《內含子中啟動子元件調控菜豆PvSR2基因轉錄的機制》是依託首都師範大學，由祁曉廷擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：內含子中啟動子元件調控菜豆PvSR2基因轉錄的機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：祁曉廷
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
內含子中啟動子(intronic promoter)是內含子調控基因轉錄的重要元件，在基因表達多樣性方面發揮著重要作用。植物內含子中啟動子研究還處於初級階段，僅在幾個基因（包括我們報導的菜豆PvSR2基因）內含子中發現啟動子，這些啟動子調控基因轉錄的機制還不清楚。近期工作表明PvSR2內含子中啟動子產生一個在莖、葉特異表達的轉錄本，賦予PvSR2器官特異表達模式。該轉錄本編碼一個能與上游啟動子結合併激活PvSR2表達的轉錄因子NP2，形成一個自調控環路。在此基礎上，本項目綜合套用細胞、分子和遺傳學技術，解析NP2識別的啟動子元件，篩選NP2互作的PvSR2轉錄調控因子，鑑定內含子中啟動子器官特異回響區段及其結合轉錄因子。通過這些研究最終闡明內含子中啟動子調控PvSR2轉錄兩種方式（自調控環路和器官特異表達）的分子機制。研究結果對揭示內含子中啟動子調控植物基因轉錄方式及其機制具有一定意義。
結題摘要
PvSR2基因是從法國菜豆分離到的重金屬（包括鎘）應答的基因，異源表達該基因能夠提高轉基因菸草鎘抗性。項目主要關注內含子中啟動子調控菜豆PvSR2基因鎘應答的機制，揭示了一個新穎的基因表達調控方式---內含子中啟動子反式激活宿主基因表達，對深入了解內含子啟動子介導宿主基因的表達調控機制具有一定理論意義。取得如下結果： 1.PvSR2內含子中啟動子，驅動產生一個短的PvSR2轉錄本(S-PvSR2)。S-PvSR2編碼一個金屬回響元件(metal-responsive element, MRE)結合轉錄因子PvMTF-1。PvMTF-1在mRNA水平和蛋白質水平應答鎘脅迫。同時，它還是一個鎘抗性的轉錄因子，因為PvMTF-1通過直接調控色氨酸合成相關基因ASA2表達提高菸草Cd抗性。 2. PvMTF-1也可以特異結合PvSR2基因上游啟動子中MRE,並激活PvSR2基因表達，構成一個自調控環路。 3.菜豆乙烯回響因子家族成員PvERF15能夠識別內含子中啟動子富含AC的元件（ACE）調控PvMTF-1應答鎘脅迫。 此外， 因為課題組關心植物應答鎘和熱逆境脅迫基因表達調控機制，還在擬南芥熱激轉錄因子HsfA2的可變剪接和剪接因子SR34b參與鎘脅迫應答方面展開了拓展性工作: (1)研究發現熱誘導的可變剪接可以調控HsfA2表達; (2)SR34b通過調控鐵轉運蛋白質IRT1基因的表達模式和mRNA穩定性應答鎘脅迫。 以上研究結果已發表SCI收錄研究論文4篇,其中植物學著名期刊Plant Physiology 2篇(其中1篇為ESI高被引前3%), 培養畢業碩士研究生6人。 發表論文如下： ① Sun et al., Plant Physiology 167 (2015): 1136-1148. ② Yang et al., BBRC 463(2015): 1097-1101. ③ Zhang et al., BBRC 455(2014): 312-317. ④ Liu et al., Plant Physiology 162(2013): 512-521.（ESI top 3%）
