沙柳PNY基因克隆、生物信息学及组织特异性表达

为了促进沙柳(Salix psammophila)分子定向育种,研究了其分枝及材性发育相关遗传机制。克隆获得了沙柳PNY基因。研究发现:沙柳PNY基因编码区全长1 446 bp,编码481个氨基酸残基。PNY蛋白由55.09%无规卷曲、29.73%α-螺旋及15.18%延伸链构成。保守结构域分析表明,该蛋白分子存在PNY蛋白典型的SKY、BELL、Homeodomain结构域。系统进化分析表明,沙柳与杞柳(Salix purpurea)、毛果杨(Populus trichocarpa)的PNY基因亲缘关系最近。qRT-PCR组织特异性表达分析发现,PNY基因在沙柳腋芽部位表达量最高,茎、叶、顶芽、根中表达量依次降低。

拟南芥突变体pny的PCR鉴定及茎、下胚轴部位解剖结构变化分析

利用拟南芥研究木材发育是一种简便而快捷的研究方法。本研究利用前期拟南芥ATH1全基因芯片对毛白杨次生维管系统再生过程中的基因表达分析结果,选择表达差异较大的拟南芥同源基因,由国际拟南芥突变体中心获得拟南芥突变系种子,将其播种进行纯杂合检测以及表型变化研究。研究表明,获得的拟南芥PENNYWISE(PNY)基因突变系均为纯合系,该突变系表型存在明显变化,植株矮化,分枝显著多于野生型分枝。通过冰冻切片进行解剖结构变化分析,发现茎基部次生木质部较野生型发达,细胞排列紧密,韧皮部向外扩增,发育较快,皮层增厚,皮层细胞变大。由此可推测PNY基因可能与维管系统发育相关。本研究将草本模式植物拟南芥与木材发育结合开展研究,可简便快速鉴定相关基因功能,对于木材发育研究具有重要意义。