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(diào)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(jīng)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(chǔ)。
  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(gòu)建植物過量表達載體。結(jié)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(nèi)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(nèi)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(jié)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(nóng)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(yīng),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(yīng),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(yīng),其抗性機理有待進一步研究。構(gòu)建這兩個基因的融合表達載體,通過農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)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(nèi)發(fā)揮功能;分別構(gòu)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(chǔ)。
  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(gòu)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(jié)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(nóng)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(nèi),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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