玉米生態(tài)型自交不親和系花絲基因差異表達(dá)分析.pdf

1、禾本科自交不親和性在研究細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和雜種優(yōu)勢利用中有著重要意義，是植物分子生物學(xué)和遺傳育種的一個熱點(diǎn)領(lǐng)域，目前這一現(xiàn)象的分子機(jī)制知之甚少，研究集中于禾本科自交不親和基因的精細(xì)定位和圖位克隆。玉米自交系HE97是一種生態(tài)型自交不親和材料，它在不同光溫生態(tài)條件下存在親和性的轉(zhuǎn)換，本研究的目的是通過分析HE97在不同生態(tài)條件下花絲基因的表達(dá)的差異，試圖從基因的表達(dá)水平探討禾本科自交不親和的分子機(jī)制。 在連續(xù)幾年研究的基礎(chǔ)上，自200

2、4年4月22日至2004年7月10日，在鄭州地區(qū)毛莊農(nóng)場對該材料進(jìn)行分期播種，使其生育期內(nèi)接受不同的光溫處理，各時期花絲抽出3-4cm后取樣自交，后期收獲考種，選擇親和與不親和的兩期材料，提取各自的花絲RNA運(yùn)用抑制差減雜交技術(shù)，構(gòu)建了包含1152個克隆的正向cDNA文庫和包含1056個克隆的反向差減文庫。為了進(jìn)一步剔除假陽性，所有克隆進(jìn)行了反向Northern差示篩選，挑選雜交信號有明顯差異的克隆測序。 將測序成功219個正向

3、克隆和52個反向克隆，去除兩端冗余的載體和接頭序列，再進(jìn)行多序列的的重疊分析。其中，正向克隆包含了49個UniqueESTs，包括20個Contigs和29個SingLetons，它們可能代表了自交不親和反應(yīng)中花絲誘導(dǎo)或增強(qiáng)表達(dá)的基因；反向克隆中包含了20個UniqueESTs，包括9個Contigs和11個SingLetons，它們可能代表了自交不親和反應(yīng)中花絲中表達(dá)受到抑制的基因。將所有的UniqueESTs序列在NCBI進(jìn)行核酸和

4、蛋白的序列同源分析，它們中的大部分和水稻、擬南芥等模式生物已知蛋白同源，這些基因涉及了代謝、光合作用、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成加工、防御反應(yīng)、細(xì)胞的發(fā)育和衰老、基因表達(dá)等植物重要的生命過程。根據(jù)對基因功能的預(yù)測，我們將所有差異的基因聚為12個類別，其中仍有部分序列與未知功能蛋白匹配或與已知蛋白匹配區(qū)段過短或沒有明顯的匹配。另外，正向文庫中發(fā)現(xiàn)了6個新的EST。 正向差減庫中編號為1A7的序列顯示和水稻擬南芥的烯脂酰輔酶A水

5、合酶基因同源，烯脂酰CoA水合酶催化脂肪酸的分解代謝生成乙酰CoA，在能量代謝中起重要作用。為了更好的了解該基因的特性，我們對該片段進(jìn)行了多方面的生物信息學(xué)分析，首先對1A7重復(fù)的電子延伸，得到了一個更長的包含完整開放閱讀框架的序列，進(jìn)一步分析表明：該序列編碼區(qū)長789bp，編碼一條262aa的多肽，蛋白質(zhì)分子量為28.13KD，等電點(diǎn)7.83。氨基酸序列包含了明顯的ECH結(jié)構(gòu)域，在距N端105aa-124aa處存在一個跨膜的螺旋，構(gòu)建