苹果MdHB1与ABA受体MdPYL9互作关系的研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wencentss
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MdHB1是苹果HD-Zip I亚家族的一个转录因子,研究表明该转录因子参与调控果实成熟,响应激素应答。为了进一步挖掘MdHB1的生物学功能,本实验室通过酵母双杂交实验发现MdPYL9与MdHB1存在潜在的互作关系。本文以此为研究基础,从‘皇家嘎拉’中克隆出MdPYL9基因,并对其进行基本的生物学特征分析,重点从基因和蛋白层面验证MdHB1和MdPYL9之间的关系,并结合ABA信号核心基因预测MdHB1在ABA信号途径中的作用。实验结果如下:  1、在苹果基因组数据库中共筛选到14个PYLs,利用MEGA5.05邻近法做系统进化树分析,结果表明这14个成员分成三个亚家族。Subfamily I有四个成员,subfamily II和subfamily III分别有五个成员,各亚家族之间基因结构存在差异。MdPYL9属于subfamily I,包含两个内含子。以‘皇家嘎拉’果肉为材料克隆到了MdPYL9,该基因开放阅读框全长555-bp,编码184个氨基酸,具有高度保守的PYR/PYL/RCAR结构域,并与AtPYL9、VvPYL9、SlPYL9、FaPYL9蛋白有高度的相似性。  2、 亚细胞定位实验结果表明 MdPYL9 定位在细胞核、细胞质和气孔中;BiFC实验中在烟草细胞细胞核、细胞质、气孔中均有YFP的表达,表达位置与MdPYL9和MdHB1的亚细胞定位结果一致,该实验证明了ABA受体MdPYL9与MdHB1在活体细胞中互作。  3、利用实时荧光定量 PCR 进行基因的组织特异性表达分析,结果显示MdPYL9在花、茎、叶、果实中均有表达,且随着果实的发育呈先上升后下降的表达趋势,与MdHB1的表达趋势相同,相关性分析表明这两个基因表达呈线性关系(R2=0.9969);此外,在苹果上沉默MdHB1基因,MdPYL9的表达下调了40%,转MdHB1烟草NC89OEHB1中NtPYL9-like基因的表达量是野生型的6倍;运用SPSS17.0进行相关性分析,结果显示MdPYL9和MdHB1的表达量呈线性关系,这些结果表明MdPYL9和MdHB1在转录水平上有密切的关系。  4、以‘皇家嘎拉’叶片为材料,克隆到长为1481-bp的MdPYL9启动子,启动子区域存在大量HD-ZIP I蛋白可以结合的回文结构,通过PlantCare在线预测软件得知该启动子区域有ABRE、ARE、G-box 等大量顺式作用元件;将ProMdPYL9 融合到带有GUS 标签的载体上进行GUS 活性实验,结果表明MdHB1可以增强MdPYL9启动子活性。  5、500 μM ABA处理‘米奇拉’果实,24 h后MdHB1基因的表达量明显升 高,此结果在转基因烟草NC89OEHB1中也得到了验证。同时,ABA 处理‘米奇拉’果实,苹果中预测的ABA信号转导核心基因MdPYL9、MdSnRK2.3/2.6、MdPP2C53/77的表达都显著上调。  6、 在苹果上瞬时过表达MdHB1后MdHB1的表达量是对照组的10倍多, MdPYL9、MdSnRK2.3/2.6、MdPP2C53/77 的表达显著上调,分别是对照组的 2倍到6倍不等。相反,VIGS诱导的基因沉默中,MdHB1基因表达下调了22%, MdPYL9、MdSnRK2.6的表达量也随之降低。该结果表明MdHB1能不同程度的影响ABA核心基因的表达。
其他文献
本研究对7株柑橘体细胞杂种有性后代及其亲本植株的花粉母细胞减数分裂行为以及花粉育性进行了研究;同时,对有性后代减数分裂行为与叶型及RAPD标记之间的相关性进行了分析。主