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木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(Xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase,XTH)是一种重要的细胞壁修饰酶,在植物的细胞生长和生命活动中起着关键的作用。为研究观赏植物中XTH基因结构以及在花瓣生长发育过程中的表达特征及功能,本研究以菊花、孔雀草和大丽花等三种菊科植物为研究对象,从花瓣中提取总RNA,克隆了XTH编码基因的cDNA序列。在此基础上,进一步研究了大丽花XTH基因(DpXTH)的结构及表达特征,取得了如下试验结果。1.利用RT-PCR技术,克隆了菊花和孔雀草花瓣XTH基因的cDNA序列,分别命名为CmXTH (Genbank:HM752243)和TpXTH (Genbank: JN164663),两者开放读码框的核苷酸序列为882bp,编码293个氨基酸残基,其中包含了XTH的活性位点DELDFEFLG。Blast分析结果表明,CmXTH和TpXTH与同为菊科植物的大丽花、非洲菊的同源性最高;通过聚类分析发现,CmXTH和TpXTH基因编码的多肽与拟南芥XTH家族中第一组的At-XTH7聚类到同一组,推测CmXTH和TpXTH具有木葡聚糖转糖苷酶和木葡聚糖水解酶两种活性。2.利用3′RACE技术,获得了大丽花花瓣DpXTH1基因的3′末端序列(Genbank: JN389794),克隆片段序列长为542bp,其中非编码区长190bp。以分段PCR法扩增得到了1条大丽花XTH基因组DNA序列,序列长1293bp,包含4个外显子与3个内含子,其外显子区域与DpXTH1mRNA序列的相似性达93.52%,两者所编码的氨基酸序列同源性为93.49%,推测克隆的XTH基因组DNA序列为DpXTH1的同源基因,故命名为DpXTH2(Submission1523046)。通过与拟南芥XTH基因比对分析,发现DpXTH1与拟南芥At-XTH7同源性较高,DpXTH2外显子序列与At-XTH6同源性较高,而At-XTH7和At-XTH6同属于拟南芥第一组XTH基因,因而推测DpXTH1和DpXTH2编码的蛋白也具有木葡聚糖转糖苷酶和木葡聚糖水解酶两种活性。以基因组DNA为模板,使用hi TAIL-PCR技术,分离获得了DpXTH2基因起始密码子上游长为125bp的部分序列。根据上述三方面试验结果,初步探明了大丽花花瓣DpXTH基因的结构特征。3.分别以β-actin、GAPDH和18S rRNA为内参基因,使用半定量RT-PCR技术,检测了DpXTH1在大丽花花瓣生长发育过程中的表达变化。以β-actin和GAPDH为内参基因的结果显示,在花瓣生长发育的整个过程中,DpXTH1的表达量持续增加,表明DpXTH1可能不仅与花瓣的生长有关,而且与花瓣的衰老也有密切关系。另一方面,以18S rRNA为内参基因的试验结果与此有所不同,说明18SrRNA作为内参基因并不适用于大丽花花瓣发育相关基因表达的检测。