梨GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶基因克隆及表達(dá)分析.pdf

1、矮化密植栽培是現(xiàn)代果樹(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。利用矮化品種和矮化砧木是實(shí)現(xiàn)這一趨勢(shì)的主要途徑。‘中矮1號(hào)’是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所選育的我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的梨矮化砧木,其樹(shù)體矮化緊湊,做中間砧親和力好,促進(jìn)嫁接樹(shù)矮化、早結(jié)果、早豐產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)等,已在生產(chǎn)中推廣栽培,但其致矮分子機(jī)理尚不清楚。課題組前期對(duì)‘中矮1號(hào)’的矮生機(jī)制做了大量研究,結(jié)果表明‘中矮1號(hào)’赤霉素含量低于其它喬化品種。前人在其它植物上的研究也發(fā)現(xiàn)植物的矮化與內(nèi)源赤霉素、生

2、長(zhǎng)素等激素以及它們的相互作用有關(guān)。因此,赤霉素在‘中矮1號(hào)’體內(nèi)的合成可能對(duì)其高矮產(chǎn)生影響。本研究以‘中矮1號(hào)’為試材,利用RT-PCR和RACE擴(kuò)增方法,克隆并研究‘中矮1號(hào)’GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶基因以及與正常植株之間的表達(dá)差異,為揭示‘中矮1號(hào)’矮化分子機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。
　　 1.以‘中矮1號(hào)’的葉片為試材,克隆了其GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶基因的全長(zhǎng)cDNA序列,GA20-氧化酶GenBank上登錄號(hào)分

3、別為HQ833589和JN106464。結(jié)果表明其GA20-氧化酶基因全長(zhǎng)1314 bp,包含一個(gè)長(zhǎng)度為1179 bp的完整開(kāi)放閱讀框,編碼392個(gè)氨基酸,序列比對(duì)結(jié)果表明該氨基酸序列與已克隆的蘋(píng)果等植物的GA20-氧化酶基因的氨基酸的相似性在50％-91.58％之間；貝殼杉烯氧化酶基因全長(zhǎng)1644 bp,包含一個(gè)長(zhǎng)度為1545 bp的完整開(kāi)放閱讀框,編碼514個(gè)氨基酸,序列比對(duì)結(jié)果表明該氨基酸序列與已克隆的蘋(píng)果等植物的貝殼杉烯氧化酶基

4、因的氨基酸的相似性在77％-99％之間。
　　 2.利用獲得的GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶基因序列設(shè)計(jì)擴(kuò)增全長(zhǎng)的特異引物,分別在‘早酥’和‘錦香’中擴(kuò)增,獲得了‘早酥’和‘錦香’的GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶基因的全長(zhǎng)cDNA序列,序列比對(duì)結(jié)果表明,3個(gè)品種這兩個(gè)基因的編碼序列僅個(gè)別堿基有差異,但編碼的氨基酸序列完全相同,可見(jiàn)其基因功能完全相同。
　　 3.利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧

5、化酶基因在‘中矮1號(hào)’、喬化對(duì)照‘早酥’和母本‘錦香’不同時(shí)期新梢葉片中的表達(dá)情況進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:GA20-氧化酶基因在各新梢生長(zhǎng)階段的表達(dá)量均低于喬化對(duì)照‘早酥’和母本‘錦香’,3個(gè)品種不同發(fā)育階段新梢葉片中GA200氧化酶基因的表達(dá)強(qiáng)度均為‘中矮1號(hào)’＜‘錦香’＜‘早酥’,其各時(shí)期表達(dá)趨勢(shì)略有不同,‘早酥’和‘錦香’在新梢生長(zhǎng)前期同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)表達(dá)高峰,而‘中矮1號(hào)’則沒(méi)有,各時(shí)期波動(dòng)不明顯；貝殼杉烯氧化酶基因除新梢生長(zhǎng)初期在‘