馬鈴薯StCYP707As基因的克隆與功能分析.pdf

1、馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）是僅次于水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。馬鈴薯塊莖是其繁殖、儲藏和產品器官。研究馬鈴薯塊莖形成的調控機制，不僅具有理論價值，而且對馬鈴薯的產量提高具有一定的指導意義。馬鈴薯塊莖發(fā)育是一個復雜的生物學過程，并受內源以及外界因素的共同調控。外部因素包括光照、溫度、氮水平等;內部因素包括光敏色素、轉錄因子、植物激素等。CO（CONSTANS）是植物開花誘導反應中起關鍵作用的轉錄因子。最近，我

2、們的研究發(fā)現(xiàn)，在StCOL反義抑制轉基因馬鈴薯植株中，StCYP707A基因，ABA的分解中關鍵酶——8'-羥化酶(8'-hydoxylase)基因，受到StCOL的調控。為了揭示StCYP707A基因在馬鈴薯塊莖形成中的作用，本文從馬鈴薯克隆了StCYP707A1，StCYP707A2和StCYP707A3基因，并通過構建StCYP707A1過表達和反義抑制轉基因植株，初步分析了StCYP707A1對塊莖形成的作用。主要研究結果如下:

3、
　　1)采用RT-PCR從栽培品種馬鈴薯“Désirée”中克隆了StCYP707A1，該基因由6個內含子和7個外顯子構成，StCYP707A1cDNA序列含有一個全長為1407bp的開放閱讀框，編碼一個由469個氨基酸殘基構成，分子量為53417.2Da，理論等電點為8.90的蛋白。StCYP707A1含有細胞色素P450半胱氨酸亞鐵血紅素配體，符合P450單加氧酶家族特征。StCYP707A1與其他同源蛋白氨基酸序列比對結果

4、表明StCYP707A1和與AtCYP707A2在同一簇上。組織表達分析顯示，StCYP707A1在未處理的栽培種馬鈴薯根，莖和葉中均有表達，但是葉中的表達量最高。同時該基因受低溫、干旱、高鹽、真菌及SA誘導表達。
　　2)使用pCAMBIA1304載體，構建了StCYP707A1基因的過表達和反義抑制載體1304-StCYP707A1、1304-StCYP707A1-F，通過農桿菌浸染法轉化馬鈴薯，經PCR檢測獲得了過表達植株4

5、株，反義抑制轉基因植株9株，塊莖產量分析顯示，過表達轉基因植株產量與對照相比有明顯增加，而反義抑制轉基因植株則比野生對照植株產量低。轉基因株植塊莖淀粉含量方面，過表達植株均高于野生對照組，反義抑制植株均低于對照植株，且差異顯著。而總蛋白含量方面則差異不顯著。
　　3)采用RT-PCR從栽培品種馬鈴薯“Désirée”中克隆了StCYP707A2，StCYP707A2基因ORF為1425bp，編碼一個由475個氨基酸殘基組成的蛋白，

6、蛋白分子量為54271.9Da，理論等電點為9.31;StCYP707A2含有細胞色素P450半胱氨酸亞鐵血紅素配體，符合P450單加氧酶家族特征。StCYP707A2與其他同源蛋白氨基酸序列比對結果表明，StCYP707A2與S1CYP707A1關系較近。組織表達分析顯示，StCYP707A2在葉中表達表達量最高，在莖中表達量較弱，在根中幾乎檢測不到，該基因受低溫、干旱、高鹽、真菌及SA誘導表達。
　　4)采用RT-PCR從栽培

7、品種馬鈴薯“Désirée”中克隆了StCYP707A3，StCYP707A3的開放閱讀框為1329bp，含有5個內含子，6個外顯子，編碼一個由443個氨基酸殘基組成，蛋白分子量為50524.0Da，理論等電點為8.95的蛋白。StCYP707A3含有細胞色素P450半胱氨酸亞鐵血紅素配體，屬于P450單加氧酶家族。StCYP707A3與其他同源蛋白氨基酸序列比對結果表明StCYP707A3與AtCYP707A2在同一簇上。組織表達分析