建構雙重誘導之植物基因表現系統

Abstract

本實驗利用Dexamethasone（DEX）誘導之pINDEX系統結合Salicylic acid（SA）誘導之PR-1a啟動子，並分別以luciferase（luc）及barnase基因為目標基因，期望建立一有效之雙重調控系統，應用於基因轉殖植物。實驗中，首先建構兩個系統共六個構築：（一）pINLUC系統：可分為受DEX誘導之單一調控系統pI2LUC、pI3LUC及受SA與DEX誘導之雙重調控系統pI4PRLUC。（二）pINbar系統：可分為受DEX誘導之單一調控系統pI2bar、pI3bar及受SA與DEX誘導之雙重調控系統pI4PRbar。以農桿菌轉殖法在菸草、阿拉伯芥（雙子葉植物）或水稻（單子葉植物）中創造出各系統之轉殖系，並利用菸草各轉殖系之葉片及癒傷組織進行誘導與檢測。單一調控系統以不同濃度的DEX誘導。pI2LUC菸草葉片經誘導並以in vivo及in vitro冷光酶詴驗後，當DEX濃度為0.1、1與10 μM時發現冷光酶有表現（相對於未誘導處理組），但冷光酶之RLU（relative light units）值並未有明顯倍數差異。而pI2bar菸草癒傷組織以DEX誘導後，並未有明顯死亡性狀出現。雙重調控系統則以不同濃度的SA及DEX組合誘導之。pI4PRLUC菸草葉片經誘導並以in vivo及in vitro冷光酶詴驗後，當SA濃度為1、3與5 mM及DEX濃度為1、10與100 μM時發現冷光酶有表現。但在未加SA只加DEX的處理也有些微冷光酶的表現。pI4PRbar菸草癒傷組織經誘導後，當SA濃度為1 mM及DEX濃度為1、10與100 μM時，癒傷組織皆有出現褐化且死亡性狀。本實驗結果證明DEX之誘導及SA與DEX之雙重誘導可有效使轉基因植物表現目標基因。但尚未確定最適當的誘導濃度條件。因此，未來研究方向為：增加不同之誘導劑濃度組合，以增強此調控系統在植物功能基因的利用性。或是選擇不同的可誘導啟動子，例如：組織專一性啟動子等，也可替換不同的目標基因，創造出不同的植物基因調控系統。