芥蓝SPL基因家族鉴定及表达分析

SPL存在于所有绿色植物中,在植物生长发育及叶片形成中起着重要的作用。该研究以‘改良香菇’芥蓝为材料,采用生物信息学方法,对芥蓝SPL家族(BoSPL)进行全基因组鉴定及分析;采用PCR技术克隆BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2基因,并对芥蓝不同生长时期及不同组织部位进行定量分析,为揭示‘改良香菇’芥蓝叶片发育过程的分子机制以及培育芥蓝新品种奠定基础。结果表明:(1)BoSPL家族共有31个成员,编码区蛋白质氨基酸长度在157~1028 aa之间,BoSPL蛋白质的氨基酸均没有信号肽,属于非分泌蛋白;亚细胞定位预测结果显示,所有的BoSPL家族成员均有定位在细胞核上,少数成员有定位在液泡、叶绿体和细胞质中;BoSPL家族基因包含内含子数量为1~9个,所有成员均包含SBP保守结构域;系统进化分析显示,BoSPL可以分为8个进化群亚组,各群基因数量不等,且BoSPL进化关系与AtSPL相似。(2)成功克隆到BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2基因,并成功构建pCAMBIA1302-35S-BoSPL3-1-GFP、pCAMBIA1302-35S-BoSPL10-2-GFP和pCAMBIA1302-35S-BoSPL11-2-GFP重组质粒,经根癌农杆菌GV3101介导瞬时转化烟草下表皮细胞,激光共聚焦显微镜检测表明,BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2均定位在细胞核中,与预测结果一致。(3)qRT-PCR分析显示,BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2在‘改良香菇’芥蓝叶片中相对表达量均较高,但3个基因在叶肉中的相对表达量无明显差异,而BoSPL10-2在花状变形叶中却显著高表达,推测其可能与花状变形叶形成相关。