性别决定基因TASSELSEED2在水稻中的功能歧化性浅析
本文选题:水稻 + 玉米 ; 参考:《华北农学报》2017年03期
【摘要】:花器官的发育不仅影响农作物的生产,通过性别决定产生单性花的机制亦是重要的基础理论问题。TASSELSEED2基因是与JA合成有关的调控玉米单性雄花产生的性别决定基因,对一些植物中TS2同源基因的表达分析表明TS2蛋白可能在进化过程中产生了功能歧化。为探究TS2蛋白在进化过程中其功能是否发生了歧化,首先通过生物信息学手段对水稻和玉米的TS2基因进行了比较分析,分子进化分析表明,TS2基因在一些植物中可能并不仅仅局限于抑制雌蕊发育的性别决定功能。因此,猜测两性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能。利用蛋白质三维结构预测软件,发现水稻TS2基因编码典型的SDR蛋白,含有保守的GASGIG和YTASK基序,其作用底物可能与玉米TS2蛋白类似。启动子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素应答元件存在差别。随后,利用RNA-seq数据进行了OsTS2与玉米TS2的组织器官表达分析,并利用实时荧光定量技术考察外源Me JA喷施处理对OsTS2与玉米TS2基因表达的影响。结果表明,OsTS2主要在花序中表达,经外源MeJA处理后其表达量明显升高;而玉米TS2在雄穗分化关键期的叶片中表达量最高,其表达量基本不受外源Me JA影响。OsTS2与玉米TS2表达方面的差异提示水稻TS2可能具有与玉米TS2不同的功能,为深入了解TS2在两性花植物中的功能提供了线索。
[Abstract]:The development of floral organs not only affects the production of crops, but also the mechanism of producing unisexual flowers through sex determination. TASSELSEED2 gene is a sex determinant gene related to JA synthesis that regulates the production of male unisexual flowers in maize. The analysis of TS2 homologous gene expression in some plants suggests that TS2 protein may produce functional disambiguation during evolution. In order to investigate whether the function of TS2 protein has been disproportionated during evolution, the TS2 gene of rice and maize was compared and analyzed by bioinformatics. Molecular evolution analysis indicated that the TS2 gene in some plants may not be limited to the sex-determining function that inhibits the development of pistil. Therefore, it is speculated that TS2 in hermaphroditic plant rice may have other functions. Using the software of protein three-dimensional structure prediction, it was found that rice TS2 gene encodes typical SDR protein, containing conserved GASGIG and YTASK motifs, and its substrate may be similar to maize TS2 protein. Promoter analysis showed that there were differences in hormone response elements between OsTS2 and maize TS2. Then, the tissue and organ expression of OsTS2 and maize TS2 were analyzed by RNA-seq data, and the effect of exogenous me JA spraying on the expression of TS2 gene in OsTS2 and maize was investigated by real-time fluorescence quantitative technique. The results showed that OsTS2 was mainly expressed in inflorescences, and the expression of TS2 in maize was the highest in the leaves at the critical stage of spike differentiation, and the expression of OsTS2 was significantly increased after treatment with exogenous MeJA. The difference between the expression of rice TS2 and maize TS2 suggests that rice TS2 may have different function from maize TS2, which provides clues for further understanding the function of TS2 in hermaphrodite flower plants.
【作者单位】: 沈阳农业大学生物科学技术学院辽宁省农业生物技术重点实验室;农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(31071422)
【分类号】:S511
【参考文献】
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1 徐乾坤;任德勇;李自壮;曾大力;郭龙彪;钱前;;水稻小穗颖壳发育的研究进展[J];中国水稻科学;2016年01期
2 朱昀;王猛;贾志伟;练云;金颖;王国英;;一种从富含多糖的玉米幼穗中提取RNA的方法[J];植物学通报;2007年05期
3 俞竹青;朱骏;高菊芳;杨仲南;;水稻P0491E01基因调控花药发育的功能分析(简报)[J];分子细胞生物学报;2006年05期
【共引文献】
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1 郭盈盈;候志鹏;钟鸣;陈丽静;马慧;张丽;徐正进;李浩戈;;性别决定基因TASSELSEED2在水稻中的功能歧化性浅析[J];华北农学报;2017年03期
2 郑鸿昌;刘涛;吕恃衡;陈建军;何水林;潘东明;陈桂信;;夜香树均一化全长cDNA文库的构建及EST分析[J];热带亚热带植物学报;2016年01期
3 张园园;赵吉强;姜丽君;史艳慧;陈磊;郭善利;宋建成;Paula E Jameson;;玉米成熟子粒RNA提取方法的改良与优化[J];玉米科学;2015年04期
4 王艳;高疆生;金强;冯一峰;唐都;张锐;;不同RNA提取方法在南疆特色果树上的应用[J];新疆农业科学;2015年03期
5 于萍;马良;陈小兵;安丽平;黄进勇;;白芥叶片总RNA提取方法的比较研究[J];郑州大学学报(理学版);2013年04期
6 李余良;张丽华;赵楠;胡建广;刘建华;郑锦荣;;富含多糖甜玉米幼穗RNA提取及高温胁迫基因表达分析[J];玉米科学;2013年04期
7 李琴;王健;赵钟鑫;尚啸;;三色堇花瓣总RNA3种提取方法的比较[J];江苏农业科学;2013年05期
8 李浩戈;刘彦飞;钟鸣;陈丽静;张丽;林景卫;崔振海;;玉米MADS-box基因ZAG3的表达及功能分析[J];华北农学报;2012年05期
9 刘艳娜;李育奇;宋婷婷;于凤鸣;;观赏海棠不同组织中RNA的几种提取方法[J];北京农学院学报;2012年04期
10 容天聚;文国松;钱雄;查应洪;徐绍忠;;两种铁皮石斛总RNA提取方法的比较研究[J];云南农业大学学报(自然科学);2012年05期
【二级参考文献】
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1 REN De-yong;LI Yun-feng;WANG Zeng;XU Fang-fang;GUO Shuang;ZHAO Fang-ming;SANG Xian-chun;LING Ying-hua;HE Guang-hua;;Identification and Gene Mapping of a multi-floret spikelet 1 (mfs1) Mutant Associated with Spikelet Development in Rice[J];Journal of Integrative Agriculture;2012年10期
2 ;ELE restrains empty glumes from developing into lemmas[J];遗传学报;2010年02期
3 何振艳,徐文忠,杨学习,麻密;提取蕨类植物蜈蚣草总RNA的一种有效方法[J];植物学通报;2005年02期
4 杜中军,徐兵强,黄俊生,王家保,徐立;一种改进的富含多糖的芒果组织中完整总RNA提取方法[J];植物生理学通讯;2005年02期
5 袁明珠,温柔,刘吉升,c灿⑹,
本文编号:1810049
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