灯盏花叶片数调控基因磷酸蛋白酶1的克隆与功能分析

【目的】探究灯盏花叶片数相关基因磷酸蛋白酶1(EbPP1)的功能,为揭示灯盏花叶片数目和开花时间分子机理奠定基础。【方法】从灯盏花叶片克隆EbPP1基因,将其构建至植物过表达载体RP101。用蘸花法侵染刚抽薹拟南芥植株进行异源表达,通过筛选获得若干株T_(1)、T_(2)、T_(3)代拟南芥阳性植株。最后统计T_(3)代阳性植株叶片数目和开花时间,通过实时荧光定量(RT-qPCR)检测EbPP1表达量,并测定拟南芥植株内源激素含量。【结果】成功克隆全长EbPP1基因,并构建该基因的重组过表达载体RP101-GFP-EbPP1。在拟南芥中实现稳定的遗传转化,于T_(3)代中获得24株阳性EbPP1转基因植株,并对T_(3)代阳性植株进行实时荧光定量分析,RT-qPCR结果显示转基因拟南芥中EbPP1基因过量表达,其表达量从野生型的1.034增加至136.330;转基因拟南芥在表型上呈现出叶片数增多、开花时间延迟的特征;通过LC-MS定量测定植株内源激素含量显示,T_(3)代转基因拟南芥中吲哚-3-甲酸(ICA)和赤霉素24(GA24)等多种激素的含量明显高于野生型,其中生长素前体物质L-色氨酸(TRP)尤为显著,达到野生型的3倍。【结论】本研究成功在拟南芥植株中异源表达EbPP1基因,与野生型相比,转基因拟南芥中叶片数增多,EbPP1基因表达量增高,内源激素含量升高。表明EbPP1可能通过调控植物激素水平,进而影响灯盏花叶片数目和开花时间。本研究为进一步解析灯盏花叶片数目发育相关机制和开花分子机理奠定基础,也为选育高品质灯盏花新品种提供一定遗传基础。