褐角苔FfCYP98基因克隆及其功能分析

【目的】细胞色素P450单氧化酶98(Cytochrome P450 monooxygenase 98,CYP98)是苯丙烷途径中的关键限速酶,拟探究其在角苔植物中是否参与苯丙烷途径中生物合成及抗病功能,为今后研究早期陆生植物的进化和适应逆境胁迫的生理机制提供参考。【方法】利用RACE技术从褐角苔中克隆FfCYP98 cDNA全长序列,对其进行生物信息学和亚细胞定位分析,并通过构建过表达载体转化拟南芥突变体FfCYP98-OE1进行功能验证。【结果】FfCYP98 cDNA序列开放阅读框1305 bp,与苔藓植物芽孢角苔和小立碗藓CYP98在进化关系上最近,亚细胞定位结果显示FfCYP98定位于细胞核和细胞质。过表达FfCYP98基因后发现FfCYP98-OE1植株总酚、总黄酮和苯丙烷合成途径中C4H、4CL和C3H的表达量均显著高于拟南芥WT植株。另外,用灰霉菌侵染褐角苔和拟南芥FfCYP98-OE1植株后发现FfCYP98表达量显著上调,FfCYP98-OE1植株枯死的速度明显比WT植株慢,且拟南芥FfCYP98-OE1植株中总酚、总黄酮和苯丙烷合成途径中C4H、HCT、C3H和CAD四个基因的表达量均显著高于WT植株。【结论】褐角苔FfCYP98可能通过调控苯丙烷途径合成相关基因的表达,参与了苯丙烷途径中酚类和黄酮类化合物的生物合成,并与植物的抗病性有关。

褐角苔遗传转化体系的建立

本研究旨在筛选适用于农杆菌(Agrobacterium)介导的角苔植物遗传转化体系,为今后研究早期陆生植物的进化提供理论基础。实验使用携带p CAMBIA1305.2质粒的农杆菌AGL1菌株对褐角苔(Folioceros fuciformis)外植体进行侵染,将潮霉素作为筛选标记,通过比较外植体预培养时间、菌液OD值、菌液添加量、乙酰丁香酮(AS)浓度和共培养时间来构建该物种的遗传转化体系。结果表明,褐角苔抗性植株筛选所用潮霉素的最适浓度为15 mg/L,预培养4 d的外植体侵染后状态最好。最佳侵染条件为共培养基中添加80μL OD600为0.8的农杆菌菌液,AS浓度为100μmol/L,共培养时间为3 d。通过潮霉素筛选、PCR、实时荧光定量PCR(RT-q PCR)和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色鉴定获得转基因植株褐角苔。研究结果可为后续角苔植物基因功能的研究提供技术支持。

贵阳市天河潭褐角苔Folioceros fuciformis中藻类分布及附生藻类的多样性研究

采用BG-11培养基在12 h/d的光照,温度在25~28℃的环境下,对天河潭褐角苔植物的附生藻类进行平板组织培养,培养出来的藻类,经鉴定,附生在植物体中的主要是念珠藻属、鱼腥藻属及隐球藻。生长在该植物体周边的藻类比较多,例如小球藻属、栅藻属、游丝藻属、卵囊藻属、蹄形藻属以及颤藻属等。其中角苔植物配子体附生的隐球藻属是前人没有报道过的。对采集的标本进行冲洗,在解剖镜观察在褐角苔配子体上藻类分布规律,藻类分布在配子体距边缘0.5~2 mm处。