本文關(guān)鍵詞： 玉米 Zm PHYC 光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 表達(dá)模式 光質(zhì)處理　出處：《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》2017年12期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：【目的】通過NCBI數(shù)據(jù)庫獲得2個(gè)玉米PHYC及相關(guān)數(shù)據(jù),并進(jìn)行相關(guān)生物信息學(xué)分析。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(q RT-PCR)分析2個(gè)玉米PHYC在玉米各器官的轉(zhuǎn)錄豐度,以及其轉(zhuǎn)錄豐度對(duì)多種光質(zhì)處理、黑暗到各種光質(zhì)轉(zhuǎn)換和光周期處理(長日照和短日照)的響應(yīng),為研究玉米PHYC在玉米幼苗去黃化與開花期的調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)�！痉椒ā坎捎糜衩譈73自交系為研究材料,通過RT-PCR分別對(duì)Zm PHYC1和Zm PHYC2的全長ORF序列進(jìn)行克隆;借助相關(guān)軟件對(duì)其進(jìn)行生物信息學(xué)分析,利用q RT-PCR分析這兩個(gè)基因在玉米各器官中的轉(zhuǎn)錄豐度,及其轉(zhuǎn)錄豐度對(duì)各種光照處理的響應(yīng)�！窘Y(jié)果】Zm PHYC1和Zm PHYC2的全長ORF均為3 408 bp,編碼1 135個(gè)氨基酸基序,分子量分別為126.14和126.07 k D。生物信息學(xué)分析表明,玉米phy C蛋白可以分為6個(gè)功能區(qū)段:節(jié)奏周期蛋白—Ah核轉(zhuǎn)運(yùn)接受蛋白—專一蛋白區(qū)段(Per-Arnt-Sim,PAS)、c GMP受激磷酸二酯酶區(qū)段(GAF)、色素區(qū)段(PHY)和PAS相關(guān)區(qū)段(PRD,包含2個(gè)PAS區(qū)段)、組氨酸激酶A區(qū)段和組氨酸激酶ATP酶區(qū)段,但是Zmphy C2在PRD區(qū)段僅有一個(gè)PAS區(qū)段。氨基酸水平的系統(tǒng)發(fā)育樹分析表明,Zmphy C1和Zmphy C2與禾本科物種phy C有很高的一致性,且與甘蔗和高粱phy C的親緣關(guān)系較近。q RT-PCR分析表明,Zm PHYC1和Zm PHYC2的表達(dá)在根和葉中的轉(zhuǎn)錄豐度均較高,同時(shí)對(duì)持續(xù)藍(lán)光和白光響應(yīng)強(qiáng)烈;在黑暗到各種光質(zhì)轉(zhuǎn)換處理中,這兩個(gè)PHYC的表達(dá)模式相似。在黑暗轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)紅光、紅光、藍(lán)光和白光的0.5 h,Zm PHYC1和Zm PHYC2的轉(zhuǎn)錄表達(dá)均急劇上升,隨后迅速下降到自身起始黑暗時(shí)的水平以下,并上下波動(dòng)。這兩個(gè)基因?qū)﹂L日照和短日照的光周期處理也能積極響應(yīng),在長日照條件下,2個(gè)Zm PHYC出現(xiàn)了極其相似的表達(dá)模式,均在光照和黑暗階段各出現(xiàn)1個(gè)峰值;在短日照條件下,這兩個(gè)基因的表達(dá)模式差異較大,Zm PHYC1的峰值出現(xiàn)在進(jìn)入黑暗后6 h,而Zm PHYC2的峰值出現(xiàn)在進(jìn)入光照階段2 h�！窘Y(jié)論】玉米phy C蛋白可以分成6個(gè)功能區(qū)段,但是Zmphy C2在PRD區(qū)段僅具有一個(gè)PAS相關(guān)區(qū)段。2個(gè)玉米PHYC轉(zhuǎn)錄豐度具有組織特異性。在各種光質(zhì)處理中,Zm PHYC1和Zm PHYC2的表達(dá)模式相近,可能二者存在功能冗余,在轉(zhuǎn)錄水平上前者的豐度高于后者,推測Zm PHYC1在玉米中起更重要的作用,并且可能二者在功能上存在分工。Zm PHYC1和Zm PHYC2對(duì)各種光質(zhì)和光周期處理均有較強(qiáng)的響應(yīng),推測二者在調(diào)控玉米光形態(tài)建成和開花中具有重要作用。
[Abstract]:[objective] two maize PHYC and related data were obtained from NCBI database, and related bioinformatics analysis was carried out. The transcription abundance of two maize PHYC in maize organs was analyzed by real-time fluorescence quantitative PCR(q RT-PCR. And the response of its transcription abundance to a variety of light quality treatments, dark to various light quality transitions, and photoperiod processes (long and short), [methods] the full-length ORF sequences of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 were cloned by RT-PCR using maize B73 inbred line as the research material. Bioinformatics analysis and Q RT-PCR were used to analyze the transcriptional abundance of these two genes in maize organs. [results] the full-length ORF of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 were 3 408 BP, encoding 1 135 amino acid motifs with molecular weight 126.14 and 126.07 KD, respectively. Maize phy C protein can be divided into six functional regions: rhythmic cyclin-Ah nuclear transport receptor-specific protein region Per-Arnt-SimPASC GMP stimulated phosphodiesterase region, pigment region phy and PAS related region, including two PAS regions. Histidine kinase A region and histidine kinase ATP region, However, Zmphy C2 has only one PAS region in the PRD region. Phylogenetic tree analysis at amino acid level shows that Zmphy C1 and Zmphy C2 are highly consistent with phy C in gramineous species. The close relationship with sugarcane and sorghum phy C. Q RT-PCR analysis showed that the expression of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 in roots and leaves were both high, and they were strongly responsive to persistent blue light and white light. The expression patterns of the two PHYC were similar. The transcriptional expression of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 increased sharply in the dark to far red light, red light, blue light and white light, and then rapidly decreased below the level when they started dark. The two genes were also able to respond positively to the photoperiod treatment of long and short sunlight. Under the condition of long sunlight, two Zm PHYC showed very similar expression patterns, each with a peak value in the light and dark phases. Under the condition of short sunlight, the peak value of Zm PHYC1 appeared at 6 h after darkness, while the peak value of Zm PHYC2 appeared at 2 h after light exposure. [conclusion] phy C protein can be divided into 6 functional regions. However, Zmphy C2 has only one PAS related region in the PRD region. Two maize PHYC transcription abundance have tissue specificity. The expression patterns of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 are similar in various light and quality treatments, and there may be functional redundancy between them. The abundance of the former was higher than that of the latter at the transcriptional level, which suggested that Zm PHYC1 played a more important role in maize, and that there might be a strong functional response of Zm PHYC1 and Zm PHYC2 to various light quality and photoperiod treatments. It is inferred that both of them play an important role in the regulation of maize light morphogenesis and flowering.
【作者單位】： 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院;河南省潢川縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所;
【基金】：國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)(2016ZX08010002-003-002) 國家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃(2016YFD0101002) 北京市自然科學(xué)基金(重點(diǎn))(6151002) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程
【分類號(hào)】：S513

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本文編號(hào)：1499169