玉簪花中3個(gè)乙烯生物合成相關(guān)基因的克隆及其表達(dá)分析.pdf

1、乙烯作為一種重要的植物激素，在植物整個(gè)生命周期中起著至關(guān)重要的作用，不僅參與了植物種子萌發(fā)、性別分化、花的衰老、器官脫落和果實(shí)成熟等一系列生長發(fā)育過程的調(diào)節(jié)，而且還與逆境脅迫（如機(jī)械傷害、冷害、漬水、病原菌入侵）的應(yīng)答有關(guān)。此外，它還參與植物細(xì)胞的程序性死亡和DNA降解。
　　 玉簪作為花葉兩用型觀賞植物，已被廣泛用于園林造景、城市綠化和家庭裝飾中。和很多鮮花一樣，玉簪花花期較短，嚴(yán)重制約了其觀賞價(jià)值。我們前期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，玉

2、簪花朵的衰老與乙烯合成的關(guān)鍵酶1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化酶(HpACO)基因的表達(dá)有關(guān)，推測乙烯可能參與玉簪花的衰老過程。本研究以盛開的玉簪花為材料，克隆了催化乙烯合成反應(yīng)的3個(gè)酶的基因全長，并分析了這3個(gè)基因的時(shí)空表達(dá)情況。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.根據(jù)不同物種中同源序列的保守性設(shè)計(jì)簡并引物，通過RT-PCR從玉簪花中克隆了S-腺苷蛋氨酸合成酶（HpSAMS）和1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合酶(HpACS)基因的eDNA片段

3、。根據(jù)這兩個(gè)片段的序列及前期克隆的玉簪HpACO基因的eDNA片段序列設(shè)計(jì)特異引物，利用RACE技術(shù)獲得3'和5'端序列，最終根據(jù)拼接的序列設(shè)計(jì)特異引物，用RT-PCR法克隆得到這3個(gè)基因的全長序列。
　　 (1)HpSAMS基因eDNA全長為1704 bp，包含一個(gè)長為1191bp的ORF，編碼396個(gè)氨基酸，5'和3'端分別有119bp和394bp的非編碼區(qū)(UTR);DNA序列與eDNA一致，無內(nèi)含子插入;經(jīng)預(yù)測，蛋白的等

4、電點(diǎn)和分子量分別為5.48、43.2 kD。
　　 (2)HpACS基因eDNA全長為1562 bp，包含85bp的5'UTR、130 bp的3'UTR和1347bp的ORF，ORF區(qū)編碼448個(gè)氨基酸;DNA全長為1915 bp，含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子;預(yù)測的蛋白等電點(diǎn)和分子量分別為5.81、49.9 kD。
　　 (3)HpACO基因eDNA全長為1152bp，ORF長為957bp，編碼318個(gè)氨基酸，5'UTR

5、和3'UTR分別為86bp和109 bp; DNA全長為1611 bp，包含4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子;經(jīng)預(yù)測，蛋白的等電點(diǎn)和分子量分別為5.14、36.1 kD。
　　 2.分析3個(gè)基因在玉簪4個(gè)時(shí)期花中的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn):HpSAMS在前3個(gè)花期時(shí)表達(dá)量無明顯變化，但在衰花期呈極顯著下降;HpACS在盛花期表達(dá)急劇增加，隨后于衰花期又有所下降;HpACO在前3個(gè)花期表達(dá)逐漸增強(qiáng)，在盛花期時(shí)達(dá)到最高值，隨后在衰花期有所下降。根、莖、葉

6、組織表達(dá)分析表明:HpSAMS基因在葉中有較強(qiáng)的表達(dá)，根中次之，莖中微弱表達(dá);HpACS基因僅在莖中有表達(dá)，且表達(dá)量不高;而HpACO基因在葉中表達(dá)水平較高，根和莖中均無表達(dá)。
　　 3.對玉簪葉片進(jìn)行機(jī)械損傷處理后分析這3個(gè)基因的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn)，處理后HpSAMS受誘導(dǎo)表達(dá)增強(qiáng)，2h后急劇上升，6h時(shí)有所下降，隨后一直呈上升趨勢，至24 h時(shí)約為處理前的3倍左右;而HpACO的表達(dá)總體呈下降趨勢，在處理后6h以內(nèi)下降不明顯，6h