擬南芥AtRRM1基因及其油菜同源基因的功能研究.pdf

1、擬南芥作為模式植物，在過去的十幾年內(nèi)一直是科學(xué)家們的研究焦點?；趯λ难芯浚藗儾粌H提高了自身對植物功能基因的認(rèn)知水平，同時也試圖通過它來搭建一個了解其他作物和進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究的平臺。為此，科學(xué)家在擬南芥中構(gòu)建了T-DNA插入突變體庫，以解析大量的功能未知基因。
　　本文旨在對擬南芥中的一個功能未知基因AtRRM1(At3g23900)的表達(dá)及其可能的相關(guān)功能進(jìn)行研究。TAIR對其注釋為RNA識別基序(RNA recognitio

2、nmotif)，AtRRM1基因CDS全長為2964bp，共編碼987個氨基酸。CDD數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示其含有兩個保守的結(jié)構(gòu)域。
　　根據(jù)對AtRRM1基因純合插入突變體的篩選和表型鑒定發(fā)現(xiàn):同一時期，突變體植株的株高明顯高于野生型，并且在發(fā)育初期突變體植株的下胚軸較野生型的長。另外，突變體葉片的綠色較野生型淺，且葉柄明顯較長，葉片面積較大。同時，用pMDC83構(gòu)建該基因的全長表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化其純合插入突變體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，突變體表型被不同

3、程度地互補，與AtRRM1基因表達(dá)量的檢測結(jié)果一致。
　　截取起始密碼子上游2kb左右的序列連入pBI101構(gòu)建啟動子表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化入野生型擬南芥中表達(dá)，并對野生型和突變體植株同時取樣進(jìn)行半定量與定量檢測。GUS染色和定量與半定量的結(jié)果相近，表現(xiàn)為各個器官中均有表達(dá)但有強弱之分。在莖生葉和蓮座葉的葉脈、花藥、花以及幼嫩角果中有較強表達(dá)，在根和較大角果中幾乎無表達(dá)，莖的不同部位表達(dá)量也有差異。
　　對啟動子進(jìn)行生物信息學(xué)分析發(fā)

4、現(xiàn)，光反應(yīng)的順式作用元件無論種類還是數(shù)量都占多數(shù)。后根據(jù)推定結(jié)果設(shè)計了光反應(yīng)實驗。將突變體和野生型植株一同放在光照、黑暗以及先光照后黑暗三種不同條件下生長，一定時間后，分別檢測植株的發(fā)芽率以及株高。實驗數(shù)據(jù)顯示，黑暗環(huán)境抑制了突變體下胚軸的伸長，而光可以促進(jìn)其下胚軸伸長并同時提高了其發(fā)芽率，說明該基因?qū)饷舾?，可能參與植物對光的反應(yīng)過程。
　　植物的株高與植物激素有緊密聯(lián)系，尤其與赤霉素關(guān)系最為密切。對野生型和突變體植株噴施適量的

5、GA和PAC，并對GA內(nèi)源基因進(jìn)行定量檢測發(fā)現(xiàn):突變體內(nèi)AtRRM1基因表達(dá)量下降的同時，GA代謝路徑中的GA3ox1基因表達(dá)量上升，而后者的上升意味著GA的合成量增多。于是我們推斷，突變體的株高為GA和光照共同作用的結(jié)果。
　　最后，對AtRRM1基因進(jìn)行BLASTP比對和序列進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，該基因與甘藍(lán)和白菜中的基因(Bol037328、Bra014989)親緣性較高。后根據(jù)同源性高的白菜基因，在起始和終止密碼子設(shè)計引物從甘藍(lán)型