野生大豆GsLFY和GsAP1基因的克隆及功能初步分析.pdf

1、高等植物在長期的進(jìn)化過程中中形成一套精細(xì)的信號(hào)調(diào)控系統(tǒng)，促使自身能夠完成自我生長與有性繁殖的重要?dú)v程。開花是高等植物個(gè)體發(fā)育的中心環(huán)節(jié)，包括開花時(shí)間的控制、花分生組織的形成以及花器官的發(fā)育等，是一個(gè)多因子系統(tǒng)控制的過程。在擬南芥中，各條開花途徑整合在一起激活下游的花分生組織屬性基因，如LEAFY（LFY）和APETALA1（AP1）基因等。LFY和AP1主要參與植物花分生組織的形成、開花時(shí)間的調(diào)控以及花器官的發(fā)育。
　　本研究的主

2、要內(nèi)容是參與野生大豆花發(fā)育過程中LFY同源基因和AP1同源基因的克隆、表達(dá)以及功能初步分析，以期為野生大豆花發(fā)育機(jī)理的相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。
　　首先，從野生大豆花器官的cDNA中克隆了GsLFY和GsAP1，測序獲得了兩個(gè)基因的序列信息，運(yùn)用生物信息學(xué)的手段進(jìn)行分析。GsLFYmRNA全長1224bp，編碼407個(gè)氨基酸，GsLFY編碼的蛋白序列包括一個(gè)LFY/FLO結(jié)構(gòu)域，屬于LFY/FLO基因家族。GsAP1mRNA全長711b

3、p，編碼236個(gè)氨基酸，GsAP1編碼的蛋白序列含有一個(gè)MADS-box結(jié)構(gòu)域，屬于MADS-box基因超家族。CTAB法提取野生大豆葉片的DNA，在gDNA中克隆得到了兩個(gè)基因的全長。GsLFYgDNA全長2585bp，包含三個(gè)外顯子和兩個(gè)內(nèi)含子;內(nèi)含子在基因中存在的位置具有明顯的保守性。GsAP1gDNA全長5400bp，包含八個(gè)外顯子和七個(gè)內(nèi)含子。
　　對兩個(gè)序列推導(dǎo)的氨基酸序列進(jìn)行了系統(tǒng)進(jìn)化樹的分析，結(jié)果顯示兩個(gè)基因與百脈

4、根、大豆及蒺藜苜蓿聚為一類，同屬于豆科，與物種的進(jìn)化關(guān)系十分近似。
　　利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對GsLFY和GsAP1在不同組織以及不同發(fā)育時(shí)期中的表達(dá)情況進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示GsLFY在根、花以及種子中表達(dá)，在莖、葉、莖尖中不表達(dá);在四輪不同花器官中的表達(dá)顯示GsLFY在花萼和雄蕊中表達(dá)，在花瓣和心皮中不表達(dá)。GsAP1主要在花中表達(dá)，在根、莖和種子中有微弱的表達(dá)，在其他組織中不表達(dá);在四輪花器官中中的花瓣和萼片中表達(dá)，并且

5、在花萼中的表達(dá)量顯著高于花瓣。GsAP1屬于A類基因，此結(jié)果證明了這一點(diǎn)。兩個(gè)基因在花不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)趨勢相同，不是一直處于表達(dá)量上升狀態(tài)，在花芽向花蕾發(fā)育的過程中表達(dá)量下降。在種子不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)分析表明，GsLFY在開花后35天的表達(dá)水平較高，隨后略有下降，之后一直升高;而GsAP1則在20天表達(dá)水平較高，隨后略有下降，30天上升后又稍微下降后再上升，在40-45天達(dá)到最大值，之后又有所降低。
　　構(gòu)建酵母表達(dá)載體后，酵母