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水曲柳CUC1基因克隆及瞬时表达分析

作  者:
崔靖弘;于磊;梁楠松;宋婷婷;吕义品;纪欣童;徐亮;赵福江;詹亚光
单  位:
东北林业大学东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室;吉林省临江林业局
关键词:
水曲柳;FmCUC1基因;生物信息学分析;瞬时转化;表达模式分析
摘  要:
[目的]本研究克隆了水曲柳(Fraxinus mandshurica?Rupr.)CUC1基因,分析其表达特性,为该基因在水曲柳再生的调控研究中奠定基础.[方法]从水曲柳苗克隆FmCUC1基因,利用生物信息学软件分析Fm-CUC1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因转入洋葱内表皮细胞进行亚细胞定位,通过实时荧光定量分析FmCUC1基因在根、茎、叶、顶芽的组织表达特异性及FmCUC1基因在下胚轴芽再生与种子萌发过程中的差异表达;同时对水曲柳幼苗喷施IAA、6-BA、BR激素处理,分析FmCUC1基因在不同激素信号诱导下的表达模式;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因瞬时转化水曲柳72?h后,分析其通路相关基因表达情况.[结果]克隆得到FmCUC1基因全长807?bp,编码269个氨基酸,FmCUC1为稳定疏水蛋白,含有保守的NAC-domain蛋白结构域;FmCUC1蛋白与同科的木犀榄蛋白序列相似性为86.17%,亲缘关系较近;FmCUC1蛋白定位于细胞核上.qRT-PCR分析表明:FmCUC1基因在水曲柳的顶芽中表达量最高;在下胚轴芽再生过程中,FmCUC1基因在芽点产生与丛枝形成期均高表达;在水曲柳种子萌发过程中,FmCUC1基因分别在第4天和第8天分别达到两个峰值,为第0天的8.56倍和8.46倍.外源喷施IAA、6-BA、BR激素处理结果显示,FmCUC1基因表达量与对照相比均呈现上调表达,在IAA、BR处理72?h后均达到最高值,分别为对照的45.72倍和20.36倍;在6-BA处理48?h达到峰值,为对照59.40倍.利用农杆菌介导水曲柳FmCUC1基因瞬时过表达72?h后,该基因表达量显著上调,且其下游STM基因的表达量也明显上升.[结论]FmCUC1基因属于NAC家族转录因子,参与水曲柳芽再生过程,响应了IAA、6-BA、BR植物激素信号诱导,过表达FmCUC1基因可激活其下游STM基因的表达,进而有利于顶端分生组织的形成;为进一步研究CUC1基因在水曲柳芽再生过程中的作用机制奠定基础,也为今后水曲柳转基因工作提供新思路.
译  名:
Cloning and Transient Expression Analysis of CUC1 Gene from Fraxinus mandshurica Rupr.

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