板栗CmFT基因的克隆及功能分析

【目的】FT(FLOWERING LOCUS T)是成花素基因,探究板栗(Castanea mollissima)CmFT的生物学功能。【方法】在板栗基因组数据库中,检索并克隆板栗FT同源基因,对其基因结构、编码蛋白进行分析。利用荧光定量PCR测定CmFT的时空表达情况。通过亚细胞定位分析CmFT在细胞中的表达位置。通过对CmFT过量表达拟南芥(Arabidopsis thaliana)的开花性状分析,验证CmFT的生物学功能。【结果】CmFT开放阅读框长度为525 bp,编码174个氨基酸,具有保守的PEBP结构域,定位于细胞核。CmFT在叶片和茎尖均有较高表达,并且于7月在叶片中的表达水平达到峰值。在拟南芥中过表达CmFT可提高开花促进基因AtFT、LEAFY(AtLFY)、SUPPRESSOR OF CONSTANS OVEREXPRESSION 1(AtSOC1)及开花抑制基因TERMINAL FLOWER1(AtTFL1)和FLOWERING LOCUS C(AtFLC)的表达水平,并导致植株提前开花。【结论】CmFT为板栗开花素基因,可促进成花。

板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析

【目的】褐变过程与多酚氧化酶(Polyphenol oxidases,PPO)密切相关,通过板栗PPO基因家族鉴定及生物信息学分析,为深入阐明PPO蛋白质的功能提供依据。【方法】从最新发布的板栗基因组数据库中鉴定到3个PPO基因:CmPPO1(BUA.CMHBY222345)、CmPPO2(BUA.CMHBY216654)、CmPPO3(BUA.CMHBY216989),并利用生物信息学方法,对其序列和基因编码蛋白的理化性质、结构功能等进行预测。【结果】(1)3个基因的CDS全长分别是1794、1809和1809 bp,分别编码氨基酸序列597、602和602 aa,属于亲水酸性蛋白质,不存在跨膜区,为非分泌蛋白。(2)CmPPOs蛋白酶的二级结构无规则卷曲比例最高,三级空间结构模型分析与蔷薇科苹果酪氨酸酶结构(MdPPO1)序列同源性超过70%。(3)对苹果、马铃薯和板栗3个易褐变物种的23个PPO基因编码蛋白进行多序列比对和保守结构域分析,明确板栗PPO和蔷薇科苹果有较高同源性。(4)对不同品种板栗仁中的PPO基因进行表达分析,只检测到CmPPO1,且表达量与酶活性相关性不显著,表明板栗仁中PPO活性不能直接影响褐变程度,不同品种褐变程度与PPO表达量呈显著相关。【结论】板栗PPO基因家族3个成员中,不同品种CmPPO1表达量与果实受热褐变程度呈显著相关。本研究为板栗抗褐变育种提供了新的基因资源,但鉴于PPO存在同工酶,表达调控机制比较复杂,特异表达和时空差异性有待进一步研究。