巴西橡胶树GolS和RS家族基因理化特性与表达特征分析

发布时间：2021-08-06 14:55

　　肌醇半乳糖苷合成酶（galactinol synthase, GolS）和棉子糖合成酶（raffinose synthase, RS）是棉子糖系列寡糖（raffinose family oligosaccharides, RFOs）代谢的重要酶,广泛参与植物的生长发育以及逆境胁迫抗性等。本研究基于橡胶树基因组数据库平台,分离鉴定Gol S和RS家族成员,重点分析其表达模式,以了解其在橡胶树叶片发育及割胶过程中的作用。结果表明:HbGolS1和HbRS1分别是乳管中两家族的关键成员,HbGolS1在叶片和胶乳中高表达,随叶片发育其丰度逐渐升高,在成熟叶片中达到峰值。此外,该基因受割胶显著诱导上调表达,乙烯利明显抑制其表达;与之不同,HbRS1在胶乳中特异表达,不受割胶和乙烯利处理的影响。本研究结果阐明了HbGolS和HbRS随叶片发育及割胶的表达特性,为进一步解析橡胶树中RFOs代谢及其功能依据。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(20)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

橡胶树Hb Gol S1-2与Hb RS1-2的进化树分析(A,B)和基因结构(C)

割胶和乙烯利处理对橡胶树乳管细胞而言都是强烈的胁迫，比如应对渗透压的改变，活性氧的激增以及物质和能量的代谢需求，为了维持正常的功能，乳管细胞内随之发生着激烈的代谢变化。基因的表达丰度必然与其功能相关，由于主要关注的是乳管中的情况，且Hb Gol S与Hb RS家族中只有Hb Gol S1与Hb RS1在胶乳中高丰度表达，因此割胶实验和乙烯利处理实验我们只分析了Hb Gol S1和Hb RS1。结果表明：在‘热研73397’品系中，Hb Gol S1基因和Hb RS1基因在两种处理情况下，都是Hb Gol S1的表达量远远活跃于Hb RS1 (图3)。胶乳高表达的Hb Gol S1基因随着割胶呈显著上调，在第三刀表达水平就上调3倍，在接下来的27 d内(9刀×3天=27天)依然保持2倍以上的表达水平(图3 A)；在乙烯利处理后(短短24 h内)Hb Gol S1基因表达量迅速降低4.5倍(图3B)；而相比之下，Hb RS1基因在两种处理下表达水平都变化不大(图3)。因此，Hb Gol S1基因在两种处理情况下一定发挥着更重要的作用，而且作用机制也是明显不一样。图3 橡胶树Hb Gol S1和Hb RS1基因受割胶刀次(A)和乙烯利诱导时间(B)的表达水平

橡胶树Hb Gol S1和Hb RS1基因受割胶刀次(A)和乙烯利诱导时间(B)的表达水平

【参考文献】：
期刊论文
[1]刺齿报春苣苔肌醇半乳糖苷合成酶基因的鉴定及序列分析[J]. 覃信梅,卢永彬,江祈贵,黄章平,黄夕洋.  江苏农业科学. 2019(08)
[2]橡胶树糖代谢调控基因HbF2KP的克隆及表达[J]. 龙翔宇,何斌,曹冰,梁启福,方永军,阳江华,唐朝荣.  南京林业大学学报(自然科学版). 2014(04)
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博士论文
[1]玉米肌醇半乳糖苷合成酶2基因（ZmGOLS2）的功能和表达调控研究[D]. 谷雷.西北农林科技大学 2018
[2]棉子糖系列寡糖（RFOs）在玉米与拟南芥植株抗旱及种子活力中的功能研究[D]. 李涛.西北农林科技大学 2017

硕士论文
[1]梅花肌醇半乳糖苷和棉子糖合成酶基因的克隆与功能初探[D]. 左静.华中农业大学 2017



本文编号：3325981