菌根誘導(dǎo)的柑橘Papain家族基因的挖掘及表達特性分析.pdf

1、柑橘根毛稀少，主要通過與叢枝菌根真菌(AMF，arbuscular mycorrhizal fungis)形成共生來吸收營養(yǎng)。叢枝菌根真菌不僅可以幫助柑橘根系吸收養(yǎng)分，還可以增強其抵抗生物與非生物脅迫的能力，因此開展柑橘菌根共生方面的研究意義重大。目前對柑橘菌根的研究主要停留在生理水平，柑橘與菌根互作在分子水平的研究鮮有報道。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)5個柑橘木瓜蛋白酶（Papain）基因受到菌根的誘導(dǎo)表達，暗示該類基因與菌根共生有關(guān)?；诖?/p>

2、，本研究首先通過進化分析篩選關(guān)鍵的柑橘Papain基因，然后利用苜蓿模式系統(tǒng)分析了這些基因在菌根形成和發(fā)育過程中的時空表達、蛋白質(zhì)的亞細胞定位以及基因功能，主要結(jié)果如下:
　　通過Papain基因的系統(tǒng)進化分析，我們發(fā)現(xiàn)4個柑橘基因（PtrCP1、PtrCP2、PtrCP4、PtrCP5）、9個苜?；蚝?個水稻基因聚集在一個不含非菌根植物（擬南芥）基因的進化枝，且該進化枝的全部柑橘、苜?；蚓艿絽仓膹娏艺T導(dǎo);柑橘Papa

3、in基因PtrCP3則存在于另一個獨立分支。
　　通過qRT-PCR檢測表明，PtrCP1、PtrCP2、PtrCP3、PtrCP4、PtrCP5在菌根中的表達量相比未接種對照極顯著上調(diào)(p＜0.001)，暗示其參與菌根共生形成的調(diào)控;利用苜蓿毛根瞬時轉(zhuǎn)化體系研究了柑橘Papain基因在菌根中的表達特性:啟動子-GUS分析表明，PtrCP1、PtrCP3、PtrCP4的啟動子在叢枝細胞中受到特異性誘導(dǎo)，而殘缺的PtrCP2啟動子則

4、未表現(xiàn)組織特異性;融合表達載體Nativepromoter-PtrCP4-GFP主要在叢枝部位尤其是叢枝的尖端富集表達。
　　為探討Papain基因在菌根中的功能，我們選擇了與柑橘PtrCP1、PtrCP2、PtrCP4、PtrCP5基因在同一分支的苜?；騇tCP1和MtCP9，通過篩選鑒定獲得了mtcp1和mtcp9的純合Tnt突變株系，正用于后續(xù)表型檢測。
　　鑒于Papain蛋白的水解酶特性及其在根瘤中促進共生體衰老