东方百合LoABI1基因的克隆及表达分析.pdf

西北植物学报,2 0 2 3,4 3(2):0 1 9 0-0 2 0 1A c t a B o t.B o r e a l.-O c c i d e n t.S i n.d o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 0-4 0 2 5.2 0 2 3.0 2.0 1 9 0 h t t p:/x b z w x b.a l l j o u r n a l.n e t收稿日期:2 0 2 2-0 9-0 1;修改稿收到日期:2 0 2 2-1 2-1 8基金项目:国家自然科学基金(3 1 6 7 2 1 9 1);中央高校基本科研业务费专项(Y X 2 0 1 5-1 6)作者简介:赵一燃(1 9 9 9-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为花卉种质资源创新与育种。E-m a i l:1 4 4 9 9 6 1 2 8 3q q.c o m*通信作者:何恒斌,副教授,主要从事花卉种质资源创新与育种研究。E-m a i l:h e n g b i n h e_1 2 2 0b j f u.c n东方百合L o A B I 1基因的克隆及表达分析赵一燃,胡钧舒,朱云涛,孙婷婷,何恒斌*(花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室,国家花卉工程技术研究中心,城乡生态环境北京实验室,教育部林木花卉育种实验室,北京林业大学 园林学院,北京 1 0 0 0 8 3)摘 要:该研究以东方百合 索邦 为材料,采用 R T-P C R 扩增方法克隆A B I 1基因,对其进行了生物信息学分析,并采用实时荧光定量 P C R 检测其组织表达特性和低温处理过程及定植后的表达特征,以明确A B I 1基因 的功能特性,为解析百合A B A 信号转导途径及其调控低温解除休眠过程的机理奠定基础。结果表明:(1)成功克隆得到东方百合L o A B I 1基因,其编码序列长度为1 3 4 1 b p,共编码4 4 6个氨基酸;L o A B I 1氨基酸序列中含有1个蛋白磷酸酶 2 C(P P 2 C)保守结构域。(2)系统进化分析显示,L o A B I 1蛋白与水稻P P 2 C家族成员O s P P 2 C 0 6的同源进化关系最近,且与拟南芥A t A B I 1聚为一支,同属于P P 2 C基因家族中的A亚群。(3)亚细胞定位发现,L o A B I 1蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核和细胞质。(4)q R T-P C R荧光定量分析显示,L o A B I 1基因在百合茎生根、嫩茎、叶片及各花部组织中均有表达,且在幼嫩组织中表达量较高;L o A B 1 I基因在冷藏期间的表达量呈先升高后降低的趋势,并于 冷藏期第5周达到峰值,但在定植期间持续下降且保持较低水平。(5)经4 低温处理6 0 d的百合鳞茎在定植后1 4 2 8 d能发芽、2 8 4 8 d可见花蕾,而不进行低温处理的鳞茎既不萌芽也不开花。研究推测,百合L o A-B I 1 基因可能在低温解除种球休眠过程中具有重要作用,L o A B I 1蛋白可能在百合A B A信号转导过程中发挥作用。关键词:东方百合 索邦;A B I1基因;克隆;基因表达中图分类号:Q 7 8 5;Q 7 8 6文献标志码:AC l o n i n g a n d E x p r e s s i o n A n a l y s i s o f L o A B I 1 i n L i l i u m O r i e n t a l H y b r i dZ HAO Y i r a n,HU J u n s h u,Z HU Y u n t a o,S UN T i n g t i n g,HE H e n g b i n*(B e i j i n g K e y L a b o r a t o r y o f O r n a m e n t a l P l a n t s G e r m p l a s m I n n o v a t i o n a n d M o l e c u l a r B r e e d i n g,N a t i o n a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r f o r F l o r i c u l t u r e a n d B e i j i n g L a b o r a t o r y o f U r b a n a n d R u r a l E c o l o g i c a l E n v i r o n m e n t,C o l l e g e o f L a n d s c a p e A r c h i t e c t u r e,B e i j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y,B e i j i n g 1 0 0 0 8 3,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h i s s t u d y,A B I 1 g e n e w a s c l o n e d f r o m L i l i u m o r i e n t a l h y b r i d S o r b o n n e b y R T-P C R,a n d t h e b i o i n f o r m a t i c s a n a l y s i s w e r e p e r f o r m e d.M e a n w h i l e,t h e q R T-P C R w a s u s e d t o d e t e c t t h e e x p r e s s i o n p a t t e r n s o f L o A B I 1 i n l i l y a t d i f f e r e n t t i s s u e s a n d i n t h e p r o c e s s o f l o w t e m p e r a t u r e t r e a t m e n t a n d a f t e r t r a n s p l a n t i n g,f o r c l a r i f y i n g t h e f u n c t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f L o A B I 1 g e n e a n d l a y a f o u n d a t i o n f o r t h e a n a l y s i s o f t h e A B A s i g n a l t r a n s d u c t i o n p a t h w a y a n d t h e m e c h a n i s m o f b r e a k i n g d o r m a n c y a t l o w t e m p e r a-t u r e i n l i l y.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t:(1)t h e L o A B I 1 g e n e o f l i l y w a s c l o n e d s u c c e s s f u l l y.T h e c o d i n g s e-q u e n c e o f L o A B I 1 w a s 1 3 4 1 b p l o n g a n d L o A B I 1 e n c o d e d 4 4 6 a m i n o a c i d s c o n t a i n i n g a c o n s e r v e d p h o s-p h a t a s e 2 C(P P 2 C)d o m a i n.(2)P h y l o g e n e t i c a n a l y s i s s h o w e d t h a t L o A B I 1 w a s c l o s e s t t o O r y z a s a t i v a a n d c l u s t e r e d w i t h A t A B I 1,w h i c h i s a m e m b e r o f A r a b i d o p s i s t h a l i a n a P P 2 C g e n e f a m i l y,a n d b o t h o f t h e m b e l o n g t o P P 2 C A g r o u p.(3)T h e s u b c e l l u l a r l o c a l i z a t i o n r e s u l t s s h o w e d t h a t L o A B I 1 i s l o c a l i z e d i n t h e n u c l e u s a n d c y t o p l a s m o f t o b a c c o e p i d e r m a l c e l l s.(4)R e a l t i m e R T-P C R e x p r e s s i o n a n a l y s i s s h o w e d t h a t L o A B I 1 e x p r e s s e d i n s t e m r o o t,t e n d e r s t e m,l e a f,a n d f l o r a l o r g a n,a n d t h e e x p r e s s i o n l e v e l i s h i g h-e r i n t e n d e r t i s s u e s;T h e e x p r e s s i o n o f L o A B I 1 i n c r e a s e d a t f i r s t r e a c h i n g t h e p e a k a t t h e f i f t h w e e k o f c o l d s t o r a g e,a n d t h e n d e c r e a s e d d u r i n g c o l d s t o r a g e.F i n a l l y,i t r e m a i n e d a t a l o w-l e v e l d u r i n g c o l o n i z a t i o n.(5)T h e l i l y b u l b s t r e a t e d a t 4 f o r 6 0 d a y s c o u l d g e r m i n a t e a t 1 4-2 8 d a y s,a n d t h e b u d s c o u l d b e s e e n a t 2 8-4 8 d a y s a f t e r t r a n s p l a n t i n g,w h i l e t h e b u l b s w i t h o u t l o w t e m p e r a t u r e t r e a t m e n t n e i t h e r g e r m i n a t e d n o r f l o w e r e d.I t i s s p e c u l a t e d t h a t L o A B I 1 g e n e m a y p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e p r o c e s s o f b r e a k i n g b u l b s d o r m a n c y a t l o w t e m p e r a t u r e,a n d L o A B I 1 p r o t e i