大豆DELLA基因GmGAI1a參與赤霉素信號傳導途徑的功能分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、赤霉素(Gibberellin)是一種高效能的廣譜植物生長調節(jié)劑,影響幾乎所有高等植物的生長發(fā)育的全過程,包括種子的萌發(fā),下胚軸的伸長,莖的伸長,花的形成以及種子的發(fā)育,具有重要的生物學功能。DELLA基因是赤霉素信號途徑中重要的轉錄因子,屬于GRAS家族,負向調節(jié)GA信號途徑,并抑制植物生長發(fā)育。此外,DELLA蛋白可能是植物對多種激素信號和外界環(huán)境信號系統(tǒng)的整合因子,對受DELLA調節(jié)的基因的啟動子序列分析表明,它們不具有保守的順式

2、反應元件,這也印證了DELLA通過與不同的轉錄因子作用,調控諸多的下游基因。大豆是重要的糧食作物和油料作物,生長發(fā)育進程嚴重影響著大豆的品質和產量,因此研究大豆DELLA蛋白在GA信號傳導中的作用,以及它們調控大豆的生長發(fā)育的分子機制非常重要。
   本研究通過利用生物信息學手段分析了實驗室已克隆的大豆DELLA基因(GmGAI1a),用實時定量PCR的方法研究了大豆GmGAI1a基因的組織特異性表達模式,對GmGAI1a基因過

3、表達煙草進行了表型分析,利用農桿菌介導花序侵染法獲得GmGAI1a基因過表達擬南芥并進行表型分析,探討了大豆GmGAI1a基因在植物中的功能,主要結果如下:
   1、克隆的大豆GmGAI1a基因, cDNA長度為1656bp,無內含子,編碼523個氨基酸。對大豆基因組GmGAI同源基因進行序列比對表明:GmGAI1a與Glyma04921340、Glyma06923940、Glyma08910140、Glyma10933380

4、、Glymal lg33720和Glyma18904500的同源率分別為50.7%、50.8%、93.6%、51.1%、65.4%、66.2%。與擬南芥、水稻、大麥、小麥、豌豆等不同物種中的DELLA蛋白進行比對及進化分析表明,GmGAI基因與雙子葉植物的GAI基因進化距離非常相近,與大多數(shù)單子葉植物距離都比較遠,并且GmGAI7個拷貝都有與之最近的其他物種。
   2、Real-time RT-PCR分析表明:GmGAI1a在

5、大豆的葉、花、根、莖和三出復葉、胚、豆莢中為組成型表達,并且GmGAI1a在胚組織中表達最高;Real-time RT-PCR的分析表明,赤霉素處理大豆抑制了大豆GmGAI1a的表達。
   3、PCR檢測獲得了轉GmGAI1a基因T2代轉基因植株15株,對轉基因擬南芥進行表型分析,結果表明:與對照植株相比,轉基因植株根較短,萌發(fā)較慢,極度矮化,結莢數(shù)較少,開花較晚;對轉基因材料分別施加PAC和ABA,結果表明過表達植株對PAC

6、和ABA的敏感性變強;對擬南芥植株進行赤霉素處理,結果表明:GmGAI1a過表達擬南芥降低了赤霉素對植株生長的促進作用,表明GmGAI1a抑制GA信號轉導。
   4、PCR鑒定獲得T3代轉基因煙草,對其進行表型分析表明,與非轉基因植株相比,過表達的轉基因植株較矮,開花較晚,且時間較短,節(jié)數(shù)較少。
   5、RT-PCR分析表明,轉基因植株中的expassion表達量降低;赤霉素處理轉基因擬南芥和轉基因煙草中均可抑制GA

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