异源表达花生基因AhGLK1对拟南芥glk1glk2突变体表型特征及抗旱性的影响

为探讨花生基因AhGLK1对拟南芥表型特征和抗旱能力的影响,以glk1glk2突变体为实验材料,异源表达AhGLK1,观察转基因拟南芥表型特征,包括叶色、叶片数量和形态等;利用共聚焦显微镜观察叶绿体;测定拟南芥叶片失水率和旱后存活率;利用荧光测定仪检测干旱和复水恢复过程中,拟南芥叶片叶绿素荧光参数的变化.结果表明:AhGLK1/glk1glk2回复株系拟南芥叶片呈绿色,叶片数量增加,叶片卷曲,叶柄增长,叶绿体发育完善,气孔增多,叶片保水性提高,旱后存活率显著升高.叶绿素荧光参数在干旱胁迫下显著降低,而复水时恢复.证明AhGLK1通过影响叶片数量、形态发育以及光合作用等提高拟南芥的抗旱能力.

ChIP-seq分析花生中AhGLK1与AhHDA1调控的下游靶基因网络

花生(Arachis hypogaea L.)是重要的经济油料作物,其生长发育、产量与品质受干旱影响。为深入了解花生的抗旱机理,本研究通过ChIP-seq对组蛋白去乙酰化酶AhHDA1和转录因子AhGLK1富集的DNA序列进行分析,揭示两者调控的下游靶基因网络。通过比对分析,GLK-IP获得6571万clean beads,HDA-IP获得6390万clean beads,Input获得7006万clean beads,唯一比对率分别为74.97%、76.81%和76.75%。GLK-IP获得714个peak, HDA-IP获得543个peak。Peak在基因的外显子、内含子、上游、下游和基因间等功能元件均有分布。GO富集结果显示,AhGLK1-IP和AhHDA1-IP的peak相关基因在分子功能中的富集分别为35.1%和32.8%,在生物学过程中的富集分别为39.3%和44.2%,在细胞组分中的富集分别为25.5%和22.8%。KEGG信号通路富集结果显示,AhGLK1-IP相关基因显著富集在“代谢途径(metabolic pathways)”、“抗生素生物合成(biosynthesis of antibiotics)”、“二羧酸代谢(glyoxylate and dicarboxylate metabolism)”、“不同环境中微生物代谢(microbial metabolism in diverse environments)”、“碳代谢(carbon metabolism)”、“次生代谢生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)”和“氨基酸生物合成(biosynthesis of amino acids)。而AhHDA1-IP相关基因在“N聚糖生物合成(N-glycan biosynthesis)”、“精氨酸和脯氨酸代谢(arginine and proline metabolism)”和“苯丙氨酸代谢(phenylalanine metabolism)”通路显著富集。AhGLK1-IP和AhHDA1-IP共同富集的peak有4个,在AhGLK1-IP和AhHDA1-IP特异富集的基序(motif)中存在共同的保守序列AGAA/T。研究结果为深入认识AhGLK1和AhHDA1基因的功能和了解花生响应干旱胁迫和旱后恢复生长中的调控机制具有参考价值。

AhDREB1与AhHDA1互作调控花生AhGLK1基因表达的研究

为探讨Ah DREB1与Ah HDA1互作调控花生(Arachis hypogaea)Ah GLK1基因表达的机制,利用不同转基因毛状根分析Ah GLK1的表达水平;通过酵母双杂、双分子荧光互补实验分析Ah HDA1和Ah DREB1互作关系;利用双荧光素酶报告基因检测AhHDA1和AhDREB1对Ah GLK1启动子活性的影响。结果表明,在Ah HDA1超表达和Ah DREB1超表达毛状根中,Ah GLK1表达水平显著降低;AhHDA1与Ah DREB1互作,并结合Ah GLK1启动子区域乙烯响应元件(ethylene responsive element,ERE)元件,共同抑制Ah GLK1启动子转录活性,从而调控Ah GLK1的表达。