葡萄CYP707A基因家族的鉴定及对果实成熟的功能验证

【目的】CYP707A是细胞色素P450家族的亚家族成员,所编码的ABA8'-羟化酶是ABA分解代谢的关键酶,对植物生长发育起着重要作用。鉴定葡萄CYP707A基因家族,可为进一步研究葡萄果实成熟机理和生物育种技术提供理论依据。【方法】利用生物学信息方法分析葡萄中CYP707A家族基因的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性、系统进化关系及启动子区顺式作用元件等,并利用RT-q PCR分析VvCYP707A基因在葡萄不同品种(早熟和中熟)的时空表达模式、组织表达模式以及对外源ABA处理的响应模式,并利用果实瞬时表达技术对Vitvi07g01751进行功能验证。【结果】葡萄基因组鉴定出5个VvCYP707As基因,分布于5条染色体,其中Vitvi02g01269、Vitvi07g01751和Vitvi18g00792为片段复制基因。CYP707A基因家族高度保守,其中,基因结构和蛋白基序相似,亚细胞定位均位于内质网;VvCYP707A启动子区域富含与生长发育和激素响应相关的顺式作用元件,均含有ABA激素响应元件;通过RT-qPCR检测基因的表达模式发现,VvCYP707A基因具有时空特异性和组织特异性,主要在果实的幼果期与膨大期和茎、叶组织中高表达,其中Vitvi07g01751基因在早熟品种‘甬早红’膨大期果实中特异性高表达,且在两个品种间的表达模式一致,随着果实的成熟其表达先升高后降低。外源ABA处理下VvCYP707A分为两种表达模式,在浆果肉中外源ABA可诱导5个VvCYP707A基因高表达,在浆果皮中会显著抑制VvCYP707A基因的表达;在葡萄果实中瞬时表达Vitvi07g01751,葡萄的糖度积累缓慢,显著增加编码ABA的受体VvPYL4基因表达量,推测了Vitvi07g01751介导ABA调控葡萄果实成熟的机制。【结论】研究结果揭示了葡萄Vitvi07g01751在果实成熟中起着重要作用。

结缕草种子中NCED基因和CYP707A基因的克隆及其表达动态

ABA是抑制种子萌发的主要激素,而9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)和8’-羟化酶(CYP707A)是控制ABA合成及代谢的关键基因。为了解基因表达水平与种子萌发率之间的关系,以2种萌发率不同的结缕草(Zoysia japonica)海青一号(H1)和野生型(WT)结缕草种子为材料,克隆CYP707A基因目的片段,通过Real-timePCR测定2种结缕草种子在不同吸胀时间的NCED和CYP707A基因表达水平。结果表明:NCED和CYP707A基因在不同吸胀时间和不同材料中基因表达水平不同,在萌发率较高的海青一号(H1)种子吸胀过程中,NCED基因和CYP707A基因表达持续升高,在萌发率较低的野生型(WT)结缕草种子吸胀过程中NCED和CYP707A基因表达量先升高,随后又降低到较低水平,NCED基因和CYP707A基因在萌发率不同的2种结缕草种子吸胀过程中的表达存在差异,说明种子的萌发率不仅与ABA含量有关,还与ABA代谢速率有关,体现两者在影响种子萌发率过程中相互协作,相互平衡的关系。