绿竹BoTFL1基因的克隆和功能分析

摘要

TFL1同源基因在维持植物营养生长以及花序分生组织特性等方面起着十分重要的作用,其突变体导致植物提早开花,正常的花序发育受到抑制,最终茎端形成一朵顶花。竹类植物是多年生植物,且开花时间不确定,因此研究TFL1基因对竹子开花机理的研究具有十分重要的意义。本文利用禾本科植物TFL1同源基因在序列上的保守性,设计引物,采用RT-PCR技术与RACE技术,从绿竹中克隆得到开花抑制基因TFL1的全长cDNA序列833bp,基因组全长1225bp,开放阅读框(ORF)为522bp,可编码173个氨基酸,5’非编码区(5’UTR)长85bp,3’非编码区(3'UTR)长226bp。并对该基因的氨基酸序列进行预测,同时分析了该蛋白二级结构,结果表明该蛋白具有丰富的螺旋卷曲(randomcoil),同时含有p一转角结构(betaturn)以及延伸结构(Extendedstrand)。基于最大似然法构建系统进化树,对20个物种的TFL1基因的氨基酸序列分析表明,绿竹的TFL1基因与高粱、玉米、水稻、大麦等禾本科植物的TFL1同源基因均有90％以上的一致性。Real-TimePCR结果表明BoTFL1基因在花芽中的表达量是营养芽中表达量的4.5倍。35S::BoTFLI转基因拟南芥在T3代以前均表现出明显的晚花表型,到T3代以后开花时间和野生型拟南芥没有明显的差异,我们推测BoTFL1可能是在拟南芥的生长发育过程中发生了基因沉默。同时转基因拟南芥的花蕾和萼片也发生了结构的改变,表明BoTFL1基因可能与绿竹的开花时间和花的形态结构密切相关。突变体回复实验也表明绿竹BoTFL1基因可以回复拟南芥tfll-13突变体的表型。

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