CN116041459B - 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 - Google Patents
一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116041459B CN116041459B CN202211111780.8A CN202211111780A CN116041459B CN 116041459 B CN116041459 B CN 116041459B CN 202211111780 A CN202211111780 A CN 202211111780A CN 116041459 B CN116041459 B CN 116041459B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ibppa
- sweet potato
- purple sweet
- regulatory factor
- ibwd40
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8201—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
- C12N15/8209—Selection, visualisation of transformants, reporter constructs, e.g. antibiotic resistance markers
- C12N15/821—Non-antibiotic resistance markers, e.g. morphogenetic, metabolic markers
- C12N15/8212—Colour markers, e.g. beta-glucoronidase [GUS], green fluorescent protein [GFP], carotenoid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
- C12N15/8242—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
- C12N15/8243—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
- C12N15/825—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine involving pigment biosynthesis
Abstract
本发明公开了一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用。本发明以紫心甘薯品系“A5”为实验材料，克隆了IbWD40的启动子序列，通过酵母单杂交文库筛选实验，获得了IbWD40基因的上游调控因子IbPPA。运用酵母单杂交回转实验和双荧光素酶报告系统检测证实，IbWD40启动子与上游调控因子IbPPA之间存在相互作用。本发明在理论上可以丰富和深化植物花色素苷生物合成分子调控的基础理论，还可望为提高紫心甘薯块根中色素含量的栽培措施提供新的思路和线索。
Description
技术领域
本发明涉及植物遗传与变异的分子机制领域，具体涉及一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用。
背景技术
目前，对于植物的花、果、茎、叶等地上部分花色素苷合成以及环境信号因子影响的分子机制有了一定的认识，尤其是光照对花色素苷合成的调控机制及信号传导过程已比较清楚。对于非依光型或无法直接接受光照的植物根、块根或块茎中花色素苷合成调控机制及信号传递过程却不甚明了。
调控花色素苷生物合成的转录因子主要有三类：MYB、bHLH、WD40。其中WD40重复蛋白(WD40 repeat proteins,WDR)是一类具有β螺旋桨蛋白组结构的蛋白，其核心区域由40-60个氨基酸残基组成；该区域N端具有甘氨酸-组氨酸二肽(Gly-His,GH)的重复序列，C端具有色氨酸-天冬氨酸二肽(Trp-Asp,WD)的重复序列，这种基序在同样的蛋白中一般可串联4-16次(Simon et al.,1991；van and Ludwig,2003)。重复的WD40基序可介导蛋白质之间的相互作用，在蛋白质互作时起固定作用(Mishra et al.,2012)，而利用酵母双杂交实验发现，与WD40蛋白相互作用的配体蛋白主要是MYB和bHLH型转录因子(Sompornpailin etal.,2002)。WD40蛋白参与了植物中的多种生理过程，主要包括植物非生物胁迫、生长发育和类黄酮的合成(Walker et al.,1999；Huang et al.,2008；Miller et al.,2016)。
研究表明，矮牵牛的WD40重复蛋白由AN11编码，包含有5个WD40重复基序，作用于AN2的上游，调控矮牵牛花色素苷的合成(de Vetten et al.,1997)。在拟南芥中，与矮牵牛AN11转录因子高度同源的TTG1(TRANSPARENT TESTA GLABRA 1)，可与GL3相互作用，并与PAP1形成三元复合体共同调控拟南芥花色素苷合成途径中结构基因的时空表达(Brueggemann et al.,2010)。玉米的PAC1编码WD40蛋白，pac1突变体中种子的糊粉层没有花色素苷的积累(Carey et al.,2004)。
紫心甘薯作为花色素苷合成和积累部位特殊及具有重要开发价值的植物资源，用其进行非依光型及植物地下部分花色素苷合成的调控机制研究，在理论上可以丰富和深化植物花色素苷生物合成分子调控的基础理论；在应用上可以为紫心甘薯高花色素苷品种选育提供新的遗传标记，为其分子育种筛选出合适的操作元件或改造靶标，同时还可望为提高紫心甘薯块根中色素含量的栽培措施提供新的思路和线索。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于筛选一种促进紫心甘薯IbWD40转录因子表达的上游调控因子。
为了解决上述技术问题，本发明首先用Trizol法从甘薯块根提取RNA，用SMART技术逆转录合成双链的cDNA，构建紫心甘薯酵母单杂交cDNA文库。
进一步的，以紫心甘薯块根DNA为模板，用TaKaRa高保真酶Max DNAPolymerase扩增两端带有不同酶切位点末端的IbWD40的启动子DNA片段，并将启动子IbWD40构建到pAbAi载体中，扩增IbWD40的启动子DNA片段的PCR引物对的具体序列如下所示：
PIbWD40-F：5'-TCCTAGCCAAGAAGAGTGGAGAGA-3'和
PIbWD40-R：5'-TCTCATACCACCACACCCTAGTGG-3'。
构建的pAbAi-PIbWD40诱饵载体经过自激活检测后，确定其自激活AbA最低抑制浓度为300ng/mL。
本发明其次将诱饵菌株制成Y1HGold感受态细胞，把文库质粒转入pAbAi-PIbWD40诱感受态细胞中，通过酵母单杂交筛库对结合蛋白进行筛选，筛选得到了紫心甘薯IbWD40基因表达的上游调控因子为IbPPA。
因此，本发明的第一个目的是提供一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
本发明的第二个目的是提供一种上述的紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA的编码基因，该编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
本发明的第三个目的是提供一种含有上述的编码基因的重组载体或重组菌。
本发明的第四个目的是提供一种含有上述的编码基因的表达盒。
本发明的第五个目的是提供一种上述的紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA的扩增引物，该扩增引物的具体序列如下所示：
IbPPA-F：5'-ATGGTTCCACCTATTGAAACACCA-3'和
IbPPA-R：5'-CTATCGCCTCAGGCTTTCCA-3'。
本发明的第六个目的是提供上述的紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA在促进甘薯IbWD40转录因子表达中的应用。
本发明的第七个目的是提供上述的紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA在促进甘薯花色素苷生物合成中的应用。
本发明的第八个目的是提供上述的紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA在甘薯高花色素苷品种选育中的应用。
本发明的第九个目的是提供一种促进甘薯花色素苷合成的方法，是在甘薯植株中过表达上述的调控因子IbPPA。
进一步的，为了进一步验证筛选出来的调控因子IbPPA与启动子IbWD40结合，将IbPPA构建到pGADT7酵母重组表达载体，选择载体中EcoRⅠ和BamHⅠ作为目的片段插入的酶切位点，合成引物序列见表2。将pGADT7-IbPPA酵母重组表达载体质粒与pAbAi-PIbWD40诱饵载体共同转化Y1HGold酵母中进行酵母单杂交实验，结果发现：阳性对照p53AbAi+AD-53转化的菌株在SD/-Leu/AbA培养基上能够生长，而阴性对照PIbWD40-1-pAbAi+pGADT7空载转化的菌株不能在SD/-Leu/AbA培养基上生长。说明该酵母单杂交实验能够有效检测蛋白是否结合在启动子上。而PIbWD40-1-pAbAi+IbPPA-pGADT7在SD/-Leu/AbA培养基上能够生长(图1)，说明IbPPA蛋白能结合在启动子IbWD40上。
进一步的，为了验证启动子IbWD40与其调控因子IbPPA的相互作用，本发明将IbPPA构建到过表达载体pGreenII 0029 62-SK上，将PIbWD40插入到载体pGreenII 0800-LUC荧光素酶的前端作为报告质粒，选择pGreenII 0029 62-SK载体中Sac I和Xho I及pGreenII0800-LUC载体中的Kpn I和Nco I作为插入目的片段的酶切位点，构建载体引物序列见表2。将测序成功的重组菌液提取质粒后与PIbWD40+pGreenII 0800 LUC重组质粒共同转入拟南芥原生质体中。结果显示IbPPA能够提高IbWD40启动子的活性(图2)，说明IbPPA能够促进IbWD40的表达。
进一步的，为了明确上游调控因子IbPPA的功能，本发明构建了IbPPA与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白，对IbPPA的作用场所进行定位。通过构建亚细胞定位表达载体，瞬时转化拟南芥原生质体后，利用激光共聚焦显微镜观察亚细胞定位情况，pCambia1300-GFP作为阳性对照。空载中的GFP蛋白能够在拟南芥原生质体的各个结构中表达，IbPPA蛋白在细胞核中表达(图3)，表明IbPPA是一个典型的转录因子。
本发明的有益效果在于：通过酵母单杂交文库筛选实验，对启动子IbWD40的上游调控因子的筛选中成功获得了其上游调控因子IbPPA。此发明结果在理论上可以丰富和深化植物花色素苷生物合成分子调控的基础理论；在应用上可以为紫心甘薯高花色素苷品种选育提供新的遗传标记，为其分子育种筛选出合适的操作元件或改造靶标，同时还可望为提高紫心甘薯块根中色素含量的栽培措施提供新的思路和线索。
附图说明
图1为IbWD40启动子与其上游调控因子IbPPA回转验证结果。阳性对照为p53AbAi+AD-53，阴性对照为PIbWD40-1-pAbAi+AD，阳性菌落(PIbWD40-1-pAbAi+IbPPA-AD)说明相应上游调控因子蛋白(IbPPA)能结合在IbWD40启动子上，AD：pGADT7。
图2为IbWD40启动子与其上游调控因子IbPPA的相互作用。
图3为IbWD40启动子上游调控因子IbPPA在拟南芥原生质体的亚细胞定位(标尺20μm)。A：绿色荧光图；B：叶绿体自发荧光；C：明场图；D：叠加图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，下述实施例中试验方法如无特殊说明，均为常规试验方法，下述实施例中所述的实验试剂及耗材如无特殊说明，均来自常规生化试剂公司。
实施例1：构建紫心甘薯酵母单杂交cDNA文库
(1)用Trizol法从紫心甘薯(品系A5)块根提取RNA，用SMART技术逆转录合成双链的cDNA。
(2)扩增得到的cDNA要用TaKaRa MiniBEST DNA Fragment Purification Kit进行纯化处理，使dH2O溶出。
(3)对用限制性内切酶SfiI酶切后cDNA进行过柱处理，再经过PCI/CI净化处理，最终使ddH2O溶出。
(4)将pGADT7-SfiI vector(clontech,货号630490)与适量过柱后cDNA用DNAligation Kit连接。纯化精制连接液，得到初级cDNA文库。
(5)通过电转化的方法将少量初级文库连接液转入感受态细胞E.coli HST08；鉴定正确后，取适量的菌液涂布在含Amp抗性的LB平板上，37℃培养12h；通过平板上生长的菌落个数，计算初级文库库容。
(6)将扩增菌落进行过夜培养，然后进行质粒提取，得到文库质粒。
实施例2：构建pAbAi-PIbWD40诱饵载体
(1)以紫心甘薯块根DNA为模板，用TaKaRa高保真酶Max DNAPolymerase扩增两端带有不同酶切位点末端的IbWD40的启动子DNA片段，扩增IbWD40的启动子DNA片段的PCR引物对的序列为PIbWD40-F：5'-TCCTAGCCAAGAAGAGTGGAGAGA-3'和PIbWD40-R：5'-TCTCATACCACCACACCCTAGTGG-3'。反应体系(20μL)如下：
PCR反应条件为：
(2)将启动子IbWD40(其序列已公开于专利CN113929759A中)构建到pAbAi载体(柯蕾生物科技有限公司，货号kl-zl-0879)，步骤为：使用TaKaRa限制性内切酶QuickCutTMHind III和QuickCutTM SmaⅠ对pAbAi质粒进行双酶切，合成引物序列见表2中的PW1F/PW1R，反应条件为37℃，酶切3h以上，反应体系如下：
经电泳检测正确的酶切产物进行切胶回收。
使用Clon Express II One Step Cloning Kit试剂盒(Vazyme)将目的片段和表达载体进行连接，反应条件为37℃，连接30min。反应体系如下：
(3)连接产物用于后续转化大肠杆菌DH5α感受态细胞。
大肠杆菌DH5α感受态细胞的制备(CaCl2法)：
(1)接种大肠杆菌DH5α到5mL的LB液体培养基中，在37℃下220rpm振荡培养过夜。
(2)转移过夜培养的2mL菌液到100mL的LB液体培养基中，继续振荡培养至OD600到0.5左右，冰上放置30min。
(3)取1mL菌液到到新的1.5mL离心管中，4℃，4000rpm离心10min，用移液枪吸走上清液。
(4)用移液枪吸取1mL预冷的0.1M CaCl2悬浮沉淀，轻吹混匀，冰上放置30min。
(5)4℃，4000rpm离心10min，用移液枪吸走上清液，用移液枪吸取0.2mL预冷的0.1M CaCl2悬浮沉淀，冰上放置5h即可用于转化。
连接产物转化大肠杆菌DH5α感受态细胞：
(1)取上述制备的大肠杆菌DH5α感受态细胞100μL到新的1.5mL离心管，于超净工作台中加入10μL的DNA连接产物，轻弹混匀后在冰上放置30min。
(2)将转化产物于42℃水浴锅中热激90s，取出立刻至于冰上5min。
(3)加入1mL不含抗性的LB液体培养基，37℃下180rpm振荡培养60～90min。
(4)室温5000rpm离心4min，在无菌条件下用移液枪吸走900μL上清液，轻吹重悬剩余200μL液体。
(5)将菌液均匀涂布于含有Amp的LB固体培养基中，放置30min晾干。
(6)37℃培养箱倒置培养12～16h。
阳性克隆的筛选与测序鉴定：
从培养皿上用无菌小枪头挑取抗性单菌落于含抗性的LB液体培养基中，37℃，220rpm振荡培养4h，取2μL上述菌液作为模板进行菌落PCR检测。取PCR反应中扩增得到与目的片段大小一致的阳性菌种的菌液200μL，送至上海生工生物有限公司进行测序。测序正确的菌液中加入20％的灭菌甘油于1.5mL离心管中，于-80℃冰箱保存，提取pAbAi-PIbWD40诱饵质粒。
实施例3：pAbAi-PIbWD40诱饵菌株自激活检测
将pAbAi-PIbWD40诱饵质粒转化Y1H酵母菌，得到诱饵菌株。采用自激活试验测试抑制诱饵菌株的最低AbA浓度，观察它们在SD/-Ura固体培养基上的生长情况，诱饵菌株自激活检测及最低AbA浓度的确定方法如下：
(1)AbA母液的配制：1mL无水乙醇溶解1mg AbA，配制成1mg/mL的AbA母液，于4℃下避光保存。
(2)从Y1H[pAbAi-prey]和Y1H[p53AbAi]的培养皿中挑取较大的单克隆菌落，用10μL的0.9％NaCl溶液重悬菌液，将重悬溶液稀释成10-1、10-2和10-3浓度梯度。
(3)吸取10μL重悬菌液点在SD/-Ura，SD/-Ura/AbA(100ng/mL～1000ng/mL)培养基上。
(4)若在某一浓度下菌落Y1H[pAbAi-prey]不生长，而对照组Y1H[p53AbAi]正常生长，则此浓度为抑制该重组酵母菌株的最低AbA浓度，可用于后续实验。
注：pAbAi-prey即为pAbAi-PIbWD40。
经检测，确定pAbAi-PIbWD40诱饵菌株的自激活AbA最低抑制浓度为300ng/mL。
实施例4：酵母单杂交文库筛选
酵母单杂交文库筛选方法按照Clontech公司Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System说明书进行。酵母单杂交文库筛选方法如下：
(1)取25μL Yeastmaker Carrier DNA于95℃水浴5min使其变性，快速置于冰上数分钟，待温度降至4℃(重复一次)。
(2)在已经预冷的10mL离心管中依次加入：2.5mL PEG/LiAc，25μL变性的Yeastmaker Carrier DNA，15μg文库质粒(实施例1得到)，600μL Y1HGold感受态细胞(含诱饵表达载体pAbAi-PIbWD40)，涡旋混匀。
(3)将离心管置于30℃水浴锅中水浴45min，期间每隔15min轻轻倒混数次。
(4)加入160μL DMSO，轻柔混匀。
(5)在42℃水浴中温浴20min，期间每隔10min轻轻倒混数次。
(6)12000rpm离心30s，收集菌液，弃上清，加入8mL 0.9％NaCl溶液，重悬菌体。
(7)吸取200μL转化后的酵母菌液，均匀涂布于SD/-Leu、SD/-Leu/AbA培养皿上，AbA浓度为抑制自激活最低浓度(即300ng/mL)。
(8)30℃培养箱中倒置培养48～96h。
挑取单菌落进行菌落PCR鉴定，鉴定方法参考实施例2，选用通用引物pGADT7F/R对菌液进行PCR检测，pGADT7F/R引物序列见表1，选取电泳后较亮且条带单一的样品送上海生工生物有限公司测序，测序的结果在NCBI数据库进行BLAST，对测序结果进行分析。
表1主要载体通用引物
通过酵母单杂交的方法筛选得到了紫心甘薯IbWD40基因表达的上游调控因子为IbPPA，该上游调控因子IbPPA的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，具体为：MVPPIETPNKAPKAIMSSHPPLNERILSSMTRRSVAAHPWHDLEIGPEAPKVFNVVIEISKGGKVKYELDKKTGLIKVDRVLYSSVVYPHNYGFIPRTICEDSDPMDVLVIMQEPILPGCFLRARAIGLMPMIDQGEKDDKIIAVCADDPEYRHYTDIKELPPHRLAEIRRFFEDYKKNENKEVAVNDFLPASDAYEAIQHSMNLYADYVVESLRR。
上游调控因子IbPPA的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，具体为：ATGGTTCCACCTATTGAAACACCAAACAAAGCTCCCAAGGCCATTATGTCCTCCCATCCGCCACTTAATGAAAGGATACTATCTTCCATGACTCGGAGATCAGTTGCTGCCCATCCTTGGCATGATCTTGAGATAGGGCCTGAAGCTCCAAAGGTTTTCAATGTGGTAATTGAGATCAGCAAGGGGGGTAAGGTGAAGTATGAACTGGATAAGAAGACTGGACTTATCAAGGTTGATCGTGTGCTTTACTCATCAGTTGTCTACCCCCATAACTATGGTTTCATCCCTCGTACTATTTGTGAAGACAGTGACCCTATGGATGTTTTAGTTATCATGCAGGAACCTATCCTTCCAGGCTGCTTTCTCCGGGCCAGAGCAATTGGCCTTATGCCCATGATTGATCAGGGAGAAAAAGATGACAAGATAATTGCTGTGTGTGCTGATGACCCTGAGTACAGACACTACACGGACATCAAGGAGCTTCCACCACATCGTTTGGCTGAGATCCGCCGCTTCTTTGAGGATTACAAGAAGAATGAGAACAAGGAAGTTGCGGTTAATGACTTTCTACCGGCATCTGATGCTTATGAAGCCATCCAGCATTCCATGAACCTCTATGCGGATTATGTTGTGGAAAGCCTGAGGCGATAG。并设计了上游调控因子IbPPA的扩增引物为IbPPA-F：5'-ATGGTTCCACCTATTGAAACACCA-3'和IbPPA-R：5'-CTATCGCCTCAGGCTTTCCA-3'。
实施例5：上游调控因子IbPPA与启动子IbWD40结合的验证
将IbPPA构建到pGADT7酵母重组表达载体(上海联迈生物工程有限公司，货号LM-1639)，选择载体中EcoRⅠ和BamHⅠ作为目的片段插入的酶切位点，合成引物序列见表2中的IbPPA-ADF/IbPPA-ADR，构建方法参考实施例2。将pGADT7-IbPPA酵母重组表达载体质粒与pAbAi-PIbWD40诱饵载体共同转化Y1HGold单杂交酵母菌株中进行酵母单杂交实验。
酵母单杂交文库筛选方法按照Clontech公司Matchmaker Gold Yeast One-Hybrid Library Screening System说明书进行。酵母单杂交文库筛选方法如下：
(1)取25μL Yeastmaker Carrier DNA于95℃水浴5min使其变性，快速置于冰上数分钟，待温度降至4℃(重复一次)。
(2)在已经预冷的10mL离心管中依次加入：2.5mL PEG/LiAc，25μL变性的Yeastmaker Carrier DNA，15μg文库质粒，600μL Y1HGold感受态细胞，涡旋混匀。
(3)将离心管置于30℃水浴锅中水浴45min，期间每隔15min轻轻倒混数次。
(4)加入160μL DMSO，轻柔混匀。
(5)在42℃水浴中温浴20min，期间每隔10min轻轻倒混数次。
(6)12000rpm离心30s，收集菌液，弃上清，加入8mL 0.9％NaCl溶液，重悬菌体。
(7)吸取200μL转化后的酵母菌液，均匀涂布于SD/-Leu、SD/-Leu/AbA培养皿上，AbA浓度为抑制自激活最低浓度(即300ng/mL)。
(8)30℃培养箱中倒置培养48～96h。
挑取单菌落进行菌落PCR鉴定，选用通用引物pGADT7F/R(序列见表1)，选取电泳后较亮且条带单一的样品送上海生工生物有限公司测序，测序的结果在NCBI数据库进行BLAST，对测序结果进行分析。
结果发现：阳性对照p53AbAi+AD-53(即在pAbAi载体插入阳性对照53基因序列得到p53AbAi，在pGADT7载体插入阳性对照53基因序列得到AD-53，构建方法参考实施例2)转化的菌株能够在SD/-Leu/AbA培养基上生长；而阴性对照PIbWD40-1pAbAi+pGADT7空载转化的菌株不能在SD/-Leu/AbA培养基上生长；说明该酵母单杂交实验能够有效检测蛋白是否结合在启动子上。PIbWD40-1-pAbAi+IbPPA-pGADT7能够在SD/-Leu/AbA培养基上生长(图1)，说明IbPPA蛋白能结合在启动子IbWD40上。
实施例6：双荧光素酶报告系统载体的构建
将上游调控因子IbPPA的基因序列构建到过表达载体pGreenII 0029 62-SK(上海钦城生物科技有限公司，货号QCP0465)上，称之为效应质粒，将PIbWD40插入到载体pGreenII0800-LUC(柯蕾生物科技有限公司，货号kl-zl-0808)荧光素酶的前端作为报告质粒。选择pGreenII 0029 62-SK载体中Sac I和Xho I及pGreenII 0800-LUC载体中的Kpn I和Nco I作为插入目的片段的酶切位点，构建载体引物序列见表2中的IbPW1 0800F/IbPW10800R以及IbPPA-62-SKF/IbPPA-62-SKR，构建方法参考实施例2。
实施例7：拟南芥原生质体的制备及转化
1、拟南芥原生质体的制备步骤如下：
(1)配制酶解液于55℃水浴锅中预热。
(2)选择四周后抽苔前的野生型拟南芥叶片，将叶片下表皮撕掉后迅速放入酶解液中。
(3)25℃，50rpm避光振荡酶解50min，至叶肉细胞酶解完全，可在显微镜下观察原生质体的形态，当细胞较圆、透亮时状态比较好。
(4)用等体积的W5溶液稀释酶液，轻轻混匀，用清水洗干净75μm的尼龙网布，然后将其用W5溶液浸湿后过滤原生质体。
W5溶液的配制(100mL)：
(5)800rpm离心2min，尽量吸去上清，用1mL W5溶液重悬原生质体(重复此步骤三次)。
(6)将原生质体重悬于1mL W5溶液中，然后冰上放置30min备用。
2、拟南芥原生质体的转化步骤如下：
(1)2mL EP管中加入10～20μg的目的质粒(实施例6构建的IbPPA-pGreenII002962-SK重组质粒和PIbWD40-pGreenII 0800-LUC重组质粒)，加入100μL的拟南芥原生质体，轻轻混匀，加完后立即放冰上。
(2)加入110μL PEG/CaCl2，轻弹离心管使之混匀，室温孵育10min。
(3)在冰上加入220μL W5溶液，颠倒离心管使其混匀，冰上放置1min。
(4)再次向离心管加440μL W5溶液，轻轻颠倒，冰上放置1min。
(5)最后向离心管加880μL W5溶液，颠倒混匀，冰上放置1min。
(6)4℃800rpm离心3min，吸去上清。
(7)原生质体用500μL W5溶液重悬，22℃黑暗条件下培养16～20h。
实施例8：双荧光素酶报告系统的检测
使用Dual-Reporter Assay(Promega)检测LUC和REN两种荧光素酶活性，具体步骤如下：
(1)100μL 1×PLB裂解液的制备：20μL 5×Passive Lysis Buffer加水至100μL。10mL LAR II的制备：吸取10mL冰上融化的Luciferase Assay Buffer II加入到Luciferase Assay Substrate中，轻轻摇晃使之溶解(-20℃可放置一个月，–70℃可放置一年)。100μL Stop&Reagent的制备：吸取100μLStop&/>Buffer，加入2μL 50×Stop&Substrate，可稍微涡旋使其混匀(在-20℃可放置15d)。
(2)取实施例7转化后的拟南芥原生质体溶液，4℃，13200rpm离心90s，除去W5溶液。
(3)加入100μL 1×PLB裂解液，轻轻吹打混匀后转移至24孔板中，置于水平摇床，室温低速晃动15min。
(4)收集裂解液，转移至1.5mL离心管中，4℃13200rpm离心10min，取上清液60μL置冰上待测荧光素酶。
(5)避光条件下，在黑色的96孔酶标板中加入100μL LAR II，然后加入20μL细胞裂解液，用枪头轻轻混匀2～3次，避免产生气泡。
(6)放入酶标仪中检测LUC的酶活性，并记录数据。
(7)取出96孔板，在同一孔中加入100μL Stop&Reagent，用枪头轻轻混匀2～3次，整个操作过程要避免强光照射。
(8)放入酶标仪中检测REN的酶活性并记录数据。
(9)实验重复3次，取平均值，通过对比不同样品的LUC/REN的比值，检测转录因子对启动子的激活作用。
结果显示：IbPPA能够提高IbWD40启动子的活性(图2)，说明IbPPA能够促进IbWD40的表达。
实施例9：明确上游调控因子IbPPA的功能
构建了IbPPA与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白，对IbPPA的作用场所进行定位。将上游调控因子IbPPA的基因序列构建到亚细胞定位表达载体pCambia1300(上海联迈生物工程有限公司，货号LM1375)上，选择pCambia1300载体中BamHⅠ和HindⅡ作为目的片段插入的酶切位点，设计包含起始密码子不包含终止密码子的特定引物，合成引物序列见表2中的IbPPA-1300F/IbPPA-1300R，构建方法参考实施例2。然后将IbPPA-pCambia1300瞬时转化拟南芥原生质体后，利用激光共聚焦显微镜观察亚细胞定位情况，以pCambia1300-GFP(p1300GFP)作为阳性对照。空载中的GFP蛋白能够在拟南芥原生质体的各个结构中表达，IbPPA蛋白在细胞核中表达(图3)，表明IbPPA是一个典型的转录因子。
表2构建载体使用引物序列(下划线为酶切位点)
/>
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA在促进甘薯IbWD40转录因子表达中的应用；所述紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA的扩增引物为IbPPA-F：5'-ATGGTTCCACCTATTGAAACACCA-3'和IbPPA-R：5'-CTATCGCCTCAGGCTTTCCA-3'。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211111780.8A CN116041459B (zh) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211111780.8A CN116041459B (zh) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116041459A CN116041459A (zh) | 2023-05-02 |
| CN116041459B true CN116041459B (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=86122420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211111780.8A Active CN116041459B (zh) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116041459B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109306356A (zh) * | 2018-08-26 | 2019-02-05 | 四川农业大学 | TrPPA基因及其克隆、表达载体构建方法和应用 |
| CN114106130A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 广东省科学院南繁种业研究所 | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbJOX4及其应用 |
| CN114134158A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-04 | 广东省科学院南繁种业研究所 | 一种紫心甘薯IbDRM基因及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102007214A (zh) * | 2008-02-20 | 2011-04-06 | 塞瑞斯公司 | 赋予植物提高的氮利用效率特性的核苷酸序列和相应的多肽 |
-
2022
- 2022-09-13 CN CN202211111780.8A patent/CN116041459B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109306356A (zh) * | 2018-08-26 | 2019-02-05 | 四川农业大学 | TrPPA基因及其克隆、表达载体构建方法和应用 |
| CN114106130A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 广东省科学院南繁种业研究所 | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbJOX4及其应用 |
| CN114134158A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-04 | 广东省科学院南繁种业研究所 | 一种紫心甘薯IbDRM基因及其应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Genbank.PREDICTED: soluble inorganic pyrophosphatase 4-like isoform X4 [Ipomoea nil].Genbank.2016,XP_019164391.1. * |
| Genbank.soluble inorganic pyrophosphatase 4-like isoform X3 [Ipomoea triloba].Genbank.2019,XP_031126719.1. * |
| 杨少华等.紫心甘薯转录因子IbMYB1互作蛋白的筛选与验证.分子植物育种.2021,1-15. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116041459A (zh) | 2023-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140075593A1 (en) | Fluorescence activated cell sorting (facs) enrichment to generate plants | |
| CN114106130B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbJOX4及其应用 | |
| CN114133438B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbEIN3-2及其应用 | |
| CN114014918B (zh) | 上游调控因子IbEBF2及其在调控紫心甘薯IbbHLH2表达中的应用 | |
| CN101918560B (zh) | 在氮限制条件下具有改变的农学特性的植物以及涉及编码lnt2多肽及其同源物的基因的相关构建体和方法 | |
| CN114621333B (zh) | 甜瓜苦味物质葫芦素b的转运蛋白及其应用 | |
| CN114134158B (zh) | 一种紫心甘薯IbDRM基因及其应用 | |
| CN113929759B (zh) | 上游调控因子IbERF73及其在调控紫心甘薯IbWD40表达中的应用 | |
| CN113881688B (zh) | 上游调控因子IbERF1及其在调控紫心甘薯IbMYB1表达中的应用 | |
| CN114085276B (zh) | 上游调控因子IbERF10及其在调控紫心甘薯IbbHLH2表达中的应用 | |
| CN116041459B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPPA及其应用 | |
| CN114573672B (zh) | 西瓜苦味物质葫芦素e的转运蛋白及其应用 | |
| Best et al. | MSP1 encodes an essential RNA‐binding pentatricopeptide repeat factor required for nad1 maturation and complex I biogenesis in Arabidopsis mitochondria | |
| CN116102630B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPDC及其应用 | |
| CN116063430B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPGP19及其应用 | |
| CN116063429B (zh) | 一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbUR5GT及其应用 | |
| CN112702908B (zh) | 抗生物胁迫的水稻植株材料 | |
| CN114316005B (zh) | 上游调控因子IbWRKY1及其在调控紫心甘薯IbMYB1表达中的应用 | |
| CN114213514B (zh) | 上游调控因子IbSCF及其在调控紫心甘薯IbMYB1表达中的应用 | |
| CN114466928A (zh) | 淀粉核样结构 | |
| CN114891802B (zh) | OsDUF6基因及其编码蛋白在水稻耐盐性育种中的应用 | |
| CN117210490B (zh) | 一种调控苹果属植物自花结实的pchr基因及其应用 | |
| CN113136397B (zh) | 一种提高草原龙胆基因编辑效率的重组载体及其制备方法与应用 | |
| CN113980980A (zh) | 盐生草wrky耐盐基因及其筛选方法 | |
| CN117143905A (zh) | 梨转录因子PbrbZIP15与PbrXylA1基因启动子互作在调控果实可溶性糖积累中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |