葡萄ZTL、COP1基因的鉴定及其在不同光质和转光条件下的表达分析

【目的】在葡萄试管苗离体培养下,研究不同波长对基因ZTL、COP1表达的影响。【方法】以‘红地球’葡萄(Vitis vinifera‘Red Globe’)试管苗为材料,经RT-PCR法克隆获得葡萄ZTL、COP1基因全长cDNA,并利用生物信息学分析了以上基因的理化性质、蛋白质二级结构、亚细胞定位以及系统进化树。利用q RT-PCR技术分析了以上基因在不同光质处理下表达量的变化情况。利用荧光参数系统分析不同光质对葡萄试管苗生长的影响。【结果】ZTL的分子式为C1972H3107N553O576S20,是亲水性稳定蛋白,脂溶性较差;COP1的分子式为C832H1291N209O225S9,是疏水性稳定蛋白,脂溶性较好。ZTL和COP1的二级结构均由α-螺旋、β-转角、无规则卷曲和延伸链结构组成;亚细胞定位分析结果显示,ZTL、COP1均位于细胞质中;系统进化分析表明,ZTL与桃的亲缘关系最近,COP1与其他物种的亲缘关系均较远,单独聚为一个亚族。在不同光质处理后ZTL均为上调表达,其中白光转蓝光、红光、红光转白光、红光转蓝光和蓝光转红光处理后分别上调达11.2、22.3、12.0、32.9和19.6倍。不同光质处理后COP1基因的表达呈现不同的变化趋势:红光转蓝光处理后,COP1上调1.97倍,红光处理后表达量无显著变化,其他光质处理后均为下调表达,其中蓝光转白光和蓝光转红光处理后下调达18倍。荧光参数分析表明,qP、qN、NPQ和F_v/F_m在转光培养中表达活跃,均在红光转蓝光的转光培养下表达量最高。【结论】ZTL在葡萄转光培养中表达活跃,均呈显著上调趋势,而COP1总体表现为下调趋势。

高羊茅生物钟基因FeZTL的克隆、亚细胞定位及表达分析

ZTL基因是控制植物生理节律和开花的关键因子,其表达受光周期和生物钟的调控。为揭示高羊茅ZTL(命名为FeZTL)的生物学功能,采用RACE技术克隆得到FeZTL基因的全长cDNA序列并进行表达分析和亚细胞定位。结果显示,FeZTL基因cDNA全长1785 bp,有一个长度为1344 bp的开放阅读框,编码447个氨基酸;FeZTL与禾本科植物的同源蛋白亲缘关系较近。其中,与二穗短柄草、节节麦、短药野生稻ZTL氨基酸序列相似性分别为89.69%、89.29%、83.61%。将构建的目的蛋白与GFP融合表达载体经共聚焦显微镜观察,发现FeZTL蛋白主要定位在细胞核。实时荧光定量分析叶片中的表达量,发现FeZTL基因在不同光照处理下的表达都呈现出昼夜振荡节律。由此得出,FeZTL基因的表达受生物钟和光周期的调控。