木本油料植物星油藤形态发生基因BABY BOOM的克隆及其功能研究

星油藤(Plukenetia volubilis L.)是一种极具开发前景的木本油料作物,但尚未建立完整有效的遗传转化体系,这严重地制约了星油藤分子育种技术的应用进程。BABY BOOM(BBM)是广泛存在于植物中的转录因子,被认为在植物胚胎发育与植物再生中起到重要的调控作用。本研究从星油藤中克隆了拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtBBM的同源基因PvoBBM,并对其表达特性和功能进行了研究,为利用该基因促进星油藤转基因育种奠定基础。利用本地BLAST从星油藤基因组序列中筛选AINTEGUMENTA-LIKE(AIL)基因家族成员,通过序列比对和系统进化鉴定PvoBBM,克隆并构建表达载体。使用RT-qPCR分析该基因的表达模式,同时将该基因转入拟南芥植株和本氏烟草(Nicotiana benthamiana)的毛状根中进行功能研究。星油藤AIL基因家族有11个成员,系统进化分析显示其中一个成员xingyouteng_10009416.1与AtBBM亲缘关系最近,其编码蛋白保守基序的种类和数量基本相同,氨基酸序列的相似度为43.7%,命名为PvoBBM。PvoBBM主要在星油藤幼果和聚伞花序顶部表达。过表达PvoBBM可以促进转基因拟南芥生长点以及下胚轴-根过渡区脱分化,少量转基因植株在不含激素的培养基中自发形成再生芽,但在T0代和T1代群体中所占比例较低。以本氏烟草叶片为转化材料,通过发根农杆菌K599介导的遗传转化获得大量转基因毛状根,这些毛状根未发生脱分化,但在其离体培养的叶片上诱导出了转基因再生芽。本研究从星油藤中克隆到具有促进芽再生功能的形态发生基因PvoBBM,为创建星油藤遗传转化体系提供了一个优质的候选基因。