短花针茅StbCRY1和StbCRY2基因克隆与表达差异分析

短花针茅(Stipa breviflora)是荒漠草原的优势物种,兼具优秀的饲用价值和稳固水土的重要作用,其生殖生长受外界环境的影响较大。探究野外短花针茅生长发育过程中的CRY1、CRY2蛋白对不同环境条件的响应关系,可以为进一步研究蓝光受体隐花色素在不利环境条件下短花针茅生长发育中的调控机制提供有用的信息。以短花针茅转录组数据为基础,利用RACE技术得到生物钟相关基因StbCRY1和StbCRY2 ORF,其编码区分别为2 695 bp和2 176 bp。二者编码酸性蛋白质,皆是亲水蛋白质。Stb CRY1蛋白具有Phr B结构域和Cry-C结构域,Stb CRY2蛋白具有PhrB结构域。进化树分析表明短花针茅CRY1蛋白与野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)和普通小麦(Triticum aestivum)CRY1进化关系较为相近,短花针茅CRY2蛋白与大麦(Hordeum innermongolicum)CRY2蛋白亲缘关系相近。利用生物信息学工具预测蛋白质二级结构,两种蛋白质出现α螺旋、无规线团概率为40%左右,出现β转角、延伸链的概率较小。共聚焦定位分析表明StbCRY1和Stb CRY2主要定位于细胞核,少量定位于细胞质。同时利用实时荧光定量PCR技术对不同环境条件、不同开花时期短花针茅营养枝与生殖枝中StbCRY1和StbCRY2基因的表达差异进行分析发现,在增温施氮处理下,短花针茅生殖枝两种基因在开花期表达水平受增温和施氮处理的影响较大,增温施氮交互作用下影响尤为明显,开花中期表达量下调最为显著;营养枝叶片中StbCRY1和StbCRY2主要对增温处理有较明显的响应,不同开花时期表达量都与对照组表达量存在显著差异。该文可以为进一步探究气候变化情况下荒漠草原短花针茅生长发育的分子响应机制以及提供基础数据。

短花针茅StbCO和StbFT基因全长的克隆与表达差异分析

光周期调控在植物从营养生长到生殖生长的转变过程中起重要作用,CO和FT基因位于光周期途径的关键位点。参照转录组数据对响应短花针茅开花的主要调控基因StbCO和StbFT基因进行了克隆、亚细胞定位和表达分析,研究短花针茅植物开花与气候变化的响应规律。结果表明,StbCO和StbFT基因全长分别为2065bp和1389bp,分别包含1179bp和534bp的完整编码区。亚细胞定位发现,StbCO蛋白位于细胞核,StbFT蛋白分布于细胞质和细胞核。增温和施氮处理下,StbCO和StbFT基因在短花针茅开花的不同时期表达量有较大差异,为进一步解析其在短花针茅开花过程中的功能提供了有用的信息。