论文部分内容阅读
为阐明PsPⅡ基因的生物学功能和深入理解低温解除植物花芽休眠的分子机制,本实验选用山东菏泽牡丹基地4年生牡丹品种‘鲁荷红’(Paeonia suffruticosa Andr.‘Lu HeHong’)的健壮植株,在不同低温处理下研究PsPⅡ基因的表达变化及植株的生理生化变化。主要实验结果如下:
1.形态观察结果表明,感受低温0d的牡丹,花芽不会发生萌动;说明低温是使牡丹花芽萌动的必要条件。感受恒低温15d,牡丹‘鲁荷红’休眠基本解除;感受恒低温天数23d,休眠彻底解除;说明感受恒低温的牡丹‘鲁荷红’花芽休眠解除的底限为15d,15-23d牡丹休眠彻底解除。
2.5-RACE PCR扩增,得到439bp的5-末端片段,拼接得到899bp的PsPⅡ全长cDNA。其中,5非编码区(UTR)为70 bp,3UTR为226bp,包括24个碱基的poly(A)尾,并含有一个完整的ORF为603bp,编码200个氨基酸。该序列在GenBank获得的登录号为HQ699900。
3.对PsPⅡ全长cDNA进行生物信息学分析,预测牡丹PⅡ蛋白是一种亲水性的非分泌型蛋白,可能定位于胞质中,PsPⅡ主要的二级结构是α-螺旋。预测其编码的蛋白质可能是一种花芽胞内C/N水平的感应蛋白,而且与谷氨酰胺合成酶的功能密切相关。同源性分析得出,与牡丹PⅡ蛋白同源性最高的是水稻的PⅡ类蛋白,同源性达83.62%,与牡丹PⅡ蛋白位于系统进化树的同一分枝。接下来依次与牡丹PⅡ氨基酸序列同源性较高的为烟草、拟南芥和松树。
4.荧光定量PCR技术检测结果显示,随着感受低温天数的增加,在整个牡丹内休眠解除的进程中,PsPⅡ基因的表达量不断增加,当低温15d时,该基因的表达量达到最高。northern检测无信号。
5.对不同处理的牡丹花芽分别进行碳水化合物、淀粉、可溶性蛋白、游离氨基酸4个生理指标的测定,并将其换算成C/N水平。结果表明胞内C/N水平变化趋势和可溶性碳水化合物含量与五个低温处理的PsPⅡ基因在RNA水平上的变化趋势基本吻合;显著性分析可知,当感受低温15d时,α=0.05水平下,C/N与可溶性碳水化合物含量极显著。测定五个低温处理水平下的谷氨酰胺合成酶活性的变化,其趋势与PsPⅡ基因表达量的变化也相一致;先升高很快,后升高较慢,在低温15d时,达到最高点。相关系数分析可知,PsPⅡ基因表达量与GS活性的相关程度最高,为0.6813;可溶性碳水化合物含量次之,其次是C/N比,相关系数分别为0.6538和0.5937,三者均呈显著性正相关关系。
6.将PsPⅡ基因的完整开放阅读框重组到植物表达载体pBI121中获得PsPⅡ-pBI121双元表达载体,为进一步通过转基因拟南芥鉴定PⅡ蛋白功能奠定基础。