裸子植物PHY基因GAF结构域纯化选择位点的研究

光敏色素分子由位于N端的光感受区和位于C端的光调节区组成.光感受区包括PAS(Per/Arndt/Sim)、GAF(cGMP phosphodiesterase/adenyl cyclase/FhlA)以及PHY(phytochrome domain)结构域,光调节区包括PAS1、PAS2以及HKRD(histidine kinase related domain)结构域.GAF结构域是发色团结合的部位,高度保守.该结构域的保守性是确保光敏色素光逆转和光信号转导等功能正常运行的先决条件之一.为了研究裸子植物PHY的GAF结构域经历纯化选择作用的位点,本文基于位点模型对裸子植物中68条GAF结构域序列所受到的选择压力进行分析.结果表明:在GAF结构域中,有41个位点经历了纯化选择作用,其中有16个位于α螺旋结构区,有15个位于β折叠结构区,有3个位于套索区,另外7个位点位于这些结构之间,这说明,相对于其他区域,α区和β区在功能上更为保守.

基于phy基因的双边界植物表达载体构建

采用同源克隆方法从泡盛曲霉中克隆了1515bp的植酸酶基因,与黑曲霉(A.niger963)phyA2的核苷酸同源性为95%。以植物表达载体pTTBUG8为基础,构建了由35S启动子调控、具有磷高效利用功能基因(phy)的双边界植物表达载体pBSP。解决了bar基因及其产物PAT蛋白的安全性及产权等问题,并为植物养分高效利用基因工程研究奠定了重要基础。

甘蓝型油菜光敏色素(PHY)家族基因的鉴定及表达分析

光敏色素(phytochrome,PHY)作为植物体内感受红光和远红光的受体,在植物的避荫反应及生物、非生物胁迫响应中起重要的调节作用。鉴定甘蓝型油菜中PHY家族基因并解析其分子机理,有助于提高油菜光能利用率,培育抗逆性强、适合密植直播和机收的油菜品种。为了研究PHY基因在甘蓝型油菜(Brassica napus L.)中的家族特征,以5个拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtPHY基因为基础序列,在甘蓝型油菜、甘蓝(B.oleracea)、白菜(B.rapa(Lour.)Rupr.)、黑芥(B.nigra)、芥菜型油菜(B.juncea)和埃塞俄比亚芥(B.carinata)中分别鉴定出11个、6个、5个、5个、10个和9个PHY基因。生物信息学分析结果显示PHY基因在芸薹属中高度保守。在甘蓝型油菜11个BnaPHY基因中,PHYA亚组成员主要在根中表达,PHYB亚组主要在叶片中表达。此外PHYA和PHYB均显著受高温和低温胁迫的调控,而非生物胁迫和激素处理对PHY基因表达的影响不明显。春化处理中的PHYB亚组表达量下调,PHYC和PHYE亚组表达量则上调,而在PHYA亚组只有部分基因表达量上调。大部分PHY基因表达明显受核盘菌抑制,有两个PHYA成员的表达明显受核盘菌诱导。