小麦近缘属植物1-FFT基因的克隆及功能分析

果聚糖与植物碳素分配和抗逆性有关,在逆境胁迫中具有保护植物细胞免受伤害的作用。为明确不同来源的果聚糖1-果糖基转移酶基因在植物抗逆中的作用,本研究分别以小麦近缘属植物华山新麦草(Psathyrostachys huashanica,2n=2x=14,Ns Ns)、簇毛麦(Dasypyrum villosum,2n=2x=14,VV)、大赖草(Leymus racemosus,2n=4x=28,Ns Ns Xm Xm)为材料,利用RACE技术克隆获得3个果聚糖1-果糖基转移酶1-FFT基因,分别命名为Ph-1-FFT、Dv-1-FFT和Lr-1-FFT。3个基因的完整开放阅读框长度分别为1989、1950和1989 bp,编码662、649和662个氨基酸,其编码氨基酸序列均含有果糖基转移酶保守结构域。氨基酸序列比对及进化树分析表明,Ph-1-FFT和Lr-1-FFT高度同源,与Dv-1-FFT位于不同的分支,而Dv-1-FFT与普通小麦、圆锥小麦、西尔斯山羊草和乌拉尔图小麦1-FFT具有高度同源性。采用基因重组技术构建p1300-35SN-Ph-1-FFT/Dv-1-FFT/Lr-1-FFT表达载体,利用农杆菌介导法将3个载体分别转入烟草品种W38中。对经过抗性筛选、PCR和RT-PCR验证的转基因植株鉴定发现,其抗旱和抗寒性明显高于对照,不同来源的1-FFT转基因植株的抗逆性差异不明显;在逆境胁迫条件下,转基因株系的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸含量都显著高于对照,而丙二醛的含量显著低于对照,不同来源的1-FFT转基因植株的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量差异不显著。本研究表明,Ph-1-FFT、Dv-1-FFT和Lr-1-FFT基因均是典型的GH32基因家族成员,其表达可能对提高烟草抗旱和抗寒性起作用。

菊芋果聚糖:果聚糖1-果糖基转移酶1-FFT基因的克隆及表达分析

果聚糖作为一种重要的渗透调节物质,与植物碳素分配和抗逆性的密切相关。为明确果聚糖在植物生长发育过程中的作用,本研究以菊芋为材料,克隆出果聚糖:果聚糖1-果糖基转移酶1-FFT基因,其CDS长2 025 bp,编码641个氨基酸,该蛋白的分子量(Mw)为73.906 k D,蛋白的等电点(p I)为10.01。进化树分析显示菊芋中1-FFT基因与维氏菊的1-FFT基因进化距离最近,具有较高的保守性。荧光定量检测结果显示,1-FFT基因在菊芋的叶、根、花、茎和块茎中均有表达,其中在块茎中表达量最高。本研究为解析果聚糖合成酶的分子调控机理及功能鉴定提供依据。