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洋葱LFY同源基因的克隆与表达分析

叶阳阳  
【摘要】:洋葱(Allium cepa L.)为百合科葱属二年生草本植物,有普通洋葱、分蘖洋葱和顶球洋葱三个变种。洋葱风味独特,且有降血压、降血脂、抗动脉硬化和预防心肌梗塞的作用,现已被广泛应用于食品、医疗和保健领域,市场前景广阔。洋葱为绿体春化型植物,如何调控其抽薹开花是长期困扰其生产和育种的问题。LFY基因是植物成花调控网络中各类基因的汇集点,不仅决定着花的形态,而且影响着开花时间。克隆LFY基因,了解其表达特点,对以基因工程手段调控植物抽薹开花具有重要的意义。 本研究以普通洋葱‘1007’品系为试材,采用RACE和同源基因克隆方法分离得到普通洋葱LFY同源基因cDNA序列和基因组DNA序列,使用生物信息学软件进行序列分析,采用实时荧光定量PCR技术对普通洋葱LFY同源基因进行时空表达检测;以分蘖洋葱‘Z-010’品系为试材,采用同源基因克隆法分离得到分蘖洋葱LFY同源基因cDNA序列,使用生物信息学软件进行序列分析,采用半定量RT-PCR技术对分蘖洋葱LFY同源基因进行时空表达检测。 试验结论归纳如下: (1)通过RACE方法克隆得到普通洋葱LFY同源基因AcLFY,GenBank登录号为JX275962。AcLFY基因全长1285bp,5′非翻译区长15bp,3′非翻译区长151bp,ORF序列全长1119bp,编码372个氨基酸序列。AcLFY蛋白含有5′-N端脯氨酸富集区、亮氨酸拉链和酸性区等转录因子特有的结构特征。 (2)采用同源基因克隆法得到AcLFY基因组序列,序列分析结果表明,AcLFY基因组序列长1263bp,序列中包含2个内含子,大小分别为63bp和81bp, Intron1位于基因组序列的第387~450个碱基之间,Intron2位于基因组序列的第960~1042个碱基之间。 (3) qPCR检测结果表明,AcLFY基因在洋葱抽薹初期的花序分生组织中表达量达到最大,在花托、花柄以及成形和未成形的花器官中只有微量表达,开花期的叶片中也检测到AcLFY的大量表达,说明花器官完全形成后,AcLFY mRNA主要存在于叶片中。随着花器官的发生至发育完成,叶片中AcLFY的表达呈增多的趋势。 (4)同源基因克隆法分离得到分蘖洋葱LFY同源基因AcADLFY,GenBank登录号为JX275963。AcADLFY基因cDNA序列全长1119bp,编码372个氨基酸序列,含有5′-N端脯氨酸富集区、酸性区和亮氨酸拉链结构,与普通洋葱AcLFY基因结构域极为相似,二者氨基酸序列同源性高达98.66%。 (5)利用半定量RT-PCR方法对分蘖洋葱AcADLFY基因的时空表达进行初步分析,结果显示AcADLFY基因在分蘖洋葱抽薹初期的花序分生组织中有大量表达,在抽薹期的花柄、花托和花苞中表达比较微弱,其他部位几乎检测不到AcADLFY的表达。


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