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2个玉米ZmCRY1a基因的克隆及其响应光质处理的表达模式

发布时间:2019-01-16 07:42
【摘要】:隐花色素(cryptochrome,CRY)是植物蓝光的主要受体,参与其调节生长发育及生物钟过程。为研究隐花色素在玉米光形态建成及生物钟调控方面的作用,本研究利用同源克隆的方法得到玉米自交系B73的2个ZmCRY1a基因的c DNA序列,分别命名为ZmCRY1a1和ZmCRY1a2。这2个基因的编码区(coding DNA sequence,CDS)序列长度都为2124个核苷酸,编码707个氨基酸。生物信息学分析表明ZmCRY1a1和ZmCRY1a2推测的氨基酸序列均包含DNA photolyase、FAD binding和Crytochrome C结构域;与拟南芥及其他常见作物的CRY比对并构建系统发育树显示,这2个基因与水稻Os CRY1a氨基酸序列一致性最高,而与拟南芥和大豆等双子叶植物的CRY1氨基酸序列一致性相对较低。利用实时荧光定量PCR分析了ZmCRY1a1和ZmCRY1a2在不同器官及响应光质、光质转换及长日照与短日照处理的表达模式。在检测的器官中,ZmCRY1a1的表达丰度均高于ZmCRY1a2;这2个基因在成株期叶片中表达丰度最高,分别是根中ZmCRY1a1的52.1倍和6.2倍。相对于黑暗下,二者在各种持续光质中的表达丰度均较高,尤其在蓝光和远红光条件下。尽管是作为编码蓝光受体的基因,2个ZmCRY1a的表达却能强烈地响应远红光和红光转换处理。同样二者也能响应不同光周期处理,长日照条件下,ZmCRY1a1的转录在一个光周期内共出现5个峰值,而ZmCRY1a2的转录只有4个峰值;短日照条件下,2个ZmCRY1a的表达出现了极其相似的模式,均在进入黑暗后10 h和14 h时出现2个最高峰。由此推测2个ZmCRY1a可能在玉米光形态建成与开花调节中发挥重要作用。
[Abstract]:Cryptoanthocyanin (cryptochrome,CRY) is the main receptor of plant blue light, which is involved in the regulation of growth and development and biological clock process. In order to study the role of cryptosin in the regulation of light morphogenesis and biological clock in maize, the c DNA sequences of two ZmCRY1a genes of maize inbred line B73 were obtained by homologous cloning, named ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2., respectively. The coding region (coding DNA sequence,CDS) length of the two genes was 2124 nucleotides encoding 707 amino acids. Bioinformatics analysis showed that the deduced amino acid sequences of ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2 contained DNA photolyase,FAD binding and Crytochrome C domains. Alignment of CRY with Arabidopsis thaliana and other common crops and construction of phylogenetic tree showed that the two genes were the most consistent with Os CRY1a amino acid sequence of rice, but low with CRY1 amino acid sequence of Arabidopsis and soybean dicotyledonous plants. Real-time fluorescence quantitative PCR was used to analyze the expression patterns of ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2 in different organs and response to light quality, light quality conversion and long and short day exposure. In the tested organs, the expression abundance of ZmCRY1a1 was higher than that of ZmCRY1a2;, which was 52.1 and 6.2 times higher than that of ZmCRY1a1 in root, respectively. Compared with the dark, both of them had higher expression abundance in various persistent light quality, especially in blue light and far red light. Although they are genes encoding blue light receptors, the expression of two ZmCRY1a strongly responds to far red light and red light conversion processes. The same can also respond to different photoperiod treatments. Under the condition of long sunlight, the transcription of ZmCRY1a1 appeared 5 peaks in one photoperiod, while the transcription of ZmCRY1a2 was only 4 peaks. Under the condition of short sunlight, two ZmCRY1a expression patterns appeared very similar, and the two peaks appeared at 10 h and 14 h after darkness. It is suggested that two ZmCRY1a may play an important role in maize light morphogenesis and flowering regulation.
【作者单位】: 山西大学生物工程学院;中国农业科学院作物科学研究所;中国农业科学院研究生院;北京市辐射中心;山西省农业科学院作物科学研究所;
【基金】:国家重点研发计划试点专项项目(SQ2016ZY03002918) 国家转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08010002-003-002) 国家自然科学基金项目(3157026) 北京市自然科学基金(重点)项目(6151002) 中国农业科学院科技创新工程项目资助~~
【分类号】:S513

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本文编号:2409608

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