‘南通小方柿’DkADH1基因遗传转化及功能分析

[目的]研究‘南通小方柿’(Diospyros kaki Linn.‘Nantongxiaofangshi’)乙醇脱氢酶基因DkADH1的功能,阐明其在柿果脱涩过程中的作用。[方法]构建了DkADH1基因植物双元表达载体,通过农杆菌介导法将该基因转入番茄中。以转基因和非转基因番茄株系的不同组织为材料,钨酸钠-钼酸钠比色法测定可溶性单宁含量,并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测原花青素(PA)合成途径相关基因的表达情况。[结果]经PCR和RT-PCR检测,获得了3个转DkADH1基因番茄株系。过量表达DkADH1基因的转基因番茄植株的叶片、花、果实中可溶性单宁含量均显著低于非转基因番茄植株。qRTPCR显示:转基因植株不同组织中PA合成途径相关基因F3'5'H、LAR、MYB4和PAL的表达量与非转基因植株相比均显著下调。[结论]DkADH1能降低植物可溶性单宁的含量并抑制其生物合成途径相关基因的表达,与柿果脱涩密切相关。

‘南通小方柿’赤霉素不敏感基因DkGAI2的克隆与功能分析

【目的】对DkGAI2的亚细胞定位及表达特性进行分析,并将DkGAI2转化烟草,分析转基因烟草的生理和形态指标,为GAI的深入研究提供理论基础。【方法】以‘南通小方柿’高通量转录组测序结果中标注的GAI2为原始序列(未发表),利用RT-PCR,3′RACE和5′RACE技术从‘南通小方柿’中克隆得到DkGAI2的序列全长。利用生物信息学分析其序列特征,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析DkGAI2在‘大方柿’及‘南通小方柿’5个不同物候期的表达特性以及DkGAI2在‘南通小方柿’不同组织中的表达特性,构建瞬时表达载体pCAMBIA-GFP-1302-DkGAI2,并瞬时侵染烟草分析DkGAI2的亚细胞定位,通过构建DkGAI2植物双元表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草,经过GUS染色、RT-PCR对转基因烟草株系进行鉴定;并将野生型和转基因烟草移栽,于第一朵花开放时测定转基因植株的株高、节间长度、叶片长宽比以及GA1和GA4含量。【结果】从‘南通小方柿’中克隆得到了1827 bp的DkGAI2,DkGAI2核苷酸序列与猕猴桃(KF588651.1)、光皮烨(MF149049.1)、砂梨(KX078214.1)、苹果(FJ535245.1)、葡萄(MG738718.1)的相似度达72%-80%,DkGAI2具有DELLA蛋白家族特有的DELLA结构域,属于DELLA蛋白基因家族。DkGAI2编码608个氨基酸,相对分子质量为66.5 kD,理论等电点为5.54,不稳定系数为50.41,无明显疏水区,无跨膜区,无信号肽。序列系统进化分析结果显示,DkGAI2与葡萄亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,DkGAI2在‘南通小方柿’5个不同物候期的表达量都高于‘大方柿’;DkGAI2在‘南通小方柿’不同组织中表现出组织表达特异性,其中,在老叶中表达量最高,其次为茎尖和幼叶,而在幼果中几乎不表达。pCAMBIA-GFP-1302-DkGAI2融合蛋白的绿色荧光信号位于细胞核中,表明DkGAI2编码蛋白位于细胞核。经过GUS染色和RT-PCR检测,共获得5个转DkGAI2烟草株系,转基因烟草叶片GA1含量增加,GA4含量降低,GA1和GA4总含量降低,且转基因烟草植株出现植株矮化、节间缩短、叶片长宽比降低及花期延迟的表型。【结论】DkGAI2具有组织表达特异性,定位于细胞核,DkGAI2在‘南通小方柿’5个不同物候期的表达量均高于‘大方柿’。推测DkGAI2可能通过降低GA4的含量进而引起植株矮化。