牡丹休眠相关基因PsGRASs筛选、克隆和表达特性分析

通过筛选、克隆牡丹PsGRASs基因并进行表达模式分析,初步解析其是否参与牡丹休眠解除,以期为牡丹反季节催花提供候选基因。利用HMM(Hidden Markov Model)模型,基于GRAS基因家族的种子(Pfam号为PF03514)序列,利用BioEdit软件对牡丹花芽休眠的454测序转录组数据进行本地检索,筛选到2个具有GRAS结构域的序列。通过RACE扩增得到了其全长cDNA,其中PsGRAS1序列为2 308 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 848 bp,编码615个氨基酸;PsGRAS2为2 034bp,ORF为1560bp,编码518个氨基酸,两个编码PsGRASs蛋白的同源性为19.87%。进化树结果表明,PsGRAS1蛋白与拟南芥GRAS家族中的DELLA亚家族的GAI和RGLs聚到一个大的分支,PsGRAS2蛋白与拟南芥HAMs(AtSCL6/15/22/26/27)并为一支,说明PsGRAS1和PsGRAS2来自GRAS家族的两个不同分支。组织表达结果显示PsGRAS1和PsGRAS2在牡丹初花期不同组织中表达水平不同,PsGRAS1在叶中表达水平最高,在雄蕊中最低;而PsGRAS2在苞片中表达水平最高,在花瓣中最低。在牡丹花芽休眠解除过程中,PsGRAS1呈下调趋势,低温28 d表达水平最低,而PsGRAS2呈先上调后下调趋势,低温14 d表达水平最高。在外源GA3处理7 d的牡丹花芽中,PsGRAS1的表达显著下降,而PsGRAS2显著提高。这表明PsGRAS1和PsGRAS2都参与了休眠过程,但功能不同。