毛白楊PtAUX1和PtPIN1基因的克隆及遺傳轉(zhuǎn)化.pdf

1、楊樹生長迅速，輪伐周期短，是典型的速生樹種，在我國范圍內(nèi)廣泛栽植，而且其遺傳資源豐富，成為木本植物分子遺傳研究的模式植物。楊樹還是繼擬南芥及水稻之后的第三個(gè)全序列測(cè)定的多年生木本植物。這意味著可以對(duì)楊樹進(jìn)行更為深層次的分子遺傳學(xué)研究。
　　 五大類植物激素中，生長素是最早被發(fā)現(xiàn)的。在植物體中，生長素誘導(dǎo)離體莖和胚芽鞘切斷的迅速伸長也是最快、最顯著的激素反應(yīng)。生長素同時(shí)參與了植物的多種生長發(fā)育過程。比如促進(jìn)根、莖、葉的生長，影響胚

2、胎發(fā)育，控制頂端優(yōu)勢(shì)、參與維管的形成等。
　　 本研究通過構(gòu)建PtAUX1和PtPIN1基因的過量表達(dá)載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)化毛白楊和擬南芥，獲得了35S： PtA UX1和35S： PtPIN1轉(zhuǎn)基因植株。通過對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的表型分析，為研究PtAUX1和PtPIN1基因功能提供了證據(jù)，并為深入研究基因的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:
　　 1.蛋白同源性分析，PtAUX1與毛果楊PttLAX1的同源性高達(dá)97

3、.3％，與擬南芥AtAUX1的同源性高達(dá)83％;PtPIN1與苜蓿MtPIN1的同源性達(dá)82％，與擬南芥AtPIN7的同源性達(dá)79％。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析，PtAUX1與AUX1家族的AtAUX1和PttLAX1極其相似。所以，PtAUX1是擬南芥AtAUX1的同源基因;PtPIN1是生長素輸出載體PIN類家族中的一員。
　　 2.PtAUX1轉(zhuǎn)毛白楊植株表型有，葉片數(shù)量明顯增多，再生芽體周圍出現(xiàn)子房狀結(jié)構(gòu)，成簇集生呈花序狀，葉片上發(fā)

4、生體狀胚，將體狀胚接種到MS培養(yǎng)基上，能夠發(fā)育成完整植株。
　　 PtAUX1轉(zhuǎn)擬南芥植株的表型有，不改變根的向地性，誘導(dǎo)側(cè)根發(fā)生和根的伸長。表皮毛數(shù)目增多，多呈二叉分支。葉片邊緣上翹并卷曲，呈現(xiàn)殼斗狀?；ò瓴粡堥_而且透明，花萼卷曲伴有透明狀，雄蕊改變了四強(qiáng)雄蕊的特性，有的雄蕊無花絲，花藥粘連雌蕊出現(xiàn)透明和部分增生。
　　 通過PtAUX1基因轉(zhuǎn)化毛白楊和擬南芥植株的表型，我們得知，PtAUX1基因參與了植株側(cè)根發(fā)生以及

5、根的伸長、參與了植物體的葉片、芽體、花器官、子房以及體狀胚的發(fā)育過程。這一切得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是PtA UX1基因作為生長素輸入載體，調(diào)控著生長素的極性運(yùn)輸。
　　 3.PtPIN1轉(zhuǎn)毛白楊的表型有，植株高大健壯，葉片具粗鋸齒且不對(duì)稱生長，再生芽體聚集成花瓣?duì)睿械难矿w呈棒狀，且玻璃化。幼芽白色，后期局部出現(xiàn)紅褐色。生長素能夠促進(jìn)植物體的生長發(fā)育，調(diào)控葉片的極性建成以及葉和芽的發(fā)育。轉(zhuǎn)基因植株的表型恰好與生長素的功能相符。這說明Pt