小麥D2類細(xì)胞周期蛋白基因Triae;CYCD2;1的分離與功能分析.pdf

1、細(xì)胞分裂是生物的基本特征之一，細(xì)胞周期的調(diào)控一直是生物學(xué)領(lǐng)域中研究的重要問題之一。人們雖然在動物細(xì)胞和酵母中對細(xì)胞周期機(jī)理的認(rèn)識取得了較大的進(jìn)展，但在植物細(xì)胞中的研究還比較落后。細(xì)胞周期蛋白是細(xì)胞周期的重要調(diào)控因子之一，其中D類細(xì)胞周期蛋白調(diào)控G1期進(jìn)入S期的進(jìn)程。目前它的作用機(jī)制在雙子葉植物中研究的較多，但在單子葉植物中的研究尚未見報道。小麥(TriticumaestivumL.)是一種重要的糧食作物，屬于單子葉植物。為了理解單子葉植

2、物細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)理，本研究分離了編碼小麥D2類細(xì)胞周期蛋白的基因Triae；CYCD2；1(TriticumaestivumCYCLIND2)，并對其表達(dá)模式與生物學(xué)功能進(jìn)行了深入研究。 Triae；CYCD2；1基因的cDNA全長為1645bp，其中包括長度為1059bp的編碼區(qū)，編碼353個氨基酸殘基。氨基酸序列比較分析與系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明Triae；CYCD2；1蛋白與D2類細(xì)胞周期蛋白親緣關(guān)系較近。Northern雜交

3、和原位雜交結(jié)果顯示，Triae；CYCD2；1基因的轉(zhuǎn)錄物主要在細(xì)胞分裂旺盛的組織中表達(dá)，暗示該基因可能與細(xì)胞分裂有著密切的關(guān)系。35S::Triae；CYCD2；1轉(zhuǎn)基因擬南芥植株下胚軸伸長，蓮座葉發(fā)生卷曲，莖發(fā)生彎曲，生活周期延長。組織切片結(jié)果顯示35S::Triae；CYCD2；1轉(zhuǎn)基因擬南芥葉片的柵欄組織和海綿組織分化不明顯，多數(shù)細(xì)胞排列已不規(guī)則，莖表皮下多層細(xì)胞明顯變短，苗端分生組織明顯增大且具有較多未分化的小細(xì)胞。以上結(jié)果表

4、明過量表達(dá)Triae；CYCD2；1促進(jìn)細(xì)胞分裂同時抑制細(xì)胞的分化。實時定量PCR分析結(jié)果顯示在轉(zhuǎn)基因植株中，Triae；CYCD2；1基因促進(jìn)了細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達(dá)。同時，Triae；CYCD2；1基因還促進(jìn)了一些植物形態(tài)建成相關(guān)基因的表達(dá)，如KNAT1、AS1、PHB、PHV等。離體實驗結(jié)果表明，Triae；CYCD2；1的表達(dá)促進(jìn)了細(xì)胞的分裂和愈傷組織的形成，并且受細(xì)胞分裂素和生長素的調(diào)節(jié)。為更準(zhǔn)確的分析Triae；CYCD2；