發(fā)布時(shí)間：2017-07-07 21:20

  本文關(guān)鍵詞：毛竹PeIRX10基因在木聚糖合成中的功能

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【摘要】：【目的】克隆毛竹木聚糖合成關(guān)鍵酶基因Pe IRX10,并對(duì)其進(jìn)行表達(dá)分析和功能初探,為毛竹中木聚糖合成分子機(jī)制的探究提供理論依據(jù)�！痉椒ā恳悦駷檠芯繉�(duì)象,根據(jù)毛竹基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中序列信息設(shè)計(jì)引物,通過(guò)RT-PCR克隆得到1個(gè)在模式植物擬南芥木聚糖合成中起關(guān)鍵作用的同源基因,命名為Pe IRX10;運(yùn)用生物信息學(xué)的方法對(duì)其核苷酸序列及其編碼的氨基酸序列進(jìn)行分析;通過(guò)qRT-PCR對(duì)毛竹的根、莖、葉、花和筍5個(gè)部位進(jìn)行組織表達(dá)特異性分析。利用Gateway克隆技術(shù)構(gòu)建Pe IRX10的植物表達(dá)載體,通過(guò)蘸花法轉(zhuǎn)化擬南芥irx10l(-/-)irx10(+/-)雙突植株,經(jīng)BASTA篩選及PCR植株表型鑒定獲得具有irx10l(-/-)irx10(-/-)雙突背景的轉(zhuǎn)基因植株;通過(guò)表型觀察、莖部切片甲苯胺藍(lán)染色觀察、細(xì)胞壁單糖成分分析以及木聚糖免疫定位觀察探討該植株中Pe IRX10基因的功能�！窘Y(jié)果】從毛竹中克隆得到Pe IRX10(PH01004923G0080,http:∥www.bamboogdb.org/)基因的ORF序列,長(zhǎng)度為1 251 bp,編碼416個(gè)氨基酸,蛋白質(zhì)的理論分子質(zhì)量為46 821 Da,等電點(diǎn)為6.26;其氨基酸序列與其他植物的IRX10基因具有很高的相似性(80%),屬于GT47家族;qRT-PCR結(jié)果表明,Pe IRX10基因在毛竹筍和莖中高度表達(dá)。過(guò)量表達(dá)Pe IRX10基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株可以互補(bǔ)于擬南芥IRX10雙突植株irx10l(-/-)irx10(-/-),表現(xiàn)出正常的株高、莖粗以及葉片大小和數(shù)量;轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的莖部切片甲苯胺藍(lán)染色觀察發(fā)現(xiàn),其維管束間纖維和木質(zhì)部導(dǎo)管細(xì)胞的細(xì)胞壁厚度與野生型擬南芥相近;細(xì)胞壁單糖分析發(fā)現(xiàn),互補(bǔ)植株木糖含量以及其他單糖(例如阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖等)的含量與野生型相近;木聚糖免疫定位分析表明,Pe IRX10基因的過(guò)表達(dá)可以使irx10l(-/-)irx10(-/-)雙突植株中木質(zhì)部和束間纖維中LM10信號(hào)幾乎完全恢復(fù)。【結(jié)論】在irx10l(-/-)irx10(-/-)雙突擬南芥植株中過(guò)量表達(dá)Pe IRX10基因可以使植株的表型和次生細(xì)胞壁缺陷恢復(fù),表明毛竹Pe IRX10基因與擬南芥IRX10基因具有相似的功能,都在木聚糖的合成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
【作者單位】： 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院;浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地;浙江省臨海市林木種子苗木管理站;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;浙江省臨安市種苗管理總站;
【關(guān)鍵詞】： 毛竹 木聚糖 次生細(xì)胞壁 PeIRX
【基金】：浙江省杰出青年基金項(xiàng)目(LR15C160001)
【分類號(hào)】：S795.7
【正文快照】： 由次生細(xì)胞壁構(gòu)成的木質(zhì)纖維素是森林木材的重要組成成分,也是非糧食類生物質(zhì)的主要成分,是地球上重要的可再生植物生物質(zhì)資源。木質(zhì)纖維素的積累主要通過(guò)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三大組分合成而導(dǎo)致次生細(xì)胞壁的次生加厚生長(zhǎng)完成(Pauly et al.,2008)。纖維素和木質(zhì)素合成機(jī)，

本文編號(hào)：531885