普通小麦和短柄草AGAMOUS LIKE 6基因RNA干扰载体的构建

AGL6(AGAMOUS LIKE6)基因亚家族是植物MADS-BOX基因家族一个古老的亚家族,近年的研究表明,禾本科植物玉米(Zea maize)AGL6基因ZAG3、水稻(Oryza sativa)AGL6基因OsMADS6参与调控花的发育。OsMADS6还影响种子的发育。普通小麦(Triticum aestivum)和短柄草(Brachypodium distachyon)中AGL6基因的功能还不清楚。为解析小麦和短柄草AGL6基因的功能奠定基础,运用RT-PCR等分子生物学方法,克隆TaAGL6基因的cDNA序列,构建RNA干扰载体,同时分析TaAGL6基因的表达模式。结果表明:成功构建TaAGL6和BdAGL6 RNA干扰载体,小麦中有3个同祖AGL6基因,分别位于A、B、D基因组上,它们除了在花序中高水平表达外,在幼苗的根中也有一定表达。     

二穗短柄草MADS-BOX基因AGL6和FUL1的可变拼接和表达模式分析

MADS-BOX基因家族是一类调控植物发育的重要转录因子,AGAMOUS LIKE 6(AGL6)和FRUITFULL(FUL1)属于其亚家族。本研究克隆了二穗短柄草(Brachypodium distachyon)2个MADS-BOX基因Bd AGL6和Bd FUL1的c DNA序列,分析了这2个基因的可变拼接和表达模式。结果表明,Bd AGL6基因在转录过程中,由于内含子部分保留机制,发生可变拼接,形成了3个转录本(Bd AGL6-1、Bd AGL6-2和Bd AGL6-3);Bd AGL6-3与水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea maize)等禾本科植物中的AGL6转录因子序列高度同源;和Bd AGL6-3相比,Bd AGL6-1在C末端结构域插入额外的7个氨基酸;Bd AGL6-2在C末端结构域插入额外的5个氨基酸。q RT-PCR结果显示,Bd AGL6在花中高水平表达,其中Bd AGL6-3表达最强,Bd AGL6-1和Bd AGL6-2表达较弱。Bd FUL1基因的前体m RNA同样发生了可变拼接,产生2个转录本(Bd FUL1-1和Bd FUL1-2);两者的表达模式相似,除了在花和茎中表达之外,在幼苗的叶中也有表达。研究结果为进一步了解MADS-BOX基因家族的生物学功能提供了参考资料。     

普通小麦及其近缘物种花序、小穗和小花的形态结构分析

花的发育影响着种子的发育。普通小麦是三大粮食作物之一,但对小麦花序发育的研究滞后于水稻和玉米。为揭示小麦花发育的机理,本研究采用体视镜观察、扫描电子显微镜观察和组织切片后光学显微镜观察等方法,对普通小麦及其近缘物种一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草、二粒小麦以及二穗短柄草的花序、小穗和小花形态结构进行了系统观察和分析比较。结果表明,普通小麦与二倍体小麦、二粒小麦表现出一定差别:普通小麦每个小穗形成8~10朵小花,但在发育后期,大多数小花退化不育,每个小穗只有3~4朵小花能够形成种子;二倍体小麦和二粒小麦的小穗结构与普通小麦类似,但每个小穗发育形成3~5朵小花,小花数目明显减少。与普通小麦相似,二穗短柄草每个小穗同样分化形成多朵小花,不同的是,二穗短柄草的大多数小花发育正常,是可育的。以上这些研究结果暗示小麦具有巨大的增产潜力。