‘红绵蜜柚’生长素诱导相关基因CgPCNT115的克隆及功能分析

发布时间：2022-01-01 16:29

　　‘红绵蜜柚’（Citrus grandis（L.）Osbeck.cv.‘Hongmianmiyou’）是近年从‘琯溪蜜柚’（C.grandis（L.）Osbeck.cv.‘Guanximiyou’）芽变株系中选育的优良蜜柚新品种,具有汁多化渣、酸甜适中、丰产性好等优点。在四川产区常用枳（Poncirus trifoliata）作为‘琯溪蜜柚’的砧木,而课题组在推广栽培‘红绵蜜柚’时发现,以枳为砧木时嫁接苗表现出接穗叶片黄化甚至死亡现象,以香橙（C.junos）为砧木时嫁接苗生长势良好,‘琯溪蜜柚’以枳为砧木同样可以正常生长发育。针对该现象,基于课题组前期转录组研究数据显示,CgPCNT115基因与生长素诱导相关,它可能与枳砧‘红绵蜜柚’幼苗黄化密切相关。生长素诱导蛋白PCNT115在许多植物中已经鉴定,其涉及的生理生化过程较多,但相关功能及机理并不清楚,因此,本研究以‘红绵蜜柚’为材料,克隆CgPCNT115基因及启动子序列,与‘琯溪蜜柚’克隆序列进行了比较分析。同时,对CgPCNT115在不同嫁接组合、叶片不同发育时期、不同组织中的表达特性进行了测定与分析;并对CgPCNT115基因... 

【文章来源】：四川农业大学四川省 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三个嫁接组合植株照片

‘红绵蜜柚’生长素诱导相关基因CgPCNT115的克隆及功能分析7图2IAA的生物合成及运输模式图注：蓝色标注属于IAA合成途径；黑色标注为中间产物；绿色标注属于IAA运输途径。Fig.2ThebiosynthesisandtransportmodelofIAANote：BluelabelingbelongstothesynthesispathwayofIAA;Blacklabelingistheintermediate;GreenlabelingbelongstoIAAtransportationway.1.3.2生长素的运输生长素的极性运输依赖于生长素运输载体，在植物生长发育过程中起着关键作用。生长素的极性运输载体包括输入载体AUX1、输出载体PIN以及兼有输入和输出载体功能的MDR/PGP蛋白[59]。IAA的生物合成及运输如图2所示。三种运输蛋白的部分编码基因已经在许多植物中得到功能验证，也进一步证实了该条途径的有效性。其中，值得关注的是两个输出载体PIN及PGP之间的关系以及是否存在互作。有研究通过共表达手段发现，PGP蛋白与PIN蛋白协同作用增强了对生长素的输出能力及对IAA的亲和性[60]。那么，除此之外，三种运输载体之间是否还存在互作是接下来迫切需要弄清楚的问题。另外，三个蛋白的编码基因家族在生长素极性运输过程中的具体表达模式以及他们之间的相互协调作用是如何进行的也将是后续研究的重要方向。1.3.3生长素的响应生长素的响应及信号转导过程较为复杂。生长素的信号转导过程的完成主要通过Aux/IAA、GH3以及SAUR这三个基因家族进行调控。除此之外，生长素响应因子（ARFs）作为一类特殊的转录因子，能够特异性结合生长素初期响应基因启动子中

‘红绵蜜柚’生长素诱导相关基因CgPCNT115的克隆及功能分析8的AuxRE元件，从而在生长素的信号转导过程中发挥激活或抑制作用。IAA信号转导模式如图3所示。图3IAA信号转导模式图注：红色标注属于IAA信号转导途径；绿色标注属于IAA运输途径；蓝色标注属于IAA生物合成途径。Fig.3TheIAAsignaltransductionmodediagramNote：RedlabelingbelongstoIAAsignaltransductionpathway;greenlabelingbelongstoIAAtransportpathway;andbluelabelingbelongstoIAAbiosynthesispathway.ARFs与其它转录因子一样具有该家族特殊的结构且拥有独立的功能，ARFs蛋白在不同的作物中其分子结构上具有一定的相似性，绝大部分ARF成员由三部分构成。包括N端的DNA结合结构区域B3-typeDBD、中间区域（middleregion）以及C端的二聚化结构区域（C-terminaldomain）[61]。B3-typeDBD区域能够直接特异性的结合生长素响应基因启动子中的顺式作用元件AuxRE，且主要是前面4个碱基TGTC。近些年通过基因组技术分析，越来越多植物中的ARFs家族被相继报道；主要包括模式植物、经济作物、果树等，如水稻、柑橘、番茄、大豆、玉米、香蕉、油菜等[62]。随着研究的不断深入，ARFs对植物生长发育的调控作用也被挖掘出来。首先，在叶和花的生长发育方面是最先被鉴定的[63-65]，随后又鉴定出在种子的萌发及发育过程[63]以及果实的发育过程[66]具有调控作用。近些年，也有研究发现ARFs在响应生物和非生物胁迫上发挥重要作用[67-68]。近年来，研究者们对ARFs的作用方式及其保守域的功能给出了新的详细信息[69]。他们证实了ARFs对于生长素通路输出的关键作用，

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3562438