光皮桦BlOFPs基因克隆及其互作蛋白分析医学心理学病毒学高等教育大学课件.pdf

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1、光皮桦 BlOFPs 基因克隆及其互作蛋白分析 光皮桦(Betula luminifera)是林木遗传研究的理想材料,材性改良是现阶 段光皮桦育种的主要内容之一。材性相关基因的挖掘与鉴定,并解析其功能,可为 光皮桦材性育种提供重要依据。本论文在原有工作的基础上，对光皮桦 BIOFPs 基因继续展开分子克隆，功能 解析等工作。其主要结果如下：1.基于光皮桦转录组测序数据,利用 RAC 战术新 克隆得到 10 个 BIOFPs 基因的 cDNA 序列。cDNA 全长序列长度介于 499-1505bp 之间,一致性在 21-65%之间。ORF 是连 续的,长度介于 324-1269 bp 之间,推测

2、所编码的氨基酸数为 108-423 个,一致性 在12-47%之间,且在 C 端均有一个 OVATE 吉构域。结合课题组原有 7 个 BlOFPs 构建进化树,显示 17 个 BlOFPs 分布在 4 个分枝 上,BIOFP1、BlOFP8 BlOFP16和 BIOFP17 在一个分枝上，BIOFP2 和 BIOFP1O 在一 个分枝上，BIOFP4、BIOFP6 BIOFP11 BIOFP12 BIOFP13和 BIOFP15 在一个分 枝上,BIOFP3、BIOFP5 BIOFP7 BIOFP9和 BIOFP14 在一个分枝上。2.定量 PCR 分析 17 个 BIOFPs 基因在光皮桦

3、10 个组织器官中的特异表达。在雌雄花序中表达量较高的基因有 8 个基因:BIOFP3 BIOFP4 BIOFP6 BIOFP7 BIOFP10 BIOFP12 BIOFP13和 BIOFP16 BIOFP1和 BIOFP9 有类似的 表达模式,在茎段中随木质化程度增高而表达量先增加后减少,且均在内层木质 部中表达量较高。BIOFP2 在根和茎及内外层木质部中有较高的表达量，在茎中的表达模式与 BIOFP1 和 BIOFP9 相似，但在外层木质部的表达量高于内层木质部。BIOFP5 BIOFP11 BIOFP12和 BIOFP17 在各组织表达量差异不明显。BI0FP8 在刚萌发的雄花序和各个

4、阶段的叶中及在韧皮纤维和内层木质部表 达量均较高，BI0FP3、BI0FP6 和 BIOFP10 在木质化茎段的韧皮部、韧皮纤维和木 质部中有较高的表达量。在应拉木诱导处理中,相比直立木,BI0FP2 和 BI0FP9 在 TW 区的表达量明显上调,而对应区表达量则明显下调,推测 BI0FP2 和 BI0FP9 可 能与细胞壁增厚有关;BI0FP1,BI0FP3 和 BI0FP6 在 TW 和 0W 区表达量均下调,在 TW 区下调均为显著,除 BI0FP3 在 0W 区下调不显著,其他两个基因在 0W 区下调也 是显著的；BI0FP8 和 BI0FP10 在 TW 和 0W 区表达量均上调,

5、其中 BI0FP8 在 TW 和 0W 区去上调显著,BI0FP10 在 TW 上调不显著但在 0W 区上调显著。3.构建光皮桦茎段酵母双杂交均一化 cDNA 文库,滴度大于 108cfu/ml,文库 插入片段长度介于 0.5-4.5kb 之间,保证了文库的覆盖度和完整性,为探究 BI0FPs 基因在光皮桦木材形成的分子调控网络机制提供基因库。4.为解析 BI0FP 蛋白在光皮桦木材形成过程中的分子机制，分别对 BI0FP 进行酵母双杂交及茎段 均一化酵母文库杂交分析。构建的 3 个 pGBKT7-BI0FP 和 7 个 pGADT7-BEL1-likes 载体质粒均没有毒性 也没有自激活活性

6、。酵母双杂交结果发现 21 个 BIOFP 与 BEL1-Iikes 杂交组合中 有 Bl 0FP8 与 BLH6 和 BI0FP8 与 BLH7 两个组合有蛋白互作。在酵母文库杂交中，筛选到与 BI0FP8 互作的蛋白 4 个。推测这些互作蛋白与 BI0FP8 蛋白共同参与相应的代谢途径。5.将 BIOFP1,BIOFP2,BIOFP3,BIOFP5和 BI0FP6 基因超表达载体异源转化至 拟南芥,分别得至 U BI0FP1 和 BI0FP2 的 T0 代阳性植株,BI0FP3,BI 0FP5和 BI0FP6 的T3 代阳性植株。其中 BI0FP2 转基因植株的叶片较野生型植株叶片数增加,

7、叶 面积较小，且向下弯曲成弓形;BI0FP5 转基因植株的叶片有所增长，叶片变窄和 变厚极显著且边缘呈锯齿形状,果荚显著增长。这些转基因植株为进一步基因功能分析提供了材料。以上结果不仅为光皮桦 一材性相关基因的挖掘与鉴定并解析其功能可为光皮桦材性育种提供重要依据本论文在原有工作的基础上对光皮桦基因继续展开分子克隆功能解析等工作其主要结果如下基于光皮桦转录组测序数据利用战术新克隆得到个基因的序列一个吉构域结合课题组原有个构建进化树显示个分布在个分上和在一个分上和在一个分上和在一个分上和在一个分上定量分析个基因在光皮桦个组织器官中的特异表达在雌雄花序中表达量较高的基因有个基因和和有类似的表达模式较

8、高的表达量在茎中的表达模式与和相似但在外层木质部的表达量高于内层木质部和在各组织表达量差异不明显在刚萌发的雄花序和各个阶段的叶中及在韧皮纤维和内层木质部表达量均较高和在木质化茎段的韧皮部韧皮纤维和木质OFP 家族功能的深入解析奠定了重要基础，而且为光皮桦分子育种提供重要基因 资源。一材性相关基因的挖掘与鉴定并解析其功能可为光皮桦材性育种提供重要依据本论文在原有工作的基础上对光皮桦基因继续展开分子克隆功能解析等工作其主要结果如下基于光皮桦转录组测序数据利用战术新克隆得到个基因的序列一个吉构域结合课题组原有个构建进化树显示个分布在个分上和在一个分上和在一个分上和在一个分上和在一个分上定量分析个基因在光皮桦个组织器官中的特异表达在雌雄花序中表达量较高的基因有个基因和和有类似的表达模式较高的表达量在茎中的表达模式与和相似但在外层木质部的表达量高于内层木质部和在各组织表达量差异不明显在刚萌发的雄花序和各个阶段的叶中及在韧皮纤维和内层木质部表达量均较高和在木质化茎段的韧皮部韧皮纤维和木质