矮牵牛PhTCP3、PhTCP4基因功能的初步研究
【摘要】TCP基因家族是bHLH家族中特殊的一类转录因子。bHLH功能域由50-60个氨基酸组成,这些氨基酸分成明显的两部分：长度为10至15个氨基酸的碱性区和40个氨基酸左右的α-helix-loop-α-helix区(HLH区)。TCP家族被分为两个亚家族classⅠ和classⅡ。由于TCP基因结构的不同差异,classⅢ又被细分成为ECE和CIN两支,其中CYC1类、CYC2类和CYC3类三个亚簇同属于ECE支。在植物生长发育和形态发生作用的过程中,TCP基因家族主要参与花对称发育,调控植物结构,控制叶形态,衰老,参与胚胎发育,调节生理节奏等方面。而CYC1类主要调控植物的分枝。目前,对CYC1支的研究较多的是拟南芥的BRC1在MAX途径的下游参与调控腋芽的生长,参与生长素调控顶端优势以及调控分枝发育；在番茄中过量表达SIBRC1b基因植株分枝明显减少,而基因沉默后表型观察分枝增多显著；在豌豆中PsBRCl基因的突变体分枝明显增加。矮牵牛的转录因子PhTCP3和PhTCP4同属于CYC1类。本文通过从矮牵牛MitchellDiploid(MD)中克隆得到PhTCP3和PhTCP4基因,对其在矮牵牛各个组织中的表达进行转录水平分析,结合酵母双杂交技术检测矮牵牛PhTCP2.PhTCP3和PhTCP4蛋白之间的相互作用。最后通过对PhTCP3和PhTCP4基因在矮牵牛中进行超量表达和基因沉默来研究来分析基因的功能。通过本论文研究,取得了以下研究成果：1.矮牵牛PhTCP3和PhTCP4基因的克隆根据已登录的矮牵牛TCP转录因子基因PhTCP3(GenBankaccessionnumber:JQ400106)和PhTCP4(GenBankaccessionnumber:JQ400107)的cDNA编码框序列,设计并合成特异引物PT03F/PT03R和PT04F/PT04R,以矮牵牛MD的DNA为模板通过PCR扩增反应获得PhTCP3和PhTCP4基因的DNA全长,并对其进行基因信息学分析。2矮牵牛PhTCP3和PhTCP4基因转录表达分析通过荧光定量PCR反应检测矮牵牛PhTCP3和PhTCP4基因在矮牵牛MD各个时期、组织中的表达情况,发现PhTCP3和PhTCP4基因都在腋芽组织中表达最高,在其它部位表达量较低；PhTCP3在中花蕾中表达量较小花蕾、大花蕾和果实中要高,不过差异并不大,而PhTCP4基本只在小花蕾中表达,说明这两个基因在花器官中表达存在差异。通过对野生型矮牵牛进行打顶和高密度种植处理,发现PhTCP3和PhTCP4基因都响应种植密度和生长素的调节。推测PhTCP3和PhTCP4基因参与腋芽的生长调控。3矮牵牛PhTCP2.PhTCP3和PhTCP4蛋白之间的相互作用实验表明,PhTCP2.PhTCP3和PhTCP4蛋白两两组合能发生相互作用,PhTCP3和PhTCP4都能与自身发生相互作用,而BD-TCP2融合蛋白不能和AD-TCP2.AD-TCP3和AD-TCP4融合蛋白互作。推测可能是由于BD-TCP2融合蛋白有毒性。4矮牵牛PhTCP3、PhTCP4基因超量表达和CREST沉默由于超量表达和CREST沉默PhTCP3基因表型跟野生型基本一致,推测PhTCP3基因可能是由于在进化过程中抑制分枝的功能已经消失。超量表达的PhTCP4转基因矮牵牛与对照在T1代12叶期进行比较观察到腋芽基本处于休眠状态,而CREST沉默后腋芽明显增长。
【作者】余勇；
【导师】郭余龙；李名扬；
【作者基本信息】西南大学，园艺学，2014，硕士
【关键词】矮牵牛；PhTCP3；PhTCP4；蛋白质互作；表达分析；
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