盐肤木AGAMOUS同源基因的克隆及其功能分析

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作   者：

王芳岚;  项明;  张霞;  顾磊;  刘文;  陈发菊; 

作者机构：

三峡区域植物遗传与种质创新重点实验室(三峡大学)生物技术研究中心三峡大学; 

关键词：

RcAG;  Rcag;  功能分析;  可变剪接;  盐肤木; 

期刊名称：

林业科学

i s s n：

1001-7488

年卷期：

2024 年 006 期

页   码：

94-101

摘   要：

【目的】AGAMOUS(AG)基因在控制雌蕊、雄蕊的发育中起着重要作用。对盐肤木中AG同源基因的克隆与功能分析，有利于明确AG基因在盐肤木花器官发育中的功能，并为进一步探索盐肤木花性别分化机制提供参考。【方法】基于实验室已有的转录组数据并结合RACE技术，从盐肤木花中克隆获得盐肤木AG同源基因，并对其编码的蛋白进行结构和系统进化分析；通过实时定量PCR技术分析盐肤木AG同源基因在雌、雄及两性花的不同花期中的表达特征；构建盐肤木AG同源基因的过表达载体，采用花序浸染法进行拟南芥遗传转化，获得T2代转基因植株，观察转基因植株表型。【结果】在盐肤木克隆获得了AG同源基因的2个可变剪接转录本，分别为RcAG和第6个外显子缺失的Rcag。RcAG包含729 bp的开放阅读框，编码242个氨基酸；Rcag包含687 bp的开放阅读框，编码228个氨基酸。系统进化树分析结果表明，RcAG与其同科植物杧果和阿月浑子的AG同源蛋白亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明，在盐肤木不同发育阶段的雌、雄及两性花中，RcAG和Rcag呈现丰度持续升高的趋势，且在盐肤木雄花中，RcAG和Rcag的丰度要极显著高于雌花及两性花。过表达拟南芥表型观察发现，过表达RcAG导致拟南芥花瓣和雄蕊缺失，萼片尖端柱头化，萼片基部边缘出现胚珠结构，而过表达Rcag的拟南芥出现花瓣数量增多和雄蕊数量减少。【结论】Rcag可能由于K区42 bp碱基的缺失丧失AG基因的正常功能，与RcAG相互竞争，共同调控盐肤木雌、雄蕊的发育。这一结果为进一步探索RcAG和Rcag在盐肤木性别分化中的作用奠定基础。