紫叶油菜硫同化还原酶基因APR2的克隆及在拟南芥中的遗传转化

紫叶油菜品系XY-PL是通过甘芥杂交获得的一个高世代重组自交系,其紫叶表型稳定、花青素含量高、主要农艺性状良好,是一个潜在的高花青素育种的中间材料。为探讨XY-PL紫叶表型与硫同化代谢关键酶APR2的关系,采用同源克隆法分别克隆了XY-PL和绿叶油菜品种中双11号(ZS11)的APR 2基因,共获得3条差异序列,分别命名为PL-APR 2、GL-APR2.1和GL-APR2.2。序列分析表明,它们均由4个外显子和3个内含子组成,其编码产物均具有典型的叶绿体转运肽序列,序列之间的一致性为98.2%~99.1%,在系统进化关系上与十字花科植物来源的APR2亲缘关系最近。相对于GL-APR2.1和GL-APR2.2,PL-APR2在叶绿体转运肽转运功能区存在3个氨基酸残基(51SLK53)缺失,可能影响其前体蛋白的跨膜转运,进而影响硫的同化与利用效率。在拟南芥中过表达结果表明,PL-APR 2转基因株系在T 0—T 2代均未表现出紫叶表型,可能与转化受体材料内存在野生型AtAPR 2有关。下一步将采用拟南芥apr2突变体作为遗传转化受体进行继续验证,并将对其叶绿体转运肽转运功能进行深入分析。