兩個(gè)玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmC4HC3和ZmNAC的克隆與表達(dá)分析.pdf

1、玉米胚乳占粒重的80％-85％,其發(fā)育程度對(duì)籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。本研究在課題組利用玉米小粒爆裂玉米自交系N04和大粒馬齒型玉米自交系丹232構(gòu)建授粉后10 d和20 d兩個(gè)胚乳發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期差異表達(dá)EST庫(kù)的基礎(chǔ)上,選取初步預(yù)測(cè)功能為鋅指蛋白和NAC轉(zhuǎn)錄因子的兩條EST,利用電子克隆和RT-PCR的方法成功克隆了3條全長(zhǎng)cDNA序列,并進(jìn)行了功能預(yù)測(cè)、亞細(xì)胞和染色體初步定位以及同源性比較,同時(shí)還對(duì)鋅指蛋白基因進(jìn)行了時(shí)空表達(dá)分

2、析。
　　 主要結(jié)果如下:
　　 1.以爆裂玉米自交系N04胚乳早期庫(kù)(授粉后10 d)表達(dá)、初步預(yù)測(cè)功能為鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子的一條EST(PE12C5)為種子序列,利用電子克隆和RT-PCR方法成功克隆了玉米鋅指蛋白基因ZmC4HC3,GenBank登錄號(hào)為GQ131520.1。該基因全長(zhǎng)為1504bp,編碼區(qū)有942bp,5’非編碼區(qū)為185bp,3’非編碼區(qū)有377bp。CDS序列中含有942bp完整的開(kāi)放閱讀框,推

3、測(cè)其編碼一條具有314個(gè)氨基酸的肽鏈；蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè),顯示其含有保守的RINGV(C4HC3)結(jié)構(gòu)域。
　　 2.對(duì)ZmC4HC3編碼蛋白進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn),其與高粱、水稻鋅指蛋白都有較高同源性,分別為90％和85％,而與擬南芥鋅指蛋白等的同源性較低,為70％。通過(guò)ZmC4HC3基因CDS序列與B73(B73 RefGen)比對(duì),推測(cè)該基因位于玉米第一染色體Bin1.10位點(diǎn)。
　　 3.以馬齒型玉米自交系丹232胚乳

4、早期庫(kù)表達(dá)、初步預(yù)測(cè)功能為NAC轉(zhuǎn)錄因子的一條EST(DE57D10)為種子序列,采用電子延伸和RT-PCR方法克隆了該基因的兩個(gè)轉(zhuǎn)錄文本ZmNAC和ZmNAC2,基因登陸號(hào)為HM347322和HM367095。ZmNAC基因全長(zhǎng)1267bp,CDS序列中含有897bp,編碼299個(gè)氨基酸,5’非編碼區(qū)有79bp,3’非編碼區(qū)有291bp。ZmNAC2基因全長(zhǎng)1359bp,編碼區(qū)有534bp,編碼有178個(gè)氨基酸,5’非編碼區(qū)有79bp

5、,3’非編碼區(qū)有745bp。蛋白結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè),顯示其都含有保守的NAM結(jié)構(gòu)域,屬于NAC類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子。
　　 4.蛋白系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn),ZmNAC轉(zhuǎn)錄因子與水稻NAC類(lèi)同源性為86％、與小麥NAC類(lèi)中NAC同源性為80％,ZmNAC2編碼蛋白與水稻、小麥中NAC類(lèi)有較高同源性,分別為83％和80％。蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)ZmNAC、ZmNAC2編碼蛋白含有保守的NAM結(jié)構(gòu)域。并對(duì)這兩個(gè)轉(zhuǎn)錄文本所編碼蛋白其進(jìn)行了生物信息學(xué)的分析。
　　

6、 5.采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法,對(duì)ZmC4HC3基因在馬齒型玉米自交系丹232和爆裂玉米自交系N04不同籽粒發(fā)育時(shí)期和不同組織器官的表達(dá)分析表明,該基因在授粉后10d胚乳中的表達(dá)量丹232中高于N04,10d-20d表現(xiàn)為N04大于丹232；在兩個(gè)自交系根、莖、葉、果皮、胚和胚乳中均表達(dá),無(wú)組織特異性,但表達(dá)量存在差異,授粉后10d時(shí)N04和丹232葉中表達(dá)較強(qiáng),胚乳中表達(dá)較弱；20d時(shí)N04莖中表達(dá)較強(qiáng),胚中表達(dá)較弱,丹232種皮中