花生赤霉素2―氧化酶基因的克隆和表达研究

《花生赤霉素2―氧化酶基因的克隆和表达研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、花生赤霉素2—氧化酶基因的克隆和表达研摘要：赤霉素2-氧化酶(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶，催化有活性的赤霉素生成无活性的赤霉素。从花生荚果发育不同时期的转录组序列中筛选到GA2ox的基因片段，采用5’-RACE方法克隆了花生GA2ox基因的全长cDNA序列。序列分析表明，花生GA2ox蛋白氨基酸序列含有和其他植物同样保守的结构域。通过qRT-PCR技术对GA2ox基因在花生不同组织器官中的表达分析，发现所检测的10种组织中均有GA2ox的表达，其中成年叶片中表达最丰富，根、刚

2、入土的果针次之。本研究结果为进一步分析该基因在花生生长发育过程中的作用提供了有用信息。关键词：花生；赤霉素；赤霉素2-氧化酶；基因表达中图分类号：Q785文献标识号：A文章编号：1001-4942(2013)01-0014-05赤霉素(gibberellins,GAs)是一类四环双菇类的植物激素，具有生物活性的赤霉素在高等植物种子萌发、茎伸长、开花诱导及种子和果实的生长等过程中起着重要作用。植物也可以通过调节内源赤霉素的生物合成介导自身对环境因子的应答[1,2]o自1935年首次成功分离出赤霉素以花生赤

3、霉素2—氧化酶基因的克隆和表达研摘要：赤霉素2-氧化酶(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶，催化有活性的赤霉素生成无活性的赤霉素。从花生荚果发育不同时期的转录组序列中筛选到GA2ox的基因片段，采用5’-RACE方法克隆了花生GA2ox基因的全长cDNA序列。序列分析表明，花生GA2ox蛋白氨基酸序列含有和其他植物同样保守的结构域。通过qRT-PCR技术对GA2ox基因在花生不同组织器官中的表达分析，发现所检测的10种组织中均有GA2ox的表达，其中成年叶片中表达最丰富，根、刚入土的

4、果针次之。本研究结果为进一步分析该基因在花生生长发育过程中的作用提供了有用信息。关键词：花生；赤霉素；赤霉素2-氧化酶；基因表达中图分类号：Q785文献标识号：A文章编号：1001-4942(2013)01-0014-05赤霉素(gibberellins,GAs)是一类四环双菇类的植物激素，具有生物活性的赤霉素在高等植物种子萌发、茎伸长、开花诱导及种子和果实的生长等过程中起着重要作用。植物也可以通过调节内源赤霉素的生物合成介导自身对环境因子的应答[1,2]o自1935年首次成功分离出赤霉素以来，已经发现

5、一百多种赤霉素分子，但仅有GAI,GA3和GA4等少数具有生物学活性［3,4］。多种酶参与植物体内赤霉素的生物合成，GA2-氧化酶(gibberellin2-oxidase,GA2ox)是在赤霉素合成途径中起负调控作用的一种关键酶，GA2ox作用于有生物活性的GA1和GA4,使两者在C-2位懸基化转变成无活性的GA8和GA34［5］O在植物中豌豆的GA2ox(SLN)最早被克隆，其编码蛋白能催化GA1.GA4和GA20生产相应的2B释基化产物,它一般在花、根和种皮中表达［6,7］。目前，多种高等植物的G

6、A2ox基因已经被克隆和研究，结果表明GA2ox基因一般以基因家族的形式出现。GA2ox家族可以分为3类，第一类和第二类作用于C19-GAs(GA1和GA4),使之失活，或使其前体(GA9和GA20)失活；第三类作用于C20-GAS,使之2B-務基化，这类基因包括(AtGA2ox7-8和SoGA2ox3)。后来的研究发现菠菜的GA2oxl可以同时作用于C19-GAS和C20-GAS［9］o这些研究结果表明植物中存在两种具有不同特异性的GA2-氧化酶。GA2ox催化GAs进行轻基化反应使植物体内GA含量降

7、低。在烟草中过量表达AtGA2ox7-8会使赤霉素含量降低，产生矮化表型［8］。在拟南芥中过量表达GA2ox可以使植株出现矮化，而且使开花时间延长，影响种子的育性等［10〜12］o本研究通过转录组测序和RACE技术首次从花生中克隆得到AhGA2ox基因，并对该基因进行生物信息学分析，对该基因在花生不同组织器官中的表达进行研究，为今后研究花生荚果发育过程中赤霉素合成调控以及赤霉素信号传导的作用奠定了基础。1材料与方法11试验材料以鲁花14花生品种为材料，大田栽种，日常管理，收集不同发育时期的根、茎、叶、花

8、、果针、荚果和种子，用于RNA提取。12试验方法121CDNA合成与高通量测序提取不同发育时期花生荚果的总RNA,用Agilent2100检测提取RNA样品的质量与纯度，用带有Oligo(dT)的磁珠富集mRNA。将来自于入土生长0、3、10天的花生果针mRNA等量混合，加入破碎缓冲液将mRNA打断成短片段(200〜700nt),以mRNA为模板，用随机引物合成cDNA第一链，然后加入缓冲液、dNTPs、RNaseH(Invitrogen)