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油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,已有的研究发现BRs有70多种,其中在被子植物中发现的最具活性的两类BRs为BL和CS。研究表明BRs是通过位于细胞膜上的跨膜类受体蛋白激酶BRI1感知和传递信号,进而激活下游基因的表达,调控植物生长发育的整个过程。通过GUS染色发现拟南芥AtBRI1在根部、叶柄、叶片、茎、花等组织中表达很高。RT-PCR检测结果也发现AtBRI1在拟南芥的整个植物体内均广泛表达,但RT-PCR检测水稻的OsBRI1发现其在根部表达不明显。因此BRI1在水稻和拟南芥中的表达存在差异,这种差异是基因本身造成的,还是由于启动子区的差异引起的呢?为了探究其原因,我们以十字花科和禾本科物种为研究对象,首先对十字花科和禾本科BRI1基因序列进行比对,发现BRI1的编码基因比较保守;随后对其启动子区进行了分析,发现其启动子序列存在多样性。因此推测,启动子区的多态性可能导致了BRI1蛋白在水稻和拟南芥中表达的差异。为此,我们克隆了水稻OsBRI1基因启动子并转化拟南芥,比较其与AtBRI1启动子的表达模式差异,探究BRI1蛋白在水稻和拟南芥中表达差异的原因。试验获得主要结果如下:1.本试验首先对十字花科、禾本科植物BRI1编码基因及其启动子序列进行生物信息学分析,得到BRI1的编码序列在这两科间保守,而启动子序列存在多样性。2.利用PlantCARE和PLACE网站上分析OsBRI1启动子含有的顺式作用元件,发现该序列含有多个启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box,包含多种植物激素响应元件,如油菜素内酯响应元件、生长素响应元件、脱落酸响应元件及水杨酸响应元件;还包含多种植物逆境胁迫响应元件,如热激应答元件、干旱诱导相关的MYB结合位点及防卫和胁迫响应相关元件。同时还含有很多跟光响应相关的元件,如G-box、Sp1、GAG-motif等。3.使用PCR技术,根据已经公布的水稻日本晴基因序列,结合表达载体pCambia2300-GUS上的酶切位点,设计引物克隆得到水稻OsBRI1启动子,并成功将其与植物表达载体pCambia2300-GUS连接,转化,通过抗性筛选,得到转基因拟南芥。4.GUS染色表明,水稻OsBRI1启动子具有驱动GUS基因在拟南芥中广泛表达的活性。与已报道的拟南芥AtBRI1启动子在拟南芥上的表达模式没有明显差异,只是在根部没有AtBRI1启动子的表达量高,推测可能由于某些顺式作用元件来调控基因表达量的高低。