论文部分内容阅读
MADS-box基因家族是一类序列特异的转录因子家族,它广泛存在于人,动物和植物中。MADS-box基因在植物体的发育过程中具有十分重要的作用。根据系统发生关系将拟南芥MADS-box转录因子家族分为5个亚家族Mα, Mβ, Mγ,Mδ和MIKC,MIKC亚家族蛋白转录因子具有典型的M、I、K和C结构域。杨树是世界上广泛栽培的重要树种之一,已成为林木基因工程研究的模范植物。杨树是继拟南芥和水稻之后,第三个测定全序列的植物,并且是第一个测定全基因组序列的多年生木本植物。杨树全基因组计划实施,将为生物能源的开发提供知识贮备,具有重要的实际应用价值。为研究MADS-box基因在毛白杨发育过程中的作用,本实验以毛白杨形成层为材料,通过RT-PCR结合RACE-PCR的方法克隆得到了4个MADS-box基因,分别命名为PtMADS1、PtMADS2、PtMADS3和PtMADS5。氨基酸序列分析显示PtMADS1、PtMADS2、PtMADS3和PtMADS5与其他物种已知的MADS-box基因在MADS结构域高度一致,具有典型的MADS-box结构特征。同源树分析显示PtMADS1、PtMADS2分别与拟南芥的SVP和AGL12基因同源性较高,PtMADS3与AGL14和AGL19同原性较高,PtMADS5与SOC1的同源性较高。系统进化树分析显示PtMADS1属于STMADS11亚家族,PtMADS2属于AGL12亚家族,PtMADS3和PtMADS5属于SOC1亚家族。构建PtMADS1和PtMADS5基因的正义表达载体以及PtMADS1的反义表达载体,转化毛白杨,对基因的功能进行分析。半定量RT-PCR检测分析显示PtMADS1在茎,叶,形成层中表达,PtMADS5在根,茎,花,木质部,韧皮部和形成层中表达。PtMADS1基因维持顶端分生组织的特性。超表达PtMADS1基因未出现明显的表型变化。反义转化PtMADS1基因导致毛白杨部分叶型发生变化。离体条件下35S::3’PtMADS1叶片外植体分化产生棒状、花瓣状、枝条状叶片,并且叶片上长有叶片状结构。分化初期的芽体在RM生根培养基上不能正常生根,而是产生大量愈伤。