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植物种子的胚胎发育过程及种子的休眠与萌发都受精确的时空调控,其中转录因子起着至关重要的作用。为了研究大豆种子胚胎发育过程及种子的休眠与萌发的调控机制,我们从大豆EST数据库中筛选出14个在发育中的豆粒里特异表达的EST,对其中2个转录因子作进一步分析。通过EST拼接和RACE得到了其中一条的全长,序列分析表明该基因属于AP2/ERF类转录因子家族,其AP2结构域与拟南芥中的AP2/ERF基因家族DREB亚家族中A-3组的AtABI4的AP2结构域同源性最高,命名为GmSGR。在酵母系统中,未检测到GmSGR具有转录激活活性。过量表达该基因的拟南芥种子休眠程度高于对照。转基因植物中,胚胎晚期丰富蛋白Em6的表达受诱导,说明在大豆种子中,GmSGR有可能通过调控与种子脱水耐受密切相关的基因的表达进而调控种子的休眠程度。在高浓度的ABA及Glucose的条件下,转基因植物种子的萌发率均高于对照;而在高浓度的NaCl条件下萌发率低于对照。这些结果表明GmSGR可能调控种子萌发。
Glycinin是大多数大豆品种中的主要种子储藏蛋白,是由5个主要亚基组成的六聚体。这5个亚基可以分成两组,组Ⅰ包括G1、G2和G3,组Ⅱ包括G4和G5。编码这些亚基的基因相应被命名为Gy1至Gy5。本研究从Glycine亚属的多年生野生豆PW0031(G.latifolia)、G.soja亚属的一年生野生豆Y0074和栽培种六月黄中克隆得了Gy1基因片段,并从Glycine亚属的多年生野生豆PW0031和PW0052(G.tomentella)中克隆得了Gy4基因片段。在Soja和Glycine亚属间及Glycine亚属内部,Gy4的内含子3存在大量变异。Glycine亚属的多年生野生豆PW0031的G1亚基的无序区4(高度可变区Ⅳ)中检测到单碱基缺失。两种多年生野生豆G4亚基的无序区3和4中存在大量变异。多年生野生豆来源的G1和G4亚基中与亚基组装和液泡分选相关的关键碱基是保守的。用glycinin基因的探针对19种Soja和Glycine亚属的大豆基因组DNA进行杂交分析,结果显示Soja亚属大豆品种的带型一致,而Glycine亚属种间存在很多差异条带,表明Glycinin基因在Soja亚属中具有高度保守性而在Glycine亚属间有很高的多态性。
结果还表明glycinin基因的研究对阐明Glycine亚属的多倍体种G.tomentella和G.tabacina多元复杂的起源与进化有一定帮助。