植物种子特异基因调控网络研究

通过比较种子植物与蕨类植物的基因及其调控网络,为研究种子性状出现的分子机制提供更多的信息。下载拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子特异基因和基因网络数据,构建拟南芥种子特异基因调控网络,并与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)基因组数据比较,发现其中重要的调控节点。分析得到构成调控网络的1053个拟南芥种子特异基因,其中的969个基因形成一个复杂的调控网络。该网络的核心模块包括39个基因,形成哑铃状的子网络,其中重要节点基因AT1G54860只存在于种子植物基因组中。AT1G54860基因编码GPI锚定蛋白,参与细胞壁的形成、细胞间信号传导及生长分化等过程,推测其在种子形成中具有重要地位,可能起了“开关”的作用。

水稻种子特异表达基因OsEnS38的克隆与表达

以粳稻中花11为材料,利用生物信息学技术,结合RT–PCR,克隆了水稻OsEnS38的c DNA序列;其编码的蛋白序列包含2个Cupin_1保守结构域,属于典型的Bicupin亚家族。启动子分析发现,OsEnS38启动子区域含有多种与胚乳特异表达相关的顺式作用元件;q RT–PCR和原位杂交结果证实,OsEnS38在开花后7~14 d的种子中特异表达,在第10天的胚乳中表达量最高,达29.73;杂交信号在第7、10天的胚乳中高表达;共表达分析显示,共表达基因参与水稻胚后发育和生殖发育调控,表明该基因在种子发育和储藏物质积累过程中发挥作用。

水稻OsEnS51可变剪接及编码蛋白结构分析

本研究综合运用生物信息学、RT-PCR和TA克隆技术对水稻胚乳特异表达基因OsEnS51的可变剪接本进行鉴定,并分析剪接本的表达模式和蛋白质结构。利用生物信息学分析发现,该基因可能存在4种可变剪接转录本。结构域分析发现,OsEnS51.1和OsEnS51.2含有2个Cupin_1结构域,而OsEnS51.3和OsEnS51.4仅含有1个Cupin_1结构域,表明OsEnS51不同可变剪接本所表达的蛋白存在结构分化。根据不同可变剪接本的序列信息设计特异性引物,进行RT-PCR扩增,结合TA克隆和测序成功鉴定到其中3种可变剪接转录本,分别是OsEnS51.1、OsEnS51.3和OsEnS51.4。表达分析结果显示OsEnS51.1~OsEnS51.4在授粉后7~15 d的种子表达较高,且随着种子的发育其表达不断增加;另外OsEnS51.4的表达量比OsEnS51.1高,表明OsEnS51不同可变剪接本的含量存在差异。综上,OsEnS51至少存在3种不同可变剪接本,且编码的蛋白存在结构分化,本研究结果为进一步研究OsEnS51的生物学功能提供了基础。