歐洲白樺BpCUC2基因及其啟動(dòng)子的克隆與功能研究.pdf

1、CUP-SHAPED COTYLEDON2(CUC2)屬于植物特有轉(zhuǎn)錄因子NAC家族成員，由于其在植物SAM的起始與維持，器官邊界的界定等方面發(fā)揮重要作用，近年來受到了越來越多的關(guān)注。然而，對(duì)CUC2基因的研究，目前多集中在擬南芥等少數(shù)模式植物或經(jīng)濟(jì)作物上，木本植物中的研究尚未見報(bào)道。本研究以歐洲白樺為試材，初步分析BpCUC2基因功能及其組織表達(dá)特異性，為人們進(jìn)一步了解白樺生長(zhǎng)發(fā)育的確切機(jī)制及利用BpCUC2基因改造植物形態(tài)打下基礎(chǔ)。

2、
　　本研究首先利用PCR技術(shù)，克隆了BpCUC2基因，將其與CaMV35S強(qiáng)啟動(dòng)子融合構(gòu)建植物表達(dá)載體并對(duì)基因序列進(jìn)行分析;進(jìn)而利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，對(duì)歐洲白樺幼苗不同組織部位中BpCUC2基因相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行分析;又從歐洲白樺全基因組中克隆了BpCUC2基因啟動(dòng)子，將其與Luc2螢火蟲熒光素酶基因融合，遺傳轉(zhuǎn)化擬南芥，利用植物活體成像系統(tǒng)，分析啟動(dòng)子序列并研究BpCUC2基因的組織表達(dá)特異性;最后將BpCUC2基因遺傳轉(zhuǎn)化

3、擬南芥，獲得高表達(dá)BpCUC2基因的擬南芥，觀察高表達(dá)BpCUC2基因擬南芥表型變化。
　　研究結(jié)果顯示:1、BpCUC2基因可能的全長(zhǎng)為2126bp，其中5'UTR長(zhǎng)52 bp，3'UTR長(zhǎng)204bp，CDS全長(zhǎng)1065bp，具有3段外顯子和2段內(nèi)含子;2、歐洲白樺幼苗不同組織部位BpCUC2基因表達(dá)量存在明顯差異，其表達(dá)量水平由高到低依次為莖尖、莖、根和葉，其中莖尖內(nèi)的表達(dá)量是葉片內(nèi)的6倍左右;3、BpCUC2啟動(dòng)子核心區(qū)僅含

4、有TATA框和起始子。此外，啟動(dòng)子中還含有眾多不同類型的順式作用元件，涉及組織特異表達(dá)、激素響應(yīng)、環(huán)境脅迫響應(yīng)和轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合等不同方面;4、BpCUC2啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的Luc2報(bào)告基因主要在SAM、葉片邊緣及花等組織器官中表達(dá)，其中SAM區(qū)表達(dá)活性最高;5、高表達(dá)BpCUC2基因擬南芥各株系普遍表現(xiàn)為具有多個(gè)SAM，子葉開裂成細(xì)條狀，蓮座葉葉片數(shù)和主莖數(shù)顯著增加，組織器官變小，株高變矮，發(fā)育遲緩等特點(diǎn)。
　　上述結(jié)果表明，BpCUC2