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植物转基因工程是作物遗传改良的重要手段与策略之一,启动子的灵活应用可以为外源基因的高效、特异性表达提供有效工具。人们利用不同类型的启动子驱动下游目的基因的表达,达到高效、稳定表达的目的。本研究以蓖麻油酸合成关键基因RCPZDAT1-2基因启动子为研究对象,探究RcPDAT1-2的表达调控机制,以通蓖5号蓖麻品种为材料,分析RcPDAT1-2基因,克隆RcPDAT1-2启动子全长和缺失序列,通过拟南芥转化验证功能,分析RcPDAT1-2启动子活性。实验结果如下:通过生物信息学分析RcPDAT1-2基因,结果表明:RcPDAT1-2基因共编码660个氨基酸,所编码的蛋白质无信号肽,为非分泌蛋白,存在跨膜结构域,含有2个LCAT结构域。RcPDAT1-2基因启动子顺式作用元件预测分析显示,启动子序列包含除了核心元件TATA-box和CAAT-box,还含有多个光响应元件、激素响应元件、逆境胁迫诱导响应元件以及MYB转录因子的结合位点等;RcPDA T1-2启动子全长的活性验证实验结果表明:成功克隆并构建RcPDAT1-2基因启动子全长表达载体pCAMBIA1303-PDAT1-2(1),转化农秆菌菌株GV3101,进行洋葱表皮细胞瞬时表达分析,RcPDA T1-2启动子可以启动GFP基因在细胞膜和细胞核中表达,启动强度略高于CaMV35S启动子,RcPDAT1-2启动子具有启动活性。克隆RcPDAT1-2启动子缺失序列和拟南芥遗传转化实验结果表明:成功克隆7个启动子缺失序列,包括5个5’缺失,1个3’缺失序列和1个5’、3’共缺失序列;成功构建7个RcPDAT1-2启动子缺失表达载体;以拟南芥为宿主材料,通过拟南芥遗传转化检测缺失启动子活性,获得T3代拟南芥转基因植株。对T3代转基因拟南芥的幼苗、花和果荚进行GUS染色分析,除RcPDAT1-2(5)和RcPDAT1-2(8)启动子外,其它不同长度的RcPD471-2启动子都具有启动下游基因表达的活性,在RcPDAT1-2(5)和RcPDAT1-2(8)启动子中可能含有负调控元件,需进一步分析验证。RcPDAT1-2启动子中干旱和低温响应元件验证实验结果表明:不同长度启动子其转基因植株的GUS酶活性不同,处理不同时间,转基因植株GUS酶活性也有所不同;MBS干旱响应元件的活性验证中,在GUS染色分析中,没有产生蓝色沉淀的RcPDAT1-2(8),在干旱诱导条件下的GUS酶活性高于其它启动子酶活性,RcPDAT1-2(8)启动子受干旱胁迫的影响;RcPDAT1-2(1)、RcPDAT1-2(2)、RcPDAT1-2(3)和RcPDAT1-2(8)启动子在不同处理时间出现了相同的变化趋势,先升高再降低再升高的趋势,且都在48 h GUS酶活性达到最高,启动子受MBS干旱响应元件的影响;对含LTR低温响应元件的RcPDAT1-2(1)、RcPDAT1-2(2)、RcPDAT1-2(3)、RcPDAT1-2(4)和 RcPDAT1-2(5)启动子进行4℃低温处理,在未诱导的GUS染色分析中,RcPDAT1-2(5)没有产生蓝色沉淀,经诱导后RcPDAT1-2(5)的GUS酶活性达到最高,RcPDAT1-2(5)启动子受低温胁迫的影响;转基因植株GUS酶活性在五个启动子中不同处理时间出现了不同的变化趋势,但均在4℃低温处理24h后出现GUS酶活性的升高,启动子受LTR低温响应元件的影响,且其GCUS酶活性还会随着处理时间的变化而不同。