针叶树赤霉素受体GID1的克隆与功能分析

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangjuan860405
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赤霉素(GA)是植物生长发育不可或缺的植物激素,在针叶树种子萌发和花芽分化中具有重要的应用价值。GID 1(Gibberellin Insensitive Dwarf 1)是赤霉素信号转导通路中的受体蛋白,是该通路的关键因子之一。编码该蛋白的基因GID1已经在多种被子植物中被克隆,但是在针叶树种当中还少见报道。为了分离鉴定针叶树中的GID1同源基因,分析其功能,本研究以油松为材料,在其全基因组中分离鉴定GID1直系同源基因,利用农杆菌侵染法获得转基因拟南芥35S::PtGIDl,并对转基因植株和野生型的表型和种子萌发情况进行了分析,主要研究结果如下:1.以拟南芥与水稻GID1基因的氨基酸序列为探针,在油松参考转录组中进行BLAST获得相似序列,通过系统发育分析,在油松全基因组中获得1个GID1的直系同源基因。2.以油松GID1基因为参考,通过同源克隆和BLAST比对,共获得8种针叶树的GIDl同源基因。序列分析表明,油松和挪威云杉、落叶松的GID1序列一致性分别为91%和86%,而和赤松、樟子松的一致性均为99%;8种针叶树中该基因的Ka/ks<1,在进化过程中存在纯化选择作用;GID1蛋白中与GA结合和与DELLA蛋白相互作用的结构域和关键位点的氨基酸残基在这些针叶树中都是保守的;表明在针叶树中,该基因的进化非常保守。3.对挪威云杉和油松不同组织GIDl基因的表达模式分析表明,该基因在球花和其他组织中均有表达,但差异倍数均较低,表明GID1可能为组成型表达,广泛参与这些组织的发育过程。4.对转基因拟南芥和野生型的表型观测发现,转基因植株抽薹开花时间提前,株高增加,表明PtGID1基因能够促进拟南芥生长发育;用多效唑(PAC)和GA3处理拟南芥种子,与对照相比,转基因种子能够在低浓度GA3条件下萌发,表明PtGID1基因能够在一定程度上增强拟南芥种子萌发时对GA3的感受能力。以上结果表明,针叶树GID1基因具有感受和结合赤霉素的能力,并参与其生长发育过程,研究结果为GID1基因在针叶树生长发育过程中的分子调控机制研究奠定了基础。
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