大豆依賴RNA的RNA聚合酶基因GmRDR6a、GmRDR6b以及GmRDR1的克隆及表達特性分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、植物中依賴RNA的RNA聚合酶(RDRs)是個大家族,主要通過基因沉默途徑參與植物的生長發(fā)育調節(jié)、逆境表達以及表觀遺傳修飾等多種生物學過程,而依賴RNA的RNA聚合酶6(RDR6)及依賴RNA的RNA聚合酶1(RDR1)是其家族中的重要組分,已經被鑒定出來具有獨特的功能。本研究從大豆中分離出了兩個RDR6基因和一個RDR1基因,分別被命名為GmRDR6a、GmRDR6b以及GmRDR1基因,通過對這三個基因序列進行生物信息學分析以及基因

2、表達特性分析,初步判斷其功能,以期為這些基因的進一步研究奠定基礎。
  本研究利用同源克隆的方法從大豆品種‘科豐一號’中分離出2個RDR6基因,分別將其命名為GmRDR6a和GmRDR6b基因,并對其進行序列分析,植物組織表達分析、抗逆境脅迫表達分析、亞細胞定位分析及構建植物過量表達載體。結果表明GmRDR6a基因位于大豆基因組的6號染色體上,基因全長為4389 bp,包含一個長度為744 bp的內含子,其ORF長度為3615bp

3、,編碼1204個氨基酸,相對分子量和等電點分別為297.5103和4.86; GmRDR6b基因位于大豆基因組的4號染色體上,基因全長為4002 bp,包含一個長度為387 bp的內含子,其ORF長度為3615 bp,編碼1204個氨基酸,相對分子量和等電點分別為296.89103和4.86; GmRDR6a和GmRDR6b都含有RDRs家族的保守序列‘DLDGD’;2個基因在所有被檢測組織中均表達,并且在花中的表達量最高;熒光定量結果

4、發(fā)現(xiàn):在大豆花葉病毒(Soybean MosaicVirus,SMV)處理下,2個基因在抗病材料‘科豐一號’中的表達量均顯著高于感病材料‘南農1138-2’,在非生物脅迫下,GmRDR6a基因在鹽、干旱處理下根、莖、葉組織中的表達量均提高,其中鹽處理下根中的表達量最高,ABA誘導條件下出現(xiàn)早期響應,冷害處理下該基因的表達量沒有明顯變化;GmRDR6b基因在鹽、ABA處理下,表達量很高,冷害處理下出現(xiàn)早期響應,在干旱條件下,該基因表達趨勢

5、不明顯;因此,判斷這兩個基因參與大豆抗性反應,其抗性機理有待進一步研究。構建這兩個基因的融合表達載體,通過農桿菌介導法轉入洋蔥表皮細胞進行亞細胞定位,發(fā)現(xiàn)這兩個基因均定位在細胞核上,可見其主要在細胞核內發(fā)揮功能;分別構建這兩個基因的過量表達載體pMDC83-GmRDR6a以及pMDC83-GmRDR6b,為探究GmRDR6a和GmRDR6b基因在大豆抗病中的分子機理打下基礎。
  另外本研究從大豆品種‘科豐一號’中分離出1個新的G

6、mRDR1基因,并對其進行序列分析、組織表達分析、抗逆境脅迫表達分析及該基因的亞細胞定位和過量表達載體構建研究。試驗后發(fā)現(xiàn)GmRDR1基因位于大豆基因組的2號染色體上,該基因全長為3956 bp,其中ORF為3378 bp,編碼1125個氨基酸,相對分子量和等電點分別為279.72103和4.63;GmRDR1含有RDRs家族的保守序列‘DLDGD’;該基因在所有被檢測組織中均表達,并且在葉中的表達量最高;熒光定量結果發(fā)現(xiàn):在大豆花葉病

7、毒(Soybean Mosaic Virus,SMV)處理下,GmRDR1在抗病材料‘科豐一號’中的表達量顯著高于感病材料‘南農1138-2’,鹽脅迫條件下,該基因在莖、葉中的表達量明顯升高,且在24 h表達量達到最高值;該基因在根中的表達量6h出現(xiàn)短暫升高,而后表達量呈現(xiàn)下降趨勢,干旱脅迫處理后48 h之內,GmRDR1基因在根、莖、葉中的表達量均升高,在根、莖、葉中分別于6h、48 h、24 h表達量達到最高,該基因在莖中的表達量呈

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