卷丹百合LlARR1及其在珠芽形成过程中的表达分析

【目的】克隆了卷丹百合Lilium lancifolium珠芽中LlARR1并对其进行基因表达分析,为分析LlARR1基因在卷丹珠芽形成过程中的作用机制奠定基础。【方法】通过分析珠芽形成过程的转录组数据,筛选到一个注释为ARR1的差异表达的转录本。通过PCR技术,以卷丹混合叶腋cDNA为模板克隆了ARR1的同源基因,并利用相关生物信息学软件对该基因编码的蛋白质结构进行预测;通过荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了LlARR1在珠芽发生发育过程中的表达模式,并探究了其对不同激素处理的响应。【结果】LlARR1的CDS全长为2148 bp,编码715个氨基酸,不存在跨膜运输结构,属于B型ARR蛋白家族。qRT-PCR结果显示,LlARR1在S0、S1时期表达趋势与转录组数据相一致。LlARR1在卷丹百合叶腋处表达量最高,且在S0时期植株茎秆上部表达量显著高于茎秆下部。同时,其在自然发生珠芽的百合品种中叶腋处的表达量显著高于自然条件下不可发生珠芽的百合品种。说明LlARR1主要在叶腋处发挥功能,并可能在卷丹珠芽发生过程中具有正调控作用。LlARR1的表达在S2(珠芽绿球期)有一个小峰值,推测其在珠芽发育过程中也发挥作用。与对照植株相比,IAA、GA3处理均显著抑制了LlARR1在S0时期的表达,但NPA处理缓解了IAA对LlARR1的抑制;GA3处理在后期的发育过程中促进其表达。推测LlARR1可能参与了生长素和赤霉素调控的珠芽发生发育途径。【结论】LlARR1表达模式分析发现,LlARR1在卷丹珠芽准备发生时期表达水平较高,且可以在叶腋处大量表达,表明LlARR1可能参与了卷丹珠芽的发生和发育,并在该过程中发挥作用。