报告基因(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因,是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因,或与其它目的基因相融合,在调控序列控制下进行表达,从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控,筛选得到转化体。

作为报告基因,在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件:(1)已被和全序列已测定;(2)表达产物在受体细胞中不存在,即无背景,在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物;(3)其表达产物能进行定量测定。

在植物基因工程研究领域,已使用的报告基因主要有以下几种:

胭脂碱合成酶基因(nos)、章鱼碱合成酶基因(ocs)

nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(Agrobacterium tumfaciens)的Ti质粒特有的,对Ti质粒进行改造,用相应的致瘤农杆菌转化植物体时,如果外源基因转入植物体中,则这两种报告基因在植物根茎叶中均能表达,不受发育调控,检测时直接用转化体提取液进行纸电泳,染色后在紫外光下观察荧光即可。

新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)

nptⅡ、cat及庆大霉素转移酶基因,均为抗生素筛选基因,相关的酶可以对底物进行修饰(磷酸化、乙酰化等),从而使这些抗生素失去对植物生长的抑制作用,使得含有这些抗性基因的转化体能在含这些抗生素的筛选培养基上正常生长,也可以用转化体提取液体,外用同位素标记,放射自显影筛选转化体。氯霉素乙酰转移酶基因测时可通过放射自显影观察。

荧光素酶基因(luciferase Gene)

1985年从北美荧火虫和叩头虫cDNA 文库中出来的,该酶在有ATP、Mg2+、O2和荧光素存在下发出荧光,这样就可用植物整株或部分直接用X-光片或专门仪器进行检测。具有检测速度快、灵敏度比cat基因高30~1000倍、费用低、不需使用放射性同位素等优点,得到了广泛的采用。

β-D-葡萄糖苷酶基因

该酶催化底物形成β-D-葡萄糖苷酸,它在植物体中几乎无背景,组织化学检测很稳定,可用分光光谱 、荧光等进行检测。

除此之外还有庆大霉素转移酶基因等

在动物基因表达调控的研究中,已使用的报告基因主要有以下几种:

绿色荧光蛋白(gfp)基因等。

绿色荧光蛋白来源于海洋生物水母,其基因可在异源组织中表达并产生荧光,GFP Cdnad 开放阅读框架长度约740bp,编码238个氨基酸残基,其肽链内部第65-67位丝氨酸-脱氢酪氨酸-甘氨酸通过自身环化和氧化形成一个发色基因,在长紫外波长或蓝光照射下发出绿色荧光。转染后的细胞可在荧光显微镜或流式细胞仪(FACS)中直接观察基因的表达。

此外还有β-半乳糖苷酶基因、二氢叶酸还原酶基因、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)等。