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甘蓝光敏色素B基因的克隆及在拟南芥中异源转基因的功能验证
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:《中国农业科学》
  • 时间:0
  • 分类:S188[农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]河南农业大学农学院,郑州450002, [2]中国农业科学院作物科学研究所,北京100081, [3]北京市辐射中心,北京100875, [4]中国农业科学院研究生院,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(31170267); 国家转基因生物新品种培育重大专项(2014ZX08010-002); 北京市自然科学基金(重点)(6151002); 中国农业科学院科技创新工程项目
中文摘要:

【目的】甘蓝(Brassica oleracea L.)是世界上最广泛种植的蔬菜作物之一,其种植已由春、秋两季种植转变为四季栽培,因此,研究甘蓝对光温的反应能力是品种改良的重要基础。光敏色素是植物最重要的一类光受体,主要响应远红光和红光的变化,其中,光敏色素B是红光的最主要受体,与光形态建成、避荫性以及生物产量等性状密切相关。克隆甘蓝的光敏色素B基因(Bo PHYB),在拟南芥中验证异源基因Bo PHYB在光形态建成和避荫性反应中的作用,丰富植物光敏色素基因功能研究,评价光敏色素在甘蓝品种改良中应用的潜在价值。【方法】利用RT-PCR的方法克隆、测序验证得到甘蓝自交不亲和系12C的Bo PHYB编码区c DNA序列;利用生物信息学软件分析其编码的氨基酸序列及结构域,并与其他植物的光敏色素B进行序列比对,分析它们之间的同源关系;构建其35S启动子驱动的植物表达载体p JIM19-Myc-Bo PHYB,通过农杆菌介导法转化拟南芥野生型Col-0和phy B-9突变体,并获得纯合转基因株系;比较Bo PHYB与拟南芥光敏色素B(At PHYB-GFP)的转基因株系在不同光质下的下胚轴伸长和成株期的表型,验证其在光形态建成和避荫性反应中的作用。【结果】从甘蓝中克隆了Bo PHYB的编码区c DNA序列,该基因编码区含有3 507个核苷酸,编码具有1 168个氨基酸残基、分子量为128.9 k D的蛋白质;与拟南芥和白菜的phy B结构域类似,Bophy B包含1个GAF结构域、2个PAS结构域、1个His KA结构域和1个HATPase_c结构域;氨基酸序列同源性分析发现,Bophy B与拟南芥以及白菜的phy B同源性最高,与小麦、玉米、水稻等单子叶植物的同源性较低;与At PHYB-GFP类似,在红光和白光下不但Myc-Bo PHYB能互补phy B-9极端黄化的表型,而且转基因株系均表现为下胚轴加剧缩短;长日照和短日照下成株期转基因导致植株矮化、叶片深绿和叶柄缩短。【?

英文摘要:

【Objective】Cabbage(Brassica oleracea L.) is one of the most widely grown vegetable crops in the world. Cabbage is grown in spring and fall,however varieties need to be made suitable for cultivation all the year round. Study on the response of cabbage phytochromes to light and temperature is an important basis for crop improvement with respect to extending growth periods. Phytochromes of interest here are the red/far-red reversible photoreceptors. Among them,phy B is an essential red light receptor that predominantly mediates seedling photomorphogenesis and shade-avoidance response. The objective of this study was to isolate the phytochrome B gene in cabbage(i.e.,Bo PHYB),to explore its functions on seedling de-etiolation and shade avoidance by ectopic expression in Arabidopsis,and evaluate its potential in cabbage breeding. 【Method】The c DNA sequence of Bo PHYB was isolated from leaves of a self incompatible line 12 C. Bioinformatic analyses were employed to predict its function domains and to build a phylognetic relationship tree among plant phy B homologs. The p JIM19-Myc-Bo PHYB binary construct was electroporated into the Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 and then introduced into Arabidopsis thaliana(both of the wild type and phy B-9 mutant) via a floral dip method. Transgenic plants were selected on germination plates containing 50 mg·m L-1 kanamycin for Myc-Bo PHYB. Homozygous T3 or T4 transgenic plants were used for testing the seedling hypocotyl elongation and shade avoidance responses. 【Result】The reading frame of Bo PHYB possesses 3 507 bp and encodes 1 168 amino acid residues(128.9 k D) deduced from the DNA sequence. Similar to both phy B protein of Arabidopsis thaliana(i.e.,Atphy B) and Brassica rapa(i.e.,Brphy B),Bophy B contains one GAF domain,two PAS domains,one His KA domain,and one HATPase_c domain. Phylogenetic analysis indicated that Bophy B belongs to the same branch as Brphy B and Atphy B,while showing low similarity to phy B proteins from monocotyle

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620