玉米SDG108基因的克隆及遗传转化拟南芥

发布时间：2021-07-14 12:05

　　为研究玉米组蛋白赖氨酸甲基化基因SDG108的功能,本实验克隆了全长为6 789 bp的玉米SDG108基因,该基因编码2 262个氨基酸,并构建重组质粒载体,采用浸花法将重组质粒基因转入到拟南芥野生型内,通过除草剂、PCR和试纸条对抗性植株进行鉴定,共筛选出了7株阳性拟南芥植株。对阳性拟南芥植株后代进行表型鉴定及基因表达量鉴定。结果表明,与野生型相比转基因拟南芥开花时间提前,莲座叶直径增大,叶片长度、宽度及叶柄长度均有所增加;叶片数量减小,一级分枝数无明显差异。基因表达方面,转化株的FLC基因表达量下降,SOC1基因表达量上升。研究结果揭示了SDG108基因对拟南芥在开花及莲座叶片表型方面的影响。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(24)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

4周时野生型拟南芥与过表达SDG108植株叶片大小比对

本实验中，我们在拟南芥中过表达SDG2的玉米同源基因SDG108，同样产生了莲座叶片增大的表型，这说明玉米SDG108与拟南芥SDG2参与基因表达调控的方式可能是类似的；但没有在转化后代中发现育性的变化，推测可能是H3K4组蛋白甲基化对基因表达的作用具有特异性，对于某些基因位点过度的H3K4甲基化可能并不影响基因表达，这还需要进一步试验来证实。图5 野生型拟南芥与过表达SDG108拟南芥中成花关键基因的表达分析

图4 野生型植株与过表达SDG108植株的表型对比已有实验证明，SDG108在水稻中的同源基因SDG701无论在长日照还是短日照的条件下过表达SDG701均表现开花提前的表型，这一过程是通过SDG701蛋白直接结合在成花素基因Hd3a和RFT1上，并通过建立H3K4me3修饰，促进这些成花素基因的表达来实现的(Liu et al.,2017)。水稻SDG701在玉米中的同源基因为SDG108，在本实验中，在拟南芥中过表达SDG108，也使拟南芥同样出现了长日照下的早花表型。通过荧光定量PCR分析，确定了玉米SDG108基因的过表达会导致拟南芥内源开花调控途径中行使阻遏功能的FLC基因表达量的降低，和其下游行使促进功能的SOC1基因表达量的增加。有实验表明，FLC是SOC1的调控基因，FLC表达量的升高会对下游基因SOC1的表达起到抑制作用(Crevillén and Dean,2011)。所以，SDG108是同时作用于FLC和SOC1，还是通过作用于FLC来调控SOC1的表达还有待进一步的研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米ZmGS5基因的克隆及其对转基因拟南芥种子发育的影响[J]. 何春梅,王娟,董瑞,刘春晓,刘强,关海英,汪黎明,徐相波,刘铁山.  浙江农业学报. 2019(04)
[2]表观遗传学修饰的遗传模式及其研究进展[J]. 沈双,路则明,金景姬,蔡勇.  科学通报. 2016(36)
[3]植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理[J]. 施子晗,李泽琴,张根发.  遗传. 2014(03)
[4]改良异硫氰酸胍一步法提取红豆杉细胞RNA[J]. 胡国斌,梅兴国,刘怡.  生物技术. 2001(05)



本文编号：3284114