桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析 |
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引用本文: | 朱攀攀,刘长英,赵爱春,裴汭超,李军,王晓红,李镇刚,王茜龄,鲁成,余茂德.桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析[J].中国农业科学,2015,48(5):1011-1022. |
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作者姓名: | 朱攀攀 刘长英 赵爱春 裴汭超 李军 王晓红 李镇刚 王茜龄 鲁成 余茂德 |
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作者单位: | 1西南大学生物技术学院/西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室,重庆 400715
2云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所,云南蒙自 661101 |
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基金项目: | 国家公益性行业(农业)科研专项,国家自然科学基金,国家现代农业产业技术体系建设专项 |
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摘 要: | 【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)、醛氧化酶(AAO)和玉米黄质环氧化酶(ZEP)在脱落酸(abscisic acid,ABA)间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号(Morus atropurpurea Roxb.)果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑(Morus notabilis Schneid.)基因组数据库(http://morus.swu. edu.cn/morusdb)下载的ABA合成相关基因序列,对其DNA及推导的氨基酸序列进行分析。使用RNAiso Plus(TaKaRa)提取总RNA。以cDNA为模板,利用real-time PCR方法检测不同时期和不同处理桑椹中ABA合成相关基因的转录表达差异。利用高效液相色谱法,测定桑椹发育过程中的ABA含量。【结果】在川桑基因组数据库筛选鉴定到6个ABA合成相关基因:1个MnAAO、2个MnZEP和3个MnNCED。MnNCED1-3氨基酸序列高度保守,聚类分析表明它们与双子叶果树NCEDs序列同源性较高,与单子叶植物同源性较低;转录分析表明它们在叶中转录水平相对高于其他组织,在根中最低。其中MnNCED2和MnNCED3在根、皮、冬芽、雄花、叶中的转录水平较高。随着果实的发育,ABA含量在转色期开始逐渐上升。外源ABA处理后,桑椹脱落率升高,而氟啶酮(fluridone)可以抑制桑椹的脱落。MnNCED1-3在果实发育中后期的转录水平较高,与ABA含量的升高相一致,而MnAAO和MnZEP1-2在中后期下调。离体桑椹经ABA处理后,MnNCED1、MnAAO和MnZEP1的转录水平直到第4天才出现上调,MnNCED3在第3天和第4天被上调,MnZEP2一直上调;氟啶酮处理后MnNCED1和MnZEP2的转录表达量只在第1天和第3天被下调,MnAAO和MnZEP1只在第4天升高,MnZEP1只在处理后第1天被下调,MnNCED2在ABA和氟啶酮处理后均被下调。【结论】从桑树中获得了6个ABA合成相关基因MnAAO、MnZEP1-MnZEP2和NCED1-NcED3,MnNCEDs在果实发育中后期的转录表达相对较高,并与ABA的含量变化相一致,可能对ABA的合成起主要调控作用,外源ABA处理能够促进桑椹的成熟和脱落,氟啶酮处理能够抑制桑椹的成熟和脱落。
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关 键 词: | 桑树 脱落酸 NCED AAO ZEP 转录表达 氟啶酮 |
收稿时间: | 2014-08-20 |
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