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芍药花乙烯代谢及信号转导主要基因的克隆与分析

李芳  
【摘要】:芍药是中国的传统名花,适宜做切花应用。由于芍药花期短且集中,影响了它的应用价值。乙烯在芍药花开放和衰老进程中具有关键的调控作用。本论文应用RT-PCR技术,克隆了芍药肌动蛋白和ACC氧化酶的编码区序列;应用RACE技术克隆了芍药ACC合成酶、乙烯受体ETR1及信号转导关键元件EIN3基因cDNA序列,并对他们进行了初步的生物学信息分析;应用半定量RT-PCR技术分析了Actin基因在不同组织和芍药切花不同发育阶段的表达情况。研究结果如下: 1、克隆了芍药Actin编码区序列,GenBank登录号为JX310002。该基因长度为1134bp,共编码377个氨基酸。芍药肌动蛋白与棉花、向日葵、白梨等物种肌动蛋白氨基酸同源性达99%;生物信息学软件预测分子量为41.7kD,等电点(pI)为5.31,是一个定位于胞液、不含跨膜域、不含信号肽分子的亲水的、稳定蛋白。半定量RT-PCR技术分析表明Actin基因在芍药根、茎、叶、花及芍药切花不同发育阶段中的表达量保持恒定,适宜作为芍药功能基因表达分析的内标基因。 2、克隆了芍药ACO基因编码区序列,GenBank登录号为JX445143。该基因长度为939bp,编码312氨基酸,预测ACO基因分子量为35.2kD,等电点(pI)为5.24。生物信息学分析预测芍药ACO蛋白没有信号肽,属于非分泌蛋白,可能没有跨膜蛋白,亚细胞定位在细胞质。与牡丹、猕猴桃、枣、巴西橡胶等植物ACO蛋白的同源性均超过80%。 3、基于RACE技术获得了芍药ACS基因cDNA全长序列,GenBank登录号为JX512359。该基因长度为1752bp,编码492个氨基酸,预测分子量为55.2kD,等电点(pI)为7.13,生物信息学分析表明芍药ACS蛋白没有信号肽,属于非分泌蛋白,亚细胞定位在细胞质,与牡丹、枇杷、苹果、天竺葵等物种ACS蛋白的同源性均高于70%。 4、基于RACE技术克隆了芍药ETR1基因cDNA全长序列,GenBank登录号为JX406435。该基因长度为2817bp,编码740个氨基酸,预测分子量为83.1kD,等电点(pI)为6.82,生物信息学软件分析它是一个定位于液泡,没有信号肽。与橙子、枇杷、番茄、莴苣等物种蛋白的同源性均超过80%。 5、基于RACE技术获得了芍药EIN3基因cDNA全长序列,GenBank登录号为JX445144。该基因长度为2739bp,编码548个氨基酸,预测分子量为61.5kD,等电点(pI)为5.55,生物信息学软件分析EIN3蛋白不含信号肽,可能不含跨膜蛋白,亚细胞定位在细胞核中。BlastP分析表明芍药EIN3蛋白与毛果杨、苹果、蓖麻等植物的同源性均超过50%。


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