野生大豆GsLFY和GsAP1基因的克隆及功能初步分析.pdf

1、高等植物在長期的進化過程中中形成一套精細的信號調(diào)控系統(tǒng)，促使自身能夠完成自我生長與有性繁殖的重要歷程。開花是高等植物個體發(fā)育的中心環(huán)節(jié)，包括開花時間的控制、花分生組織的形成以及花器官的發(fā)育等，是一個多因子系統(tǒng)控制的過程。在擬南芥中，各條開花途徑整合在一起激活下游的花分生組織屬性基因，如LEAFY（LFY）和APETALA1（AP1）基因等。LFY和AP1主要參與植物花分生組織的形成、開花時間的調(diào)控以及花器官的發(fā)育。
　　本研究的主

2、要內(nèi)容是參與野生大豆花發(fā)育過程中LFY同源基因和AP1同源基因的克隆、表達以及功能初步分析，以期為野生大豆花發(fā)育機理的相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。
　　首先，從野生大豆花器官的cDNA中克隆了GsLFY和GsAP1，測序獲得了兩個基因的序列信息，運用生物信息學的手段進行分析。GsLFYmRNA全長1224bp，編碼407個氨基酸，GsLFY編碼的蛋白序列包括一個LFY/FLO結(jié)構(gòu)域，屬于LFY/FLO基因家族。GsAP1mRNA全長711b

3、p，編碼236個氨基酸，GsAP1編碼的蛋白序列含有一個MADS-box結(jié)構(gòu)域，屬于MADS-box基因超家族。CTAB法提取野生大豆葉片的DNA，在gDNA中克隆得到了兩個基因的全長。GsLFYgDNA全長2585bp，包含三個外顯子和兩個內(nèi)含子;內(nèi)含子在基因中存在的位置具有明顯的保守性。GsAP1gDNA全長5400bp，包含八個外顯子和七個內(nèi)含子。
　　對兩個序列推導的氨基酸序列進行了系統(tǒng)進化樹的分析，結(jié)果顯示兩個基因與百脈

4、根、大豆及蒺藜苜蓿聚為一類，同屬于豆科，與物種的進化關(guān)系十分近似。
　　利用實時熒光定量PCR技術(shù)對GsLFY和GsAP1在不同組織以及不同發(fā)育時期中的表達情況進行了分析，結(jié)果顯示GsLFY在根、花以及種子中表達，在莖、葉、莖尖中不表達;在四輪不同花器官中的表達顯示GsLFY在花萼和雄蕊中表達，在花瓣和心皮中不表達。GsAP1主要在花中表達，在根、莖和種子中有微弱的表達，在其他組織中不表達;在四輪花器官中中的花瓣和萼片中表達，并且

5、在花萼中的表達量顯著高于花瓣。GsAP1屬于A類基因，此結(jié)果證明了這一點。兩個基因在花不同發(fā)育時期的表達趨勢相同，不是一直處于表達量上升狀態(tài)，在花芽向花蕾發(fā)育的過程中表達量下降。在種子不同發(fā)育時期的表達分析表明，GsLFY在開花后35天的表達水平較高，隨后略有下降，之后一直升高;而GsAP1則在20天表達水平較高，隨后略有下降，30天上升后又稍微下降后再上升，在40-45天達到最大值，之后又有所降低。
　　構(gòu)建酵母表達載體后，酵母