菊花节律钟输出基因CmGI（GIGANTEA）的cDNA全长克隆、序列信息及定量表达分析

【目的】克隆菊花节律钟输出基因GIGANTEA的cDNA全长序列，进行序列信息学分析，研究其mRNA的相对定量表达。【方法】利用多聚酶链式反应（PCR）结合5′RACE、3′RACE技术，克隆节律钟输出基因GIGANTEA的cDNA全长序列，应用生物信息学软件对获得的基因核苷酸序列及编码的蛋白质序列进行分析；通过在线建模软件对蛋白质的三维结构进行建模预测；利用实时荧光定量PCR技术，用2-△△Ct法进行GIGANTEA的mRNA相对定量表达分析。【结果】从菊花品种‘Jinba’中克隆得到节律钟输出基因GIGANTEA的cDNA全长序列，核苷酸序列长度3 461 bp，开放阅读框3 453 bp，编码1 150个氨基酸。氨基酸序列分析显示，该基因编码的蛋白与植物节律钟输出基因GIGANTEA同源，命名为CmGI基因，序列提交到GenBank，登录号为JQ043439。序列比对显示与葡萄、蓖麻等的GI的相似度依次为76%、75%。构建类似蛋白系统进化树显示，菊花CmGI与拟南芥（Arabidopsis thaliana GIGANTEA，ABP96482.1）分子进化距离最近，其次是白菜（Brassica rapa GIGANTEA，AEB33730.1）；预测CmGI蛋白有6个跨膜螺旋多次跨膜；为转录因子，定位在细胞核中，为非分泌性蛋白质；不具备信号肽；对CmGI三级结构建模预测表明，蛋白核心结构符合转录因子与DNA结合常见的功能域HTH、HLH；采用荧光相对定量分析，菊花CmGI的表达呈昼夜节律表达模式；不同花芽分化阶段叶片中CmGI基因mRNA水平差异大，两个高峰值分别出现在花芽分化启动期和小花原基分化中期；营养生长的组培苗、长日照条件下的叶、芽、花蕾期均是痕量表达；盛花期表达量依次为叶片>舌状花>筒状花。【结论】从菊花中克隆得到节律钟输出基因CmGI，对该基因的进一步深入研究有助于探索光周期途径菊花成花的分子调控机制，可作为切花菊花期调控分子育种的目标基因。

The cDNA Cloning and Analysis of Sequence Information and Quantitative Express of Chrysanthemum Rhythms Clock Output Gene CmGI (GIGANTEA)