过表达苹果多肽激素基因MdCEP1促进花青苷积累

以‘王林’苹果(Malus×domestica‘Orin’)愈伤组织为试材,初步探讨苹果多肽激素Md CEP1(C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE1)在调控花青苷合成方面的作用。分析显示Md CEP1位于苹果第15号染色体,只有1个外显子。蛋白序列比对显示不同物种中CEP结构域非常保守。启动子分析表明,Md CEP1启动子序列包含多个顺式作用元件,包括与分生组织有关的CAT-box元件、赤霉素响应元件(P-box)、光响应元件(MNF1)和与类黄酮合成相关的MYB类蛋白结合位点(MBSI)。通过农杆菌介导的遗传转化获得Md CEP1转基因苹果愈伤组织,进一步分析发现过表达Md CEP1能够明显促进愈伤组织花青苷积累,并且促进花青苷合成相关基因的表达。Md CEP1在拟南芥中异位表达,同样能够促进拟南芥中花青苷的积累,并且促进拟南芥花青苷合成相关基因的表达。研究结果表明,Md CEP1能够正调控苹果花青苷的合成。

苹果多肽激素及其编码基因MdCEP1调控拟南芥根系发育

植物多肽激素是一类经剪切后形成具有特殊功能的成熟的多肽。以‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)为研究试材,初步探讨多肽激素C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE1(CEP1)调控根系生长发育的机理,为苹果多肽激素的研究奠定基础。扩增获得多肽激素基因MdCEP1(MDP0000886459),其开放阅读框为366 bp,编码121个氨基酸。进化树分析表明,苹果MdCEP1与白梨的PbCEP1亲缘关系最近。表达分析显示MdCEP1在苹果根和茎中表达量最高,在叶和果实中相对较低;基因表达响应显示MdCEP1表达受到生长素的调控,低浓度生长素明显上调,而高浓度生长素显著抑制MdCEP1表达。外施人工合成小肽MdCEP1p^(Hyp)对拟南芥根系发育起到明显抑制作用,主根变短,侧根数减少。在拟南芥中异位表达MdCEP1,同样表现出主根变短,侧根数减少。qRT-PCR分析结果显示,外源MdCEP1p^(Hyp)处理和过表达MdCEP1均明显抑制了拟南芥根系生长素合成与转运相关基因的表达。研究结果表明MdCEP1在根系生长发育过程中起到了负调控作用。