhì)雜交技術(shù))本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第70頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分4.1器官、組織專(zhuān)一性表達(dá)的基因②HRGP基因：

編碼富含羥脯氨酸糖蛋白(Hydroxyproline-richglycoproteinHRGP)，主要在莖柵狀細(xì)胞、表皮細(xì)胞中表達(dá)。①rbcS基因：

編碼Rubisco小亞基，在葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞、中脈與綠色組織細(xì)胞中表達(dá)。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第71頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③P2基因：編碼一種參與花粉管萌發(fā)生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)，只在雄蕊成熟花粉與花粉管中表達(dá)。

④PAL2基因：編碼PAL，參與花色素形成，只在花瓣中表達(dá)。

⑤Gy4基因：

編碼大豆貯藏蛋白，只在胚乳組織中表達(dá)。

⑥

Amyl基因：

編碼-淀粉酶，種子萌發(fā)時(shí)，在糊粉層表達(dá)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第72頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分4.2受環(huán)境影響而表達(dá)的基因①HSP基因：

編碼80~90、65~75、15~30kD幾種熱激蛋白。熱脅迫時(shí)，HSF單體在核內(nèi)組裝成三聚體，與DNA的HSE（熱激元件）結(jié)合，刺激HSP-mRNA轉(zhuǎn)錄，翻譯成HSP。HSP參與生物體內(nèi)新生肽的運(yùn)輸、折疊、組裝、定位以及變性蛋白的復(fù)性和降解。

HSP功能：維持變性蛋白質(zhì)的可溶性，使變性蛋白重新折疊成有活性的構(gòu)象，提高蛋白質(zhì)（酶）熱穩(wěn)定性。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第73頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分熱激因子（HSF）循環(huán)激發(fā)熱激蛋白（HSP）mRNA的合成本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第74頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分雙子葉：20單子葉：11低溫誘導(dǎo)基因低溫超量表達(dá)基因；不包括低量、瞬時(shí)表達(dá)基因。同工蛋白（isoform）抗凍蛋白（antifreezeproteinAFP）類(lèi)脂轉(zhuǎn)移蛋白（lipidtransferproteinLTP）胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白（LEA）②低溫誘導(dǎo)基因：

植物經(jīng)低溫誘導(dǎo)能使某些特定的基因活化，表達(dá)合成一組新蛋白(Coldacclimationprotein)。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第75頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

低溫誘導(dǎo)基因品種基因編碼蛋白其他逆境擬南芥

cor

6.6AFP干旱，ABAcor

78NK干旱

cor47D-11LEA干旱，ABAlti

30D-11LEA干旱，ABA油菜

rab18D-11LEA干旱，ABA

Bn115NK

Bn

28AFP大麥

blt4LTP干旱，ABA

blt63EF-laNK

HVA1D-7LEAABA小麥cor39D-11LEA干旱，ABAWcor410D-11LEA干旱，ABA本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第76頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

擬南芥中的冷調(diào)節(jié)蛋白COR6.6、油菜的BN28蛋白與魚(yú)類(lèi)抗凍蛋白有同源性，體外實(shí)驗(yàn)表明冷調(diào)節(jié)蛋白能減少凍融過(guò)程對(duì)類(lèi)囊體膜傷害。擬南芥葉綠體的CORl5蛋白在體外能有效地防止乳酸脫氫酶因冰凍而失活，其效率較蔗糖高出106倍，較其它蛋白高102倍～103倍。

抗凍蛋白（AFP）:

一種能降低細(xì)胞間隙體液冰點(diǎn)的糖蛋白。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第77頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③水分逆境誘導(dǎo)的基因：

水分脅迫會(huì)誘導(dǎo)一些特定的基因表達(dá)，合成新蛋白質(zhì)——水分脅迫蛋白(waterstressprotein)。這類(lèi)蛋白質(zhì)多數(shù)是高度親水的，能增強(qiáng)原生質(zhì)的水合度，起到抗脫水的作用。

水分脅迫蛋白的功能可能還包括對(duì)膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)、恢復(fù)一些蛋白質(zhì)的活性和形成特定的水、離子通道(如水孔蛋白)，改變或調(diào)節(jié)液泡和細(xì)胞質(zhì)中的ψs等。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第78頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

⑤病菌感染誘導(dǎo)的基因：

病原物侵染能刺激植物致病相關(guān)基因表達(dá)，合成與正常組織不同的新蛋白，稱(chēng)為“病程相關(guān)蛋白”（PR）。幾丁質(zhì)酶基因、葡聚糖酶基因、PAL基因、CHS基因等。

④創(chuàng)傷誘導(dǎo)的基因：

植物受傷后一些基因往往被誘導(dǎo)表達(dá)，如土豆中的蛋白酶抑制劑II基因，其表達(dá)產(chǎn)物抑制多種微生物和昆蟲(chóng)蛋白酶活性。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第79頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分4.3植物基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理

（1）調(diào)控的特點(diǎn)（方式）：染色質(zhì)水平的調(diào)控；以正調(diào)節(jié)為主，具有多個(gè)調(diào)控序列；調(diào)控區(qū)很大，遠(yuǎn)離啟動(dòng)子幾百至上千個(gè)bp；存在多種轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控機(jī)制；具有細(xì)胞特異性或組織特異性表達(dá)；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第80頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第81頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分（2）順式作用元件與基因表達(dá)調(diào)控

植物基因的調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行，受特定順式作用元件（cis-actingelement）和反式作用因子（trans-actingfactor）影響。

基因轉(zhuǎn)錄所需的順式作用元件主要是：?jiǎn)?dòng)子（promoter）和增強(qiáng)子（enhancer）；本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第82頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分啟動(dòng)子：

核心啟動(dòng)子(corepromoter)：

是決定轉(zhuǎn)錄起始位置的關(guān)鍵序列，也是普通轉(zhuǎn)錄因子TFⅡD的結(jié)合位點(diǎn)。①TATAbox：位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游25～

30bp。②起始子(initiator，Inr)：是與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)重疊的短的較保守序列．

與基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)有關(guān)的一組DNA序列，位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游

100~200bp以?xún)?nèi)，其功能是決定轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)和調(diào)控轉(zhuǎn)錄頻率。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第83頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分上游啟動(dòng)子元件：（UpstreamPromoterelement，UPE）位于較上游(30~

110bp)，能較強(qiáng)影響轉(zhuǎn)錄起始的頻率，如CAATbox和GCbox。其中GC盒是轉(zhuǎn)錄因子SPl的結(jié)合位點(diǎn)。

組成型啟動(dòng)子(constitutivepromoter)：是指在該類(lèi)啟動(dòng)子控制下，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)大體恒定在一定水平上，在不同組織、部位表達(dá)水平?jīng)]有明顯差異?；ㄒ嘶ㄈ~病毒（CaMV）35S啟動(dòng)子；胭脂堿合成酶基因Nos啟動(dòng)子（具有植物啟動(dòng)子特性）啟動(dòng)子的分類(lèi)：本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第84頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

組織特異啟動(dòng)子(tissue-specificpromoter)：又稱(chēng)器官特異性啟動(dòng)子。在這類(lèi)啟動(dòng)子調(diào)控下，基因往往只在某些特定的器官或組織部位表達(dá)，并表現(xiàn)出發(fā)育調(diào)節(jié)的特性。

例如煙草的花粉絨氈層細(xì)胞中特異表達(dá)基因啟動(dòng)子TA29，豌豆的豆清蛋白（leguimin）基因啟動(dòng)子可在轉(zhuǎn)化植物種子中特異性表達(dá)，馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏蛋白（patatin）基因啟動(dòng)子在塊莖中優(yōu)勢(shì)表達(dá)。

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第85頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

根特異啟動(dòng)子：根特異表達(dá)系統(tǒng)可用于研究轉(zhuǎn)基因植物的高滲脅迫耐受、植物修復(fù)和根際分泌等問(wèn)題。

莖特異啟動(dòng)子：莖中特異表達(dá)基因的啟動(dòng)子，不僅可從分子水平了解莖的發(fā)生、分化過(guò)程，更重要的是利用這些啟動(dòng)子調(diào)節(jié)植物代謝可滿(mǎn)足人類(lèi)需求，如人們對(duì)木質(zhì)素生物合成及其調(diào)控的研究。葉特異啟動(dòng)子：花特異啟動(dòng)子：果實(shí)、種子特異性啟動(dòng)子：本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第86頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

誘導(dǎo)型啟動(dòng)子(induciblepromoter)：是指在某些特定的物理或化學(xué)信號(hào)的刺激下，該種類(lèi)型的啟動(dòng)子可以大幅度地提高基因的轉(zhuǎn)錄水平。如、熱、創(chuàng)傷、真菌誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子和共生細(xì)菌誘導(dǎo)表達(dá)基因啟動(dòng)子等。

天然誘導(dǎo)型啟動(dòng)子

包括光、溫度、激素應(yīng)答啟動(dòng)子等。在進(jìn)化過(guò)程中，植物通過(guò)啟動(dòng)不同基因的表達(dá)可在一定范圍內(nèi)適應(yīng)光、溫、水等環(huán)境的變化。利用這些環(huán)境應(yīng)答基因的啟動(dòng)子與抗逆基因融合，從而使轉(zhuǎn)基因植物更好地適應(yīng)逆境。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第87頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分人工構(gòu)建的誘導(dǎo)型啟動(dòng)子

目前研究最多的是化學(xué)誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)。一個(gè)理想的化學(xué)誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：（1）外源基因在植物體自身不表達(dá)或低水平表達(dá)，當(dāng)添加誘導(dǎo)物后，高效誘導(dǎo)基因表達(dá)；（2）誘導(dǎo)物需要有較強(qiáng)的專(zhuān)一性；（3）誘導(dǎo)物可快速啟動(dòng)基因表達(dá)的“開(kāi)”與“關(guān)”；而且誘導(dǎo)物對(duì)植物無(wú)毒或低毒。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第88頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分①增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯；可使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加10~100倍，有的可達(dá)上千倍；

②增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無(wú)關(guān)；

增強(qiáng)子提高同一條DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，可以遠(yuǎn)距離起作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。增強(qiáng)子的作用與其序列的正反方向無(wú)關(guān)，將增強(qiáng)子方向倒置依然能起作用。

增強(qiáng)子（enhancer）：

能顯著提高基因轉(zhuǎn)錄效率的一類(lèi)順式調(diào)控元件（其核心序列常為8~12bp)，其作用特點(diǎn)：

本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第89頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分

③增強(qiáng)子沒(méi)有基因?qū)Ｒ恍裕?/p>

增強(qiáng)子要有啟動(dòng)子才能發(fā)揮作用，沒(méi)有啟動(dòng)子存在，增強(qiáng)子不能表現(xiàn)活性。但增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子沒(méi)有嚴(yán)格的專(zhuān)一性，同一增強(qiáng)子可以影響不同類(lèi)型啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。

當(dāng)增強(qiáng)子移位時(shí)，能提高新位置周?chē)虻霓D(zhuǎn)錄。使某些癌基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)增強(qiáng)，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。

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④增強(qiáng)效應(yīng)有組織和細(xì)胞專(zhuān)一性；

增強(qiáng)子必須與特定的蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用。增強(qiáng)子一般具有組織或細(xì)胞特異性，許多增強(qiáng)子只在某些細(xì)胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細(xì)胞或組織中具有特異性蛋白質(zhì)因子所決定的。

⑤許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控；

如熱激蛋白基因的表達(dá)。金屬硫蛋白基因上游增強(qiáng)子能對(duì)環(huán)境中的鋅濃度做出反應(yīng)。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第92頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分應(yīng)答元件(responsiveelements)

真核細(xì)胞中對(duì)某些特定的環(huán)境作出應(yīng)答的基因，常具有相同的順式元件—應(yīng)答元件。RNAPolⅡ的誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位。沉寂子(silencer)：負(fù)調(diào)控元件——是能抑制基因表達(dá)的序列，使基因沉默。本文檔共110頁(yè)；當(dāng)前第93頁(yè)；編輯于星期二\23點(diǎn)12分（3）反式作用因子與基因調(diào)控反式作用因子(trans-actingfactor)

是通過(guò)識(shí)別和結(jié)合順式調(diào)控元件的核心序列而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)。反式作用因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控可正（激活）可負(fù)（阻遏）。

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