尾叶桉GLU4无性系肉桂酰乙醇脱氢酶基因克隆及序列分析

根据植物中CAD基因保守序列设计引物,以尾叶桉GLU4嫩茎为材料克隆到其CAD基因,命名为EuCAD。序列分析结果表明,该基因gDNA长2 200 bp,cDNA长1 102 bp,开放阅读区编码356个氨基酸。EuCAD编码的蛋白质序列分析显示,序列中具有完整CAD1保守结构域,并包含NADP结合位点以及2个Zn结合位点。同源性分析结果显示,EuCAD核酸序列与其他5种桉属植物CAD基因同源性达到97%以上,EuCAD编码蛋白与碧桃等植物中CAD蛋白同源性也在79%以上。对EuCAD编码蛋白进行理化性质及结构的生物信息学分析结果显示,该蛋白为一种无信号肽、无跨膜区的酸性蛋白质,二级结构包含典型的α-螺旋和β-折叠,三级结构同源建模显示与拟南芥的AtCAD4同源性极高。系统进化树分析结果显示,该蛋白与桉属、杨属植物亲缘关系较近,与杉科植物较远。

EuCAD基因小片段RNAi对烟草木质素合成的影响

【目的】深入研究尾叶桉(Eucalyptus urophylla)肉桂酰乙醇脱氢酶(CAD)基因序列中的关键片段并利用其进行木质素合成调控。【方法】采用生物信息学工具对EuCAD基因进行序列分析,根据编码蛋白保守结构域的分布情况进行筛选,获得一段44 bp关键序列用于构建RNA干扰载体并转化烟草,获得转基因植株并对基因表达水平、木质素含量等表型进行检测。【结果】获得28个转基因株系,转基因植株正常生长发育,与野生型无异,随机挑选3个株系进行检测,发现CAD基因表达水平均较野生型显著降低,以R1株系降幅最大,降至野生型的12.51%。对R1株系进一步检测发现,其茎部直径与野生型无异,但木质部厚度较野生型显著降低,其中第4节处降低11.75%,第6节处降低10.06%,茎部整体木质素含量较野生型降低15.26%。表明该RNAi片段显著抑制烟草中CAD基因表达并影响烟草木质素合成。【结论】通过序列分析筛选出的EuCAD基因小片段,可通过RNA干扰显著影响烟草木质素合成,为尾叶桉木质素合成调控研究提供了技术参考。

EuCAD基因不同位置片段RNAi对烟草木质素合成的调控效果

为尾叶桉GLU4无性系(Eucalyptus urophylla clone GLU4)肉桂酰乙醇脱氢酶基因(EuCAD)调控其木质素的合成提供技术参考,以模式植物烟草为试验材料,采用生物信息学技术分析其EuCAD基因序列,根据保守结构域的分布情况选择EuCAD基因不同位置的4个片段(S1、S2、S3和S4)分别构建RNA干扰载体并转化烟草后获得转基因烟草植株(pS1、pS2、pS3和pS4),检测分析转基因烟草植株中CAD基因表达水平、茎部解剖结构、木质素及纤维素的含量变化。结果表明:S1和S2片段对木质素的调控效果最明显,其转基因烟草植株pS1和pS2的基因表达水平分别较野生型降低87.48%和87.30%,木质素含量较野生型降低15.26%和11.44%;S3和S4片段的调控效果较差,pS3和pS4多项表型检测结果与野生型相比降幅较小或无差异。