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白桦花发育相关基因AP2和LTP的分离及其转录表达

张妍  
【摘要】:以白桦的雌雄花序为研究材料,应用RT-PCR和RACE技术分别分离了两个白桦花发育相关基因AP2和LTP的全长cDNA序列,利用生物信息学手段对其编码的蛋白进行相关的分析。之后通过实时定量PCR的方法检测了这两个基因在野生型和雄花序突变株白桦的不同发育时期不同组织中的转录表达情况,对其功能进行初步分析,同时构建了pROK2-LTP植物表达载体,为今后的转基因工作提供帮助。主要研究结果如下: 1.以白桦雌花序为研究材料,通过RT-PCR和RACE技术分离了白桦AP2基因的全长cDNA序列,其全长为2154bp,其开放阅读框为1554bp,编码517个氨基酸。预测编码蛋白的分子量为56.74kDa,理论等电点为6.34。该预测蛋白序列含有AP2的功能位点和结构域,命名为BplAP2,并在GenBank注册,登录号为JN247408。该基因序列同其它12种植物的相似性为51%-77%,其中与拟南芥(Arabidopsis thaliana)的相似度最高为77%,与黑松(Pinus thunbergii)的相似度最低为51%,并构建了该基因序列的进化树。 2.通过实时定量PCR的方法检测BplAP2基因在白桦不同时期不同组织中的转录表达,在花器官的表达高于营养器官,幼嫩的组织要高于成熟组织,推测BplAP2转录因子参与调控白桦的花器官及分生组织的发育。另外,选择了白桦雄花序突变体进行该基因的转录表达分析,该基因在突变体雌花序中上调表达,而在雄花序、幼叶及幼茎中均为下调表达,预示着BplAP2基因可能参与调控多类基因的表达,而且不仅仅参与花器官发育,在营养组织发育中也具有一定的作用。 3.应用RT-PCR和RACE技术从白桦雄花序中分离LTP基因的cDNA,全长为638bp,其开放阅读框为363bp,编码120个氨基酸。该蛋白具有保守的脂质结合基序DRQ以及由8个保守的半胱氨酸残基组成AAL-LTSS超家族保守结构域,预测该蛋白质的分子量为12.3kDa,理论等电点为9.01,命名为BplLTP,并在GenBank注册,登录号为JQ409562。该基因序列同其它15种植物的相似性为52%-64%,其中与陆地棉(Gossypium hirsutum)的相似度最高为64%,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)的相似度最低为52%,并构建了该基因序列的进化树。同时完成了pROK2-LTP植物表达载体的构建。 4.通过实时定量PCR的方法检测BplLTP基因在白桦不同时期不同组织中的转录表达,幼嫩的组织要高于成熟组织,在成熟花粉中几乎检测不到;同时BplLTP基因在雌雄花序发育的不同阶段表达量不同。另外,选择了白桦雄花序突变体进行该基因的转录表达分析,该基因在突变体雌花序及幼叶中上调表达,而在雄花序及幼茎中均为下调表达,预示着BplLTP基因可能参与多种组织的发育,并且对植物的有性生殖具有重要作用。


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