近日,中国农业科学院生物技术研究所范云六院士指导的有关玉米胚特异性高表达启动子的研究结果被国际知名刊物《Plant Biotechnology Journal》接受发表。该文章以范云六院士和赵军研究员为通讯作者,以博士生柳小庆为第一作者。研究通过建立一个系统研究启动子的方法,获得了一些具有自主知识产权的特性良好的玉米胚特异性高表达启动子。
以玉米籽粒为生物反应器生产重组蛋白具有诸多优势,这些优势包括其具有真核生物的翻译后修饰系统、人和动物病菌污染的概率较低、相对高的蛋白含量以及低的生产成本。但是,一个限制因素就是目前用于驱动外源基因表达的组织特异性启动子的数量少,尤其是可用的且具有自主知识产权的胚特异性启动子非常有限。该研究基于基因芯片分析开展了全基因组水平、规模化鉴定玉米胚特异性高表达基因和启动子。该研究利用一套包括14种玉米不同组织及发育时期的芯片表达数据,鉴定出28个胚优先高表达的基因;并对这些基因的表达水平以及表达的组织特异性进一步用公共数据库UniGene 中的表达数据以及实时定量PCR进行了验证。最终以玉米胚特异性高表达基因globulin-1为参照基因,获得了表达量均比对照基因高的7个胚特异性基因,通过基因枪介导玉米幼胚瞬时表达系统以及在稳定的转基因玉米中均验证了这些候选基因启动子的启动强度和组织特异性。该研究鉴定获得了一些新颖的胚特异性强启动子,可用于玉米籽粒发育相关基因的功能和表达调控研究以及高水平表达重组蛋白的生物技术产品的研发。