窄冠型楊樹分枝相關基因PopTAC、PopLAXY的克隆及功能分析.pdf

樹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，分枝角度是樹木冠型形成的關鍵因素，然而，對樹木分枝角度分子層面的研究較少。本研究以窄冠白楊1號和窄冠黑楊11號為試料，根據Genebank上登錄的POPTR0014s09820g、POPTR_0001s13570基因，從窄冠白楊1號和窄冠黑楊11號中克隆得到PopTAC、PopLAXY基因，對其進行表達量分析，從窄冠黑楊11號中克隆得到ProTAC、ProLAXY啟動子，構建PopTAC、PopLAXY超表達載體及ProTAC、ProLAXY與GUS融合表達載體，并將其轉化到歐美楊107中，進行基因功能的研究，同時進行GUS染色，分析ProTAC、ProLAXY啟動子的組織表達模式，得到如下主要結論:
　　1.利用RT-PCR方法，從窄冠白楊1號葉片及窄冠黑楊11號莖的cDNA中克隆獲得PopTAC與PopLAXY基因，PopTAC基因的開放閱讀框(ORF)長807 bp，編碼269氨基酸，PopLAXY基因的開放閱讀框（ORF）長1173 bp，編碼391氨基酸。
　　2.以窄冠黑楊11號和中林2025為試材，利用qRT-PCR分析在葉片、莖、腋芽、根不同器官中PopTAC、PopLAXY基因的表達量。結果顯示，PopTAC基因在窄冠黑楊11號的表達量由高到低為:葉＞莖＞腋芽，根中沒有表達，在中林2025中的表達量為:莖＞葉、根＞腋芽;PopLAXY基因在窄冠黑楊11號的表達量由高到低為:莖＞腋芽＞葉、根，葉與根中幾乎沒有表達;在中林2025中的表達量為:莖＞腋芽＞葉、根，在根與葉中幾乎不表達。這表明PopTAC、PopLAXY特異性表達的位置不同，可能參與調控的方式也不同。
　　3.以pBI121為表達載體，構建了35S∷PopTAC、35S∷PopLAXY超表達載體，在此基礎上，通過農桿菌介導的葉盤法侵染葉片，將過量表達載體轉化到歐美楊107中。經PCR以及qRT-PCR檢測，最終獲得了3株35S∷PopTAC轉化植株，表達量分別是野生型的1960倍、209倍、19倍;獲得1株35S∷PopLAXY轉化植株，表達量是野生型植株的31倍。
　　4.以窄冠黑楊11號葉片為材料，在其基因組DNA中克隆得到PopTAC、PopLAXY的啟動子，長度分別為1245 bp和1214bp，分別命名為ProTAC、ProLAXY。
　　5.將ProTAC、ProLAXY啟動子片段置換pBI121載體的CaMV35S啟動子，構建植物表達載體ProTAC∷GUS和ProLAXY∷GUS，并將其轉化歐美楊107，獲得楊樹轉化植株，經GUS檢測發(fā)現(xiàn)，ProTAC∷GUS轉化葉片在邊緣位置呈藍色，ProLAXY∷GUS轉化葉片在主脈中呈藍色，顏色較淺，說明ProTAC在葉片邊緣表達，ProLAXY基因在葉脈中特異性表達，由此說明，PopTAC、PopLAXY啟動子在組織中的特異性表達有所差異。ProTAC∷GUS和ProLAXY∷GUS在莖、葉柄、根等不同組織的特異性表達結果有待進一步檢測。