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《南京农业大学》 2012年
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菊花生长素响应蛋白Aux/IAA编码基因CmIAA1的克隆及功能鉴定

杨冬寅  
【摘要】:菊花原产自我国,是我国十大传统名花和世界四大切花之一,具有很高的观赏和经济价值,在花卉生产中具有重要地位。菊花花型丰富,植株形态多样,暗示着菊花的生长发育过程是一个精细有序的调控过程。生长素是最重要的植物激素之一,与植物根系发生、伸长生长、细胞的生长、分裂、分化、开花、营养吸收等生命活动密切相关。植物生长素信号转导与作用机制研究一直是国内外研究的热点,其中,生长素响应蛋白AUX/IAA在生长素信号转导过程起着十分关键的作用。为此,本研究克隆了菊花Aux/IAA生长素响应蛋白编码基因CmIAAl,对其序列特征进行了分析,分析了其组织器官及响应外源生长调节剂的表达特性,并通过转化拟南芥初步进行了功能分析。主要结果如下: 本研究通过设计简并引物,利用RT-PCR和RACE等技术克隆了菊花‘钟山紫桂’生长素响应蛋白Aux/IAA基因的cDNA全长,命名为CmIAAl。CmIAAl全长1017bp,开放阅读框(ORF)为711bp,编码237个氨基酸,其编码产物含有4个典型的保守结构域。序列比对发现,CmIAAl与蓖麻RcAUX28同源性最高,达到49.73%。系统进化树分析表明,CmIAAl和玉米ZmIAA30的亲缘关系比较近。 荧光定量PCR (qRT-PCR)显示,在2-200μg/ml IAA外源处理12h后,‘钟山紫桂’叶片中CmIAAl的表达水平明显升高,且随着处理浓度升高而升高。在10μg/ml GA、100μg/ml ABA、30μg/ml6-BA和10mg/L乙烯处理24h内,处理组CmIAAl的表达量均低于对照组CmIAAl的表达量,个别时间点除外。 本研究构建了CmIAAl基因植物表达载体,用农杆菌介导的花序侵染法将CmIAAl基因转化拟南芥,发现2个超表达株系35S::CmIAAl-1和35S::CmIAAl-2的生长发育较野生型缓慢,且转基因拟南芥主根较野生型短。通过去头和添加外源IAA及IAA抑制剂NPA,发现10-7M IAA对恢复转基因株系主根生长具有促进作用,而10-9MIAA对野生型拟南芥主根生长有明显促进作用;10-5、10-7M IAA对转基因株系侧根发生具有促进作用。表明CmiAAl参与了生长素信号转导的过程,并充当抑制子的作用。
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