黄瓜生长素受体同源基因CsAFB和CsTIR在拟南芥中的转化与功能表达

植物生长素受体是生长素信号通路中的重要因子.基于前期克隆得到了黄瓜(Cucumis sativus)生长素受体同源基因生长素信号F-box蛋白基因(auxin signaling F box protein,CsAFB)和转运抑制响应基因(transport inhibitor response,CsTIR),为进一步证实和研究这2个基因的功能,本研究利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)Col-0野生型和生长素受体编码基因功能缺陷突变体tirl-1为材料,导入黄瓜生长素受体同源基因,获取纯合转基因系.检测发现,拟南芥突变体tirl-1转入CsAFB/TIR基因后根系发育、外源生长素敏感性和细胞伸长反应均恢复至野生型水平.检测发现,野生型拟南芥中过量表达黄瓜CsAFB/TIR,尤其是Cs TIR基因,植株主根伸长明显受抑,侧根数量剧增,子叶下卷,叶柄上翘,真叶叶缘向离轴面弯曲,顶端优势明显.本研究表明,CsAFB/TIR基因功能类似拟南芥TIR1基因,为黄瓜生长素受体同源基因;过量表达该类基因通过增加生长素受体数量、扩大生长素信号的方式参与调控植物生长发育;为进一步在黄瓜中研究生长素受体功能及作用机理提供理论依据.     

黄瓜生长素受体同源基因的克隆、序列特征及表达模式分析

为了解生长素受体及其信号通路在黄瓜(Cucumis sativus L.)中的调控机制和生物学功能,寻找提高产量的新途径并指导农业生产,我们以拟南芥(Aabidopsis)生长素受体家族AtTIR1/AFBs基因序列为参照进行比对,从黄瓜全基因组数据库中筛选出2条具有很高同源性的基因序列,分别命名为Cs TIR和CsAFB.克隆和测定了这2个基因的cDNA序列,构建了过表达载体,拟在黄瓜中开展反向遗传学研究.基因序列提交至GenBank并得到收录,其中CsTIR的登录号KC414935.1,CsAFB登录号KC414934.1.采用生物信息学方法对CsTIR和CsAFB蛋白的基本理化性质、功能结构域进行初步预测,对其在物种间的保守性进行进化分析,推测它们可能是黄瓜的生长素受体.采用semi-q RT-PCR分析了这两个基因的时空表达模式,发现10d黄瓜幼苗中CsAFB基因的表达量在根和叶中比在茎中高,CsTIR基因在茎中几乎检测不到表达;70d成年黄瓜各组织都有CsTIR和CsAFB表达,无明显组织特异性.本研究为寻找黄瓜生长素受体提供了实验依据,为进一步研究生长素信号通路在黄瓜中的功能及调控机理提供了基础资料.     

不同激素组合对黄瓜“露地二号”离体子叶再生芽诱导的影响

以黄瓜品种“露地二号”为试材,以MS为基本培养基,以3d苗龄的子叶为外植体,研究比较了不同植物激素组合以及AgNO3对离体子叶再生芽诱导的影响.结果表明:在6-BA2.0 mg/L+ABA 1.0 mg/L+AgNO3 2.0 mg/L的组合下,黄瓜离体子叶再生芽的分化率最高可达76.67％,该项研究为优化黄瓜离体子叶再生芽诱导体系及进一步建立快速、稳定、高效的黄瓜离体植株再生体系,开展黄瓜转基因工作奠定了基础.