CN112553197B - 一种有活性的落叶松启动子、获取及鉴定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有活性的落叶松启动子、获取及鉴定方法。启动子DNA序列如SEQ ID NO.1。用特异引物以日本落叶松的基因组DNA为模板，扩增得到430bp的扩增产物，即得。将这一段DNA分子驱动GFP荧光蛋白基因表达，可观察到荧光信号，证实该序列为启动子。本发明提供的落叶松启动子序列，本质是DNA分子，430bp，能够启动转录。

Description

一种有活性的落叶松启动子、获取及鉴定方法
技术领域
本发明涉及生物技术，特别涉及一种有活性的落叶松启动子、获取及鉴定方法。
背景技术
落叶松是松科落叶松属的一类重要的乔木类植物，在全球包含20多个种类。由于落叶松喜光、耐寒、适应性强等特征。落叶松早期生长快，抗逆抗病性强，此外，其木材强度大，耐腐蚀，可作为多种行业的优良建材。落叶松还是重要的园林观赏植物。
大多数启动子位于基因5’端转录起始位点上游，能够被转录因子特异性识别和结合，进而招募RNA聚合酶，形成转录起始复合物，启动其目标基因表达。落叶松基因组较大，对其基因组信息了解的并不深入。鉴定有活性落叶松启动子对于其基因调控网络的认识有重要促进作用。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供有活性的落叶松启动子。
本发明另一目的是提供所述有活性的落叶松启动子的获取方法及鉴定方法。
技术方案：本发明提供一种有活性的落叶松启动子，DNA序列如SEQ ID NO.1。
所述的有活性的落叶松启动子的获取方法，包括如下步骤：用特异引物以日本落叶松的基因组DNA为模板，扩增得到430bp的扩增产物，即得。
进一步地，所述特异引物序列如下：
正向：5’-gagtgtcgtgctccaccatggatttgtatttttccagtct-3’；
反向：5’-ctcttcttcttaggagccatcacgtcacaaatccattatt-3’。
进一步地，落叶松RNA-seq：将落叶松针叶和诱导培养的落叶松愈伤组织分别进行转录组测序，利用无参考基因组方法拼装转录本，之后结合蛋白质数据库，对表达转录本进行注释；ATAC-seq：将诱导培养的落叶松愈伤组织进行ATAC-seq测序，获得基因组开放染色质序列，进一步预测潜在调控元件；整合测序数据，通过拼装获得落叶松序列SEQ ID NO.2，该序列中包括一个转录本，启动子位于基因的转录起始位点(TSS)上游，活性的启动子位于开放染色质，能激活下游基因的表达，将其转录本TSS上游1kb具有开放染色质的序列扩增(引物同上)，最终获得序列SEQ ID NO.1。
所述的有活性的落叶松启动子的鉴定方法，包括如下步骤：
(1)将启动子DNA序列SEQ ID NO.1插入GFP荧光蛋白报告基因载体，构建LkPro1reporter载体；
(2)正对照载体采用CaMV35S-GFP reporter；
(3)落叶松原生质体的制备与转化；
(4)转化后对启动子活性进行荧光验证。
所述的有活性的落叶松启动子的鉴定方法，其特征在于：所述LkPro1reporter载体的构建方法：使用限制性内切酶AscI和XbaI将GFP荧光蛋白报告基因载体线性化，后用无缝连接试剂盒将其与启动子序列片段连接，转化至大肠杆菌DH5α中，筛选阳性转化子，得到载体LkPro1reporter。
鉴定原理：将一段有启动子活性的DNA分子驱动GFP荧光蛋白基因表达，可观察到荧光信号，证实该序列为启动子。
有益效果：本发明提供了落叶松启动子序列，本质是DNA分子，430bp，能够启动转录，同时提供了快捷的鉴定方法。
附图说明
图1的CaMV35S-GFP为正对照载体，载体结构为CaMV35S启动GFP表达，瞬时转化后可观察到较强的荧光信号；LkPro1-GFP是落叶松启动子的载体示意图和原生质体中活性检测荧光图。
具体实施方式
本实施例的启动子获取及鉴定方法如下：
1.LkPro1介绍
落叶松RNA-seq：将落叶松针叶和诱导培养的落叶松愈伤组织分别进行转录组测序，利用无参考基因组方法拼装转录本，之后结合蛋白质数据库，对表达转录本进行注释；ATAC-seq：将诱导培养的落叶松愈伤组织进行ATAC-seq测序，获得基因组开放染色质序列，进一步预测潜在调控元件。本研究整合测序数据，通过拼装获得一段长片段(2216bp，SEQID NO.2)的落叶松序列。在这段序列中包括一个转录本，其表达量较高，FPKM值为2.6231。因为启动子位于基因的转录起始位点(TSS)上游，而活性的启动子通常位于开放染色质，能激活下游基因的表达。因此将其转录本TSS上游1kb具有开放染色质的序列提取并扩增(引物同下)，最终获得LkPro1(SEQ ID NO.1)。
设计序列特异性引物，制备如下引物：
正向：5’-gagtgtcgtgctccaccatggatttgtatttttccagtct-3’；
反向：5’-ctcttcttcttaggagccatcacgtcacaaatccattatt-3’。
用以上引物以日本落叶松的基因组DNA为模板，扩增得到430bp的扩增产物。经测序，扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID NO.1的自5’端第一位-430位所示。
2.检测
将SEQ ID NO.1所示的片段插入载体GFP报告基因载体(由电子科技大学张勇课题组提供)中的AscI和XbaI酶切位点中，构建LkPro1reporter载体(如图1所示)。
3.落叶松原生质体制备
(1)愈伤准备。取无菌培养14天左右生长良好的落叶松愈伤组织。
(2)酶解。将愈伤组织用锋利刀片切成细小的块状，并转入盛有10ml酶解液的培养皿中，置于60rpm转速的摇床上25℃黑暗条件下酶解。
(3)过滤。将粗酶液通过预先用2ml W5 washing Buffer润洗过的孔径40μm的细胞筛进行过滤，去除酶解不充分的杂质。
(4)提纯。将过滤过的细胞酶解液转移到两个15ml离心管中，每管6ml细胞酶解液，用装有长针头的注射器吸取16ml 0.55M蔗糖，每管细胞酶解液底部加入8ml 0.55M蔗糖，注意：加蔗糖时，针头伸入底部，推动注射器，随着液面升高，缓慢上移注射器，动作要轻柔，防止对原生质体细胞造成破坏。1000g离心5min。
(5)清洗。取50ml离心管一个，加入10ml Washing buffer，置于试管架上。用装有长针头的注射器吸取8ml Washing buffer，再将针头伸到上步离心后的中间细胞层，慢慢吸取该层的所有原生质体，然后小心转移至盛有10ml Washing buffer的50mL离心管中。轻弹混匀，100g室温离心5min。
(6)重复清洗一次。移除上清，沿壁慢慢加入10ml Washing buffer，轻弹混匀，100g离心2min。
(7)重悬。去掉上清，加入5ml Washing buffer，注意沿壁缓慢加入，轻弹混匀，使细胞保持悬浮。
(8)计数。吸取100μl细胞用于计数，取10μl细胞置于细胞计数板进行计数，如果细胞数目太多可采用MGG稀释后再进行计数。
(9)细胞稀释。根据计数结果取适量细胞悬浮液进行离心，然后用MGG Buffer重悬细胞，最终将细胞稀释至1×106个/ml，用于原生质体转化。
4.落叶松原生质体的转化：
(1)质粒的准备。采用质粒小提试剂盒(TIANGEN，Cat#DP-106)提取以下质粒：CaMV35S-GFP和LkPro1-GFP质粒。确保其浓度尽量在500ng/μl以上，整个过程最好为无菌操作。质粒置于-20℃冰箱冻存。使用前以离心机最高转速进行离心10min处理，使杂质沉淀于离心管底部，避免因杂质影响原生质体转化的效率。处理好的质粒用MGG Buffer稀释到实验所需质粒浓度，稀释后充分混匀备用。
(2)PEG介导的转化。将上述准备好的质粒(CaMV35S-GFP和LkPro1-GFP)中加入200μl制备好的原生质体细胞，轻弹混匀。然后，每管加入210-230μl 40％PEG(PEG加入量与质粒体积相关，确保等体积加入)，轻弹混匀，直至细胞均匀悬浮于PEG当中，从第一管加入PEG开始计时，计时20min。从第一管加入到最后一管加入的时间尽量控制在5min以内。
(3)清洗。加入PEG反应20min后，每管加入1ml W5 Washing Buffer，终止反应，轻轻颠倒混匀，250g离心5min。
(4)重复清洗一次。用枪轻轻吸掉上清，重新加入800μl Washing Buffer，轻轻颠倒混匀，150g离心5min，轻轻吸掉上清。
(5)细胞重悬与培养。取40mm培养皿加入2ml W5 Buffer，再取培养皿中的W5Buffer重悬离心管中的细胞，并全部转移至培养皿中，25℃黑暗培养，两天后在显微镜下观察荧光。
5.显微镜观察
使用荧光显微镜在进行观察。所有的荧光实验至少重复三次。
序列表
<110> 扬州大学
<120> 一种有活性的落叶松启动子、获取及鉴定方法
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 430
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gatttgtatt tttccagtct tgaccattct ggttatacat gaattgatct ctattttggc 60
aggccaaaat ctcacacgtg tgagcctcaa agagagaact gacaccatag gaagtgatga 120
catggcatgt atgatgacat ggaatgtgtg atgaggctgg aaagacacat gatggtgttc 180
tggtgctatc attaagtcag tgtctcaatc tgacatcatt ctggaaaagt atgacaagtt 240
tgtgaaactt tggaaattga ccaagtatgg aaaaagtaga aaaaactgct ctgagagaat 300
gcccgccata attcatggtt tgagaaaaat gcacacacca tcatatcatg ctatagcttg 360
ttgaagtgga tatctagtta tacatgattg tggattgtga gaactgtttg aataatggat 420
ttgtgacgtg 430
<210> 2
<211> 2216
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gatttgtatt tttccagtct tgaccattct ggttatacat gaattgatct ctattttggc 60
aggccaaaat ctcacacgtg tgagcctcaa agagagaact gacaccatag gaagtgatga 120
catggcatgt atgatgacat ggaatgtgtg atgaggctgg aaagacacat gatggtgttc 180
tggtgctatc attaagtcag tgtctcaatc tgacatcatt ctggaaaagt atgacaagtt 240
tgtgaaactt tggaaattga ccaagtatgg aaaaagtaga aaaaactgct ctgagagaat 300
gcccgccata attcatggtt tgagaaaaat gcacacacca tcatatcatg ctatagcttg 360
ttgaagtgga tatctagtta tacatgattg tggattgtga gaactgtttg aataatggat 420
ttgtgacgtg catttctgca acctgcagcc cgcaatgcgg attgcagatt ctatttctac 480
tgcctgcctg atctaaatat aatggacgcc ccattctatc gcttctcgta cgatataatc 540
tgttatttcc tcattccctg catcgttgta gcctgtaggt tgtttctgca aatactggga 600
tgaggggcat tccgcgtaaa aacgttcaat attcgaccta ttttggttta tcagaggacg 660
agtcccgcaa gcagagatcc gaatctcgtt atggccgcga acatgatttc tccgtcgggc 720
catcaatggc cgccgcgcct tctcatcatc acgttttatg caatggggcg ctgcaggttc 780
atgaaaatgg cgccccatct gatatattga ctactgcagg ctctccgccc cggccgagtt 840
ttctgaaatc tcaggaaatt catcagaaat cagcagcagc agagaatgat ttcattgctc 900
aagattggtt gacggaattg aagtccccga gttcgttcga ttcactcata ggaaacagtg 960
gtactcgctc tggcggcaat cttatttcct cggcctccac ctccggattg atgaattctc 1020
agagaatcaa cgcggggtct cccaaatacg cagaggcgct tcaactctgc acggaaggtc 1080
ttggtttcga gagctccgac gagaccgaca gcactgcgtc cagccccagg ttcgaatcct 1140
gcaaatcgga gtttaaggcg ctcagcacgg atgatcaaga agagcatttc gatggcgata 1200
ttcccgcaga agctgtaaac aataatgata agaacgggca cggattcaag aatccgatca 1260
ctatccgtgc gcccagagcg gcattcaaga gcttcccgcc gccattgccg tcgatatcga 1320
ggaacgggca gccgtccgtg atgatgaagt cgtataagag ggacgggaga tttgttttgc 1380
aggaagtgaa ggttccctcg catgaagttc tgcatgcatg gcgcggcgat gggcggctca 1440
agttacagct ggtgcagcag caagaagaga aaaaggacga tacgctcctc agattcatgg 1500
atccgattgc ggagaacaat atcgacgcca aaatcagcga tgaaactgct tgacagtatt 1560
cagagtgctt gttgggcttc tcgagaatcc atggatggac agacgccaaa gctggatttt 1620
tgtttgtttg ttttagtata aattcaaaat gctgtagctg tagttcaaaa aaaatctggg 1680
cttcttattt tgattcatgt ttgttaatat tcagtggaaa gtaaaaatct gtagagagaa 1740
tcgataacaa ctggctgcaa caagaagaag aagacaatgt tgttttaatt ttcctggttg 1800
gtgtgttcca tcatcttgcc ttgaaagtaa ggcaaggctt ggaatattct ttctagcatc 1860
tgaatttctc ctcttttgtg tggccacctt gcaatgcttg gccaaagcag gaaagtgtag 1920
taccccatga tctttgtgat aagattccta cctttttgta tagtgcagtt ctgctttatc 1980
attgacttct tatgttatat aaggaaatca ttattgatca ttgagtcact tgttgctttc 2040
ttataaatat cttgtgtgca cataaatgtt atttttctat tagcaatcga tcatcattgt 2100
actttagata tcctcttcga aacaataatt gttgaaaata ataaatcaat caagaataca 2160
ttatctttta ttaggattat aaattcaaaa accttaaatt taataggaga taagat 2216

Claims (6)

1.一种有活性的落叶松启动子，DNA序列如SEQ ID NO.1。
2.权利要求1所述的有活性的落叶松启动子的获取方法，其特征在于：包括如下步骤：用特异引物以日本落叶松的基因组DNA为模板，扩增得到430bp的扩增产物，即得有活性的落叶松启动子。
3.根据权利要求2所述的有活性的落叶松启动子的获取方法，其特征在于：所述特异引物序列如下：
正向：5'-gagtgtcgtgctccaccatggatttgtatttttccagtct-3’；
反向：5’-ctcttcttcttaggagccatcacgtcacaaatccattatt-3’。
4.权利要求1所述的有活性的落叶松启动子的获取方法，其特征在于：落叶松RNA-seq：将落叶松针叶和诱导培养的落叶松愈伤组织分别进行转录组测序，利用无参考基因组方法拼装转录本，之后结合蛋白质数据库，对表达转录本进行注释；ATAC-seq：将诱导培养的落叶松愈伤组织进行ATAC-seq测序，获得基因组开放染色质序列，进一步预测潜在调控元件，整合测序数据，通过拼装获得落叶松序列SEQ ID NO.2，该序列中包括一个转录本，启动子位于基因的转录起始位点(TSS)上游，活性的启动子位于开放染色质，能激活下游基因的表达，将其转录本TSS上游1kb具有开放染色质的序列扩增，最终获得序列SEQ ID NO.1。
5.权利要求1所述的有活性的落叶松启动子的鉴定方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将启动子DNA序列SEQ ID NO.1插入GFP荧光蛋白报告基因载体，构建LkProlreporter载体；
(2)正对照载体采用CaMV35S-GFP reporter；
(3)落叶松原生质体的制备与转化；
(4)转化后对启动子活性进行荧光验证。
6.根据权利要求5所述的有活性的落叶松启动子的鉴定方法，其特征在于：所述LkProlreporter载体的构建方法：使用限制性内切酶AscI和XbaI将GFP GFP荧光蛋白报告基因载体线性化，后用无缝连接试剂盒将其与启动子序列片段连接，转化至大肠杆菌DH5α中，筛选阳性转化子，得到载体LkProlreporter。
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