一个zm401基因家族新成员（zm908）的克隆及其功能研究

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1、摘要在过去四年中，人们发现具有潜在非编码的RNA转录物数目近乎爆炸性的增长。从目前研究来看，非编码蛋白质RNA(ncRNA)与蛋白质同等重要，它们也在细胞中起着重要的生理生化功能。本研究从以ZM40lcDNA片段为探针，在玉米基因组文库中筛选出的阳性噬菌体克隆入手，采用亚克隆的方法，从其中一个908阳性噬菌体中获得了1822bp的序列。基因分析显示这段序列含1215bp，命名为ZM908；采用生物学软件对ZM908序列和结构进行分析，表明该基因缺乏明显的开放阅读框架，序列中最长可能的开放阅读框架仅编码98个氨基酸，具有polyCA

2、)尾部结构，RNA分子具有稳定的二级结构，符合非编码RNA基因的特点，可能属于类似丁mRNA的非编码基因；ZM908与ZM401有高度保守的区段(ZM908序列中有三段和ZM401是高度保守的，分别为371．598bp，698—847bp和929．．1047bp)，相似性最高达到86％。玉米花粉的RT-PCR结果证明ZM908在玉米中是可转录的，玉米基因组Southern杂交结果表明，ZM908以单拷贝存在于玉米基因组中。为研究ZM908基因的功能，构建了35S启动子控铝4下的ZM908基因正向及反向的植物表达载体，经农杆菌介导，

3、转化烟草和拟南芥。经PCR检测，得到TO代正向和反向转基因烟草为30株和4株；T2代正向和反向转基因拟南芥植株为14株和6株。对转正向ZM908基因烟草观察发现：花序生长缓慢，在生长过程中有脱落的现象发生；花粉呈黄褐色，大小不一致，并且萌发率很低，而ZM908基因以反向方式整合的转基因烟草表现一切正常。对转基因拟南芥表型观察显示，转正向ZM908基因的拟南芥与非转基因的没有差别，花粉的扫描电镜观察显示转基因花粉除略有些凹陷外没有明显变化，但是花粉萌发率很低，只有正常花粉萌发率的四分之一，而转反向ZM908基因拟南芥表现一切正常。这

4、些结果说明ZM908在花粉发育过程中起重要作用。关键词：ZM908基因，类似于mRNA非编码RNA。ZM401基因家族，生物信息学，花粉萌发AbstractThepastfouryearshaveSeenanexplosioninthenumberofdetectedRNAtranscriptswithnoapparentprotein—codingpotential．Thishasledtospeculmionthatnon-protein·codingRNAs(ncRNAs)mightbeasimportantasprotei

5、nsintheregulationofvitalcellularfunctions．Thisstudywasbeginningbasedonson]epositive^phagesscreenedfromthegenomiclibraryofmaizebyusingthelabeledZM401eDNAfragmentasprobe．Bysubcloning，an1822bpsequencewasobtainedfromoneofthepositive^phages．Itcontains215bp．namedasZM908．Bio

6、sofiwareanlysissuggeststhatZM908geneproperlybelongstothemRNA--likenon--codingRNAgenewhichispurposedto‘lackofobviousopenreadingframe(thelongestpossiblycontains98AA)，containpoly(A)taleandhavestableRNAstructureinvivo．ZM908containshi曲conservednucleotidesequencewithZM401(i

7、ncluding371-598bp，698-847bpand929-1047bpinZM908)．Thehighestconservedsequencereaches86％．TheRT-PCRanalysisresultrevealedthatZM908istranscriptable．SouthernhybridizationindicatedthatmaizegenomeprobablycarriedonlyonecopyoftheZM908gene．Togainmoreinformationaboutthefunctiono

8、fZM908,weconstructedsenseandantisenseZM908plantexpressionvector．ThetwovectorsdrivenbyCaMV35Spromoterwereintroducedintotobacc