大豆生物钟基因——ZEITLUPE同源基因的克隆及其功能分析

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:Depthcharge2009
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在植物的生长发育过程中,光照起了重要的作用。光不只是以能量的形式用于有机物质的合成,而且对植物来说是一种重要的外界信号,光暗的变化使植物感受外界的环境条件,调节自身的生长发育。光照的昼夜变化引起内源生物钟有节律的震荡,将外界的信息变化准确的传到植物体内。光信号和内源生物钟在植物由营养生长向生殖生长的转变中起了非常重要的作用,调节植物的生殖周期,有利于物种的延续和繁荣。 在光信号诱导生物钟形成的过程中,有许多重要的蛋白参与。其中拟南芥ZEITLUPE(ZTL)是新发现的调节开花时间和生物节律的一类蛋白家族,其家族成员的突变会影响昼夜节律和开花时间。 对这一类蛋白结构和功能的研究表明,它们可能是新的调节光周期反应和生物节律的光受体。此外,由于ztl突变体表现出光依赖的生物节律改变的表型,因此它可能是一个与生物钟密切相关的光受体。ZTL可以与生物钟中重要的成分TOC1相互作用,调节它被蛋白酶降解的过程,进而调节生物钟。同时,ZTL在体外可以和PHYTOCHROME(PHY)B和CRYPTOCHROME(CRY)1相互作用,它可能调节光受体向生物钟的信号输入。另外一个F-box蛋白FKF1(FLAVIN-BINDING KELCH REPEAT F-BOX 1)在调节下游重要基因的表达上起重要作用。因此,ZTL家族的成员在光信号转导、生物节律控制和开花基因调节中起作用。 拟南芥的ZTL基因已进行了较为深入地研究,有关它是否起到光受体的作用也初步有了直接的证据,为了进一步研究这种蛋白的重要作用,了解它在生物钟和光周期调节开花中的作用,我们研究了同样是双子叶植物的大豆的ZTL基因。 在生活习性上,大豆与拟南芥相反,是典型的短日照植物,其对光周期反应极其敏感。本实验通过从NCBI的ESTs数据库中获得一组大豆ESTs(BM891117,BM523214,BQ297963,AW133198,BI701559,BI785775,BE800255,BE610497,BE660680),用生物信息学的方法对这组序列进行比对、拼接,即采用ePCR的方法得到了ZTL同源序列。进而克隆了ZTL蛋白家族的一个同源基因GmZTL1
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水稻是世界上最重要的粮食作物之一。由于稻米淀粉是精米的主要成分,稻米品质性状的形成实质上可看作是籽粒中淀粉生物合成和积累的过程,而这一过程发生在稻米淀粉体中,并在一系列酶的催化作用下形成。我国是世界水稻生产和稻米消费大国,所以水稻产量高低和品质性状优劣显得尤为重要。稻米品质性状通常分为加工品质(碾磨品质)、外观品质、蒸煮食味品质、营养品质。其中最重要的以及研究较多的是蒸煮食味品质。稻米的蒸煮食味品