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油棕EgPAL5启动子的功能解析:揭示其在植物生长与干旱适应中的调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 1.7
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本研究通过构建EgPAL5启动子驱动GUS报告基因的转基因植株,系统解析了油棕苯丙氨酸解氨酶基因(EgPAL5)的调控机制。研究人员发现该启动子含有响应木质素合成、渗透胁迫及激素信号的关键顺式元件,实验证实其活性受发育阶段(如幼叶和角果发育期)和干旱胁迫显著调控,并通过缺失定位锁定-1033至-651 bp的核心调控区。该研究为作物抗逆育种提供了新靶点。
油棕(Elaeis guineensis)作为全球重要油料作物,其基因组包含5个苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia lyase, PAL)基因家族成员。最新研究聚焦EgPAL5基因的启动子功能,通过构建2.3 kb 5'侧翼区驱动β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的转基因植株,结合生物信息学预测和实验验证,揭示了该启动子的多重调控特性。
计算机模拟分析(in silico)在启动子区鉴定出参与木质素单体生物合成、渗透胁迫响应和激素信号转导的关键顺式调控元件。正常生长条件下,报告系统检测到该启动子具有广谱活性,在幼苗和成株中普遍表达,其中扩展中的叶片和发育中的长角果呈现显著增强的GUS信号,暗示其受发育程序精细调控。
模拟干旱处理引发GUS活性急剧升高,证实启动子对水分胁迫的高度敏感性。更有趣的是,拟南芥转录因子AtMYB58的过表达可显著激活EgPAL5启动子,这为理解木质素合成通路中转录调控网络提供了新线索。通过系列缺失实验,最终将维持完整转录活性的关键区域精确定位于转录起始位点上游-1033至-651 bp区段。
这些发现共同描绘了EgPAL5启动子如何整合内源发育信号与外源环境刺激,动态调控苯丙烷类代谢通路的分子蓝图,为作物抗逆遗传改良提供了理论依据。
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