荷葉鐵線蕨PIN基因的克隆和表達分析.pdf

1、生長素在植物許多生長發(fā)育過程中扮演著重要角色，如頂端優(yōu)勢、花序和葉序的發(fā)育、胚的發(fā)育等，這些過程都依賴生長素濃度梯度的建立。PIN基因編碼生長素運輸載體蛋白，能夠在植物的花器官形成中發(fā)揮重要作用。本研究以無配子生殖和有性生殖的荷葉鐵線蕨為原材料，分離出與生殖器官發(fā)育有關(guān)的PIN基因，并對這些基因進行表達分析，以期從分子水平上揭示與蕨類植物無配子生殖相關(guān)的基因，為通過基因工程對研究荷葉鐵線蕨的發(fā)育調(diào)控奠定理論基礎(chǔ)。主要研究成果:
　

2、　1.荷葉鐵線蕨PIN基因的克隆及生物信息學(xué)分析。利用荷葉鐵線蕨轉(zhuǎn)錄組庫中的基因片段信息，篩選無配子生殖庫中注釋基因差異表達較為明顯的PIN基因，根據(jù)PIN基因的保守序列設(shè)計引物，利用TAIL-PCR技術(shù)最終從荷葉鐵線蕨中分離到兩個PIN基因，命名為ArsPIN1和ArsPIN2。ArsPN1基因全長cDNA為2440 bp，ORF區(qū)長2052 bp，編碼683個氨基酸;ArsPIN2基因全長cDNA為2033 bp，ORF區(qū)長1923

3、 bp，編碼640個氨基酸。對荷葉鐵線蕨兩個PIN基因的蛋白結(jié)構(gòu)分析表明，它們都是不穩(wěn)定的疏水蛋白，且蛋白的亞細胞主要定位于細胞質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。Blast比對發(fā)現(xiàn)兩個基因與多種植物的PIN基因具有高度同源性，兩端都各有一個完整的膜蛋白結(jié)構(gòu)功能域，且均為疏水區(qū)段，中間區(qū)域為親水區(qū)段。每個疏水區(qū)段均有幾次跨膜折疊，此結(jié)構(gòu)特點與其所行使的跨膜運輸功能一致。
　　2.荷葉鐵線蕨PIN基因的時空表達檢測。通過實時熒光定量技術(shù)分析PIN基因在

4、荷葉鐵線蕨配子體和孢子體中的表達情況，結(jié)果表明:在有性生殖中，有性器官分化的配子體時期PIN基因的表達量最高，說明PIN基因在荷葉鐵線蕨的性器官發(fā)育中起著重要的作用;在無配子生殖中，PIN基因在孢子體中的表達量都顯著低于配子體中的表達量，推測荷葉鐵線蕨的無配子生殖可能與PIN基因從配子體到孢子體的表達下調(diào)有某種關(guān)系。
　　3.荷葉鐵線蕨PIN基因的遺傳轉(zhuǎn)化分析。成功構(gòu)建荷葉鐵線蕨PIN基因的過量表達載體pCAMBIA2300-Ar