矮牽牛PhCESA3基因功能鑒定.pdf

1、矮牽牛(Petunia hybrida)是多年生草花，常作一、二年生栽培。矮牽?；ㄉS富，花期長(zhǎng)，是極好的花壇花境造景植物，在園林綠化中具有重要地位。矮牽牛還是研究觀賞植物生長(zhǎng)和發(fā)育的模式植物。
　　株型、株高、花型、花期、育性都是觀賞植物的重要特性。多年來(lái)，觀賞植物育種工作者試圖通過(guò)多種育種途徑（包括引種馴化、雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、細(xì)胞工程育種、基因工程育種）來(lái)改變觀賞植物的株型、株高、花型、花期、育性等特

2、性，以豐富觀賞植物的種類(lèi)，滿(mǎn)足人們的需求。
　　纖維素是細(xì)胞壁的主要成分，是地球上產(chǎn)量最大的生物能源。纖維素的生物合成非常復(fù)雜，有多個(gè)基因協(xié)調(diào)調(diào)控，纖維素主要由纖維素合成酶合成。纖維素合成酶復(fù)合體是一個(gè)多亞基大復(fù)合體，由多個(gè)纖維素合成酶催化亞基組成。纖維素合成酶催化亞基（Cellulose synthase catalytic subunits，CESAs）在植物生長(zhǎng)發(fā)育以及抗性方面具有重要地位。擬南芥AtCESA3突變導(dǎo)致的功能

3、缺失或其反義轉(zhuǎn)基因改變了植株的生長(zhǎng)，包括株高、葉和花的大小以及育性，這些都是觀賞植物的重要觀賞特性，同時(shí)表明AtCESA3在植物生長(zhǎng)中起著重要作用。然而，除擬南芥以外，CESA3在其他物種中的研究很少。本文研究了擬南芥AtCESA3的同源基因PhCESA3在矮牽牛中的功能。
　　本研究運(yùn)用生物信息學(xué)軟件對(duì)矮牽牛 PhCESA3編碼的蛋白進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和序列分析，并用VIGS技術(shù)鑒定了矮牽牛PhCESA3的功能。主要結(jié)果如下：
　

4、　（1）矮牽牛PhCESA3編碼1083個(gè)氨基酸，PhCESA3與AtCESA3和SlCESA3的同源性分別為86.5％和94.8%。
　　（2）PhCESA3在矮牽牛的根、莖、葉、花中均有表達(dá)，表達(dá)量依次為莖＞根＞葉＞花；在花蕾的不同發(fā)育階段，PhCESA3的表達(dá)量不同，從現(xiàn)蕾到開(kāi)花，PhCESA3的表達(dá)量呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)。
　　（3）成功克隆了PhCESA3的長(zhǎng)為274 bp的3’UTR片段，構(gòu)建了VIGS載

5、體pTRV2-PhCESA3；并用VIGS技術(shù)侵染矮牽牛植株。
　　（4）PhCESA3沉默植株的葉片纖維素含量降低，與對(duì)照相比降低了31.6%。
　?。?）PhCESA3沉默后植株的表型發(fā)生變化，具體表現(xiàn)有：植株變矮；節(jié)間、花梗、腺毛、花絲和中柱變短；莖、花梗、腺毛、花絲和中柱直徑變粗；葉片變小、變厚；花冠幅變小、花瓣變厚和花冠管變短；柱頭、子房、果實(shí)和種子出現(xiàn)畸形。
　?。?）PhCESA3沉默后莖、花梗、花絲和中