自1995年首个复合性状转化体获得商业化批准以来,通过杂交或载体聚合而开发的多基因复合性状转化体逐渐成为转基因作物开发的重要趋势。基因的载体聚合需要多种类型的调控元件,双向启动子具有降低载体大小、避免同源片段发生沉默的优势,因此是多基因聚合的优选元件。最近,陶氏益农公司就在油菜中发现了一个新的双向启动子EPSPS-A。
EPSPS(5-烯醇丙酮酰-3-磷酸转移酶)是生物体内芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸)生物合成途径中的关键酶。这些芳香族氨基酸是构建细胞蛋白最基本的氨基酸,在这一生物合成途径中,EPSPS酶催化莽草酸-3-磷酸转变为3-烯醇式丙酮酸莽草酸-5-磷酸。植物中的EPSPS是除草剂草甘膦的作用位点,抗除草剂作物就是因转入对草甘膦不敏感的II型EPSPS,从而保证了芳香族氨基酸的顺利合成。陶氏益农的研究人员发现,油菜中的EPSPS-A基因就被一个双向启动子驱动。通过两个报告基因gfp和gusA分别构建在启动子的上下游两端并转化到大豆中进行测试,结果表明EPSPS-A启动子两端都具有驱动效应,但是对下游基因的驱动力更强。此外,在启动子上游的基因在叶脉中表达极高,而在下游的基因在整个叶片中表达都很高。