窄冠型楊樹(shù)分枝相關(guān)基因PopTAC、PopLAXY的克隆及功能分析.pdf

樹(shù)木冠型的可塑性使其能夠在各種環(huán)境中最大限度的接收光照，分枝角度是樹(shù)木冠型形成的關(guān)鍵因素，然而，對(duì)樹(shù)木分枝角度分子層面的研究較少。本研究以窄冠白楊1號(hào)和窄冠黑楊11號(hào)為試料，根據(jù)Genebank上登錄的POPTR0014s09820g、POPTR_0001s13570基因，從窄冠白楊1號(hào)和窄冠黑楊11號(hào)中克隆得到PopTAC、PopLAXY基因，對(duì)其進(jìn)行表達(dá)量分析，從窄冠黑楊11號(hào)中克隆得到ProTAC、ProLAXY啟動(dòng)子，構(gòu)建PopTAC、PopLAXY超表達(dá)載體及ProTAC、ProLAXY與GUS融合表達(dá)載體，并將其轉(zhuǎn)化到歐美楊107中，進(jìn)行基因功能的研究，同時(shí)進(jìn)行GUS染色，分析ProTAC、ProLAXY啟動(dòng)子的組織表達(dá)模式，得到如下主要結(jié)論:
　　1.利用RT-PCR方法，從窄冠白楊1號(hào)葉片及窄冠黑楊11號(hào)莖的cDNA中克隆獲得PopTAC與PopLAXY基因，PopTAC基因的開(kāi)放閱讀框(ORF)長(zhǎng)807 bp，編碼269氨基酸，PopLAXY基因的開(kāi)放閱讀框（ORF）長(zhǎng)1173 bp，編碼391氨基酸。
　　2.以窄冠黑楊11號(hào)和中林2025為試材，利用qRT-PCR分析在葉片、莖、腋芽、根不同器官中PopTAC、PopLAXY基因的表達(dá)量。結(jié)果顯示，PopTAC基因在窄冠黑楊11號(hào)的表達(dá)量由高到低為:葉＞莖＞腋芽，根中沒(méi)有表達(dá)，在中林2025中的表達(dá)量為:莖＞葉、根＞腋芽;PopLAXY基因在窄冠黑楊11號(hào)的表達(dá)量由高到低為:莖＞腋芽＞葉、根，葉與根中幾乎沒(méi)有表達(dá);在中林2025中的表達(dá)量為:莖＞腋芽＞葉、根，在根與葉中幾乎不表達(dá)。這表明PopTAC、PopLAXY特異性表達(dá)的位置不同，可能參與調(diào)控的方式也不同。
　　3.以pBI121為表達(dá)載體，構(gòu)建了35S∷PopTAC、35S∷PopLAXY超表達(dá)載體，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法侵染葉片，將過(guò)量表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到歐美楊107中。經(jīng)PCR以及qRT-PCR檢測(cè)，最終獲得了3株35S∷PopTAC轉(zhuǎn)化植株，表達(dá)量分別是野生型的1960倍、209倍、19倍;獲得1株35S∷PopLAXY轉(zhuǎn)化植株，表達(dá)量是野生型植株的31倍。
　　4.以窄冠黑楊11號(hào)葉片為材料，在其基因組DNA中克隆得到PopTAC、PopLAXY的啟動(dòng)子，長(zhǎng)度分別為1245 bp和1214bp，分別命名為ProTAC、ProLAXY。
　　5.將ProTAC、ProLAXY啟動(dòng)子片段置換pBI121載體的CaMV35S啟動(dòng)子，構(gòu)建植物表達(dá)載體ProTAC∷GUS和ProLAXY∷GUS，并將其轉(zhuǎn)化歐美楊107，獲得楊樹(shù)轉(zhuǎn)化植株，經(jīng)GUS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，ProTAC∷GUS轉(zhuǎn)化葉片在邊緣位置呈藍(lán)色，ProLAXY∷GUS轉(zhuǎn)化葉片在主脈中呈藍(lán)色，顏色較淺，說(shuō)明ProTAC在葉片邊緣表達(dá)，ProLAXY基因在葉脈中特異性表達(dá)，由此說(shuō)明，PopTAC、PopLAXY啟動(dòng)子在組織中的特異性表達(dá)有所差異。ProTAC∷GUS和ProLAXY∷GUS在莖、葉柄、根等不同組織的特異性表達(dá)結(jié)果有待進(jìn)一步檢測(cè)。