蒺藜苜蓿小G蛋白MtROP9基因的克隆与表达分析

【目的】对蒺藜苜蓿ROP基因进行克隆与表达分析,为深入研究ROP基因在豆科植物与根瘤菌共生互作过程中的功能提供理论依据。【方法】依据拟南芥11个ROP保守序列特征和蒺藜苜蓿数据库信息,同源克隆蒺藜苜蓿的MtROP9基因,采用生物信息学方法对该基因序列进行分析,并采用半定量RT-PCR法,对MtROP9基因在蒺藜苜蓿不同组织及根瘤菌侵染后不同时间根系中的表达水平进行检测。【结果】从蒺藜苜蓿根系中克隆到了MtROP9基因的cDNA序列,全长为947 bp,编码209个氨基酸。序列分析表明,MtROP9具有ROP蛋白典型的结构特征,并与拟南芥AtROP9、水稻OsRac2、葡萄VvROP9、玉米ZmROP6和ZmROP7具有高度的相似性。MtROP9基因具有一定的时空表达特性,在根系和花中表达水平较高,在茎和根瘤中表达水平相对较低,在叶中几乎不表达。在蒺藜苜蓿与根瘤菌共生互作的早期,MtROP9基因能够被根瘤菌侵染诱导表达,在根瘤菌诱导处理不同时间的根系表达水平不同。【结论】克隆了蒺藜苜蓿小G蛋白MtROP9基因。MtROP9基因可能参与了豆科植物与根瘤菌共生互作早期信号的调控。

蒺藜苜蓿MtROP10基因的克隆及其功能初探

目的:克隆并研究蒺藜苜蓿ROP基因的功能,为研究该基因家族在共生途径中的作用提供依据。方法:采用RACE方法,从蒺藜苜蓿中克隆MtROP基因,利用生物信息软件比对同源性及ROP蛋白特征结构分析,利用RT-PCR方法分析该基因的组织特异性表达,构建该基因的过表达载体并转化拟南芥。结果:获得了蒺藜苜蓿ROP家族中与拟南芥ROP10高度同源的MtROP10全长序列。氨基酸编码序列具有明显的ROP家族蛋白的结构域特征。该基因在花中高表达,根中低表达。拟南芥中过表达MtROP10,可导致根毛变粗、变短、分叉。结论:MtROP10属于植物ROP家族蛋白,可能在根毛的极性生长方面具有较为重要的功能。

蒺藜苜蓿小G蛋白MtROP5对拟南芥角果及侧器官发育的影响

【目的】利用拟南芥异源表达MtROP基因并研究其功能,为蒺藜苜蓿中MtROP蛋白的功能研究,及进一步探索MtROP蛋白在蒺藜苜蓿和微生物共生互作过程中的作用提供理论依据。【方法】利用同源克隆方法获得了蒺藜苜蓿(Medicagotructula)中与拟南芥AtROP5高度同源的ROP蛋白基因MtROP5,用MtROP5表达载体转化拟南芥并严格筛选转化植株,观察T2代转化植株角果、侧枝分叉、簇毛等器官的表型,并结合启动子-GUS、GFP、RT-PCR等试验手段,研究MtROP5的组织表达特性及其对各种激素的应答反应,通过拟南芥异源表达MtROP5对其功能进行研究。【结果】与对照相比,过表达CA-MtROP5(Constitute activityMtROP5,CA-MtROP5)、MtROP5、GFP-MtROP5的拟南芥植株的角果变短,而角果数目相应增加。过表达CA-MtROP5植株角果的顶端具有较多花粉管,DN-MtROP5(Dominant negativeMtROP5,DN-MtROP5)及MtROP5转化植株的花粉管则较早凋亡。过表达CA-MtROP5、DN-MtROP5植株的侧生器官及花序的极性发生改变,转化CA-MtROP5和MtROP5的转基因拟南芥的簇毛分支数目增加。启动子-GUS及GFP-MtROP5的表达模式表明,该基因在叶脉、花药、下胚轴、气孔及簇毛等部位特异表达。RT-PCR及启动子-GUS表达分析表明,生长激素可诱导该基因的上调表达。【结论】MtROP5在果实及侧器官的极性发育中具有较为重要的作用,可能参与了生长素相关途径的调控。