拟南芥GA2ox基因家族启动子分析

赤霉素是一类重要的植物激素,它参与调节植物生长发育的各个阶段。真核基因的表达受多种因素的调控,其中启动子在转录水平上的调节作用至关重要,但是目前对拟南芥GA2ox基因家族上游顺式元件的详细分析较少。本研究分析了AtGA2ox基因家族染色体定位、进化关系、蛋白模体以及顺式元件。分析结果表明:AtGA2ox基因家族分为2个亚类;具有相对集中的染色体分布;具有相似的内含子和外显子结构;AtGA2ox基因家族成员进化关系越相近,模体和顺式元件则越保守且分布位置更接近。PLACE和Plant CARE以及DMB分析显示,AtGA2ox基因家族存在许多保守元件,受多因素的调控,在此家族的上游调控区域普遍存在组织和器官特异性表达元件、光响应元件、激素响应元件以及其他环境响应元件。基因表达谱分析结果表明,在激素诱导下,AtGA2ox基因家族均有响应。这些元件不仅作为正调控元件,诱导部分AtGA2ox基因的表达,而且还能作为负调控元件,抑制其他AtGA2ox基因的表达。

荔枝GA2ox基因家族的鉴定及表达分析

本研究基于荔枝转录组数据,对GA2ox(Gibberellin 2-oxidase)基因家族进行了鉴定和筛选,利用转录组数据及实时荧光定量PCR方法,分析不同品种和组织间的赤霉素合成途径关键酶LcGA2ox基因的表达情况。结果表明:转录组数据中共鉴定到9个荔枝LcGA2ox基因,均具有2OG-Fell_Oxy结构域;通过基因克隆,得到3条LcGA2ox(LcGA2ox1,LcGA2ox2和LcGA2ox3),开放阅读框全长分别为999、1023和1023 bp。氨基酸进化树比对分析结果显示,除LcGA2ox6与水稻OsGA2oxs聚在一起外,其余LcGA2oxs与拟南芥AtGA2oxs关系最近。通过基因表达分析发现,LcGA2oxs基因在矮化品种‘紫娘喜’顶芽和叶片中的表达量更高,有5个LcGA2ox基因(LcGA2ox1,LcGA2ox2,LcGA2ox5,LcGA2ox6,LcGA2ox9)在‘紫娘喜’顶芽样品中上调表达,LcGA2ox3和LcGA2ox4基因在‘紫娘喜’叶片中显著上调表达,LcGA2oxs基因表达具有一定的表达特异性,且在株型差异显著的两个荔枝品种中表达差异显著,推测LcGA2ox基因通过负调控赤霉素的合成从而影响荔枝株型的形成。本研究结果将为进一步分析LcGA2ox调控荔枝生长发育作用机制及生物学功能、荔枝矮化性状的分子鉴定以及矮化资源创新利用深入研究提供参考依据。

转AtGA2ox1基因玉米自交系和杂交种的耐旱性分析

AtGA2ox1基因是调控赤霉素代谢的关键基因。以3个AtGA2ox1基因转化体回交转育玉米自交系和配制的杂交组合为研究材料,系统开展玉米自交系和杂交种的耐旱性分析。结果表明,3个转化体在回交转育过程中,多世代间遗传稳定。苗期不同转化体玉米在干旱胁迫24 d后复水仍能正常生长;对照材料胁迫后叶片卷曲至萎蔫,复水后无法恢复生长。通过对丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等生理生化指标的跟踪监测发现,干旱胁迫条件下转基因玉米的MDA含量低于对照约20%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性高于对照20%,降低玉米细胞膜氧化损伤来增强转基因玉米耐旱胁迫能力,与玉米耐旱表型一致。成熟期干旱条件下,对照玉米果穗变小,穗长变短,穗重减轻。转基因杂交种的粒重和百粒重显著高于对照,其中杂交种NKYGA09*X923-1百粒重高于对照杂交种21.21%,表现出潜在的育种价值。