楊樹次生維管發(fā)育相關(guān)基因PtCDD和PtSZF的功能分析.pdf

1、木材形成是一個(gè)受到嚴(yán)格調(diào)控的復(fù)雜的生物學(xué)過程。程序性細(xì)胞死亡(Programmed cell death，PCD)是細(xì)胞在一定的生理或病理?xiàng)l件下，為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，更好地適應(yīng)生存環(huán)境而采取的一種由基因控制的細(xì)胞主動的、有序的死亡。大量研究表明，PCD對維持生物體正常生長、發(fā)育等具有非常重要的作用。PtCDD是一種Ca2+依賴型DNase，在楊樹維管形成層的細(xì)胞程序化死亡中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為找到與PtCDD互作的因子，我們構(gòu)建了楊樹形成層

2、區(qū)域的cDNA文庫，以PtCDD為誘餌蛋白，通過酵母雙雜交在已構(gòu)建的文庫中篩選可能的互作因子。最終得到兩個(gè)DNA片段，分別為AD1-10和AD12-2，在GenBank中對其進(jìn)行生物信息學(xué)分析，前者是銀樺線粒體的核糖體RNA小亞基基因(mtSSU)，后者是楊樹葉片在干旱脅迫條件下得到的一種EST，功能尚不明確，結(jié)構(gòu)與楊樹26S核糖體RNA基因相似。由于AD1-10為核糖體RNA小亞基基因，本研究利用凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)在體外驗(yàn)證了PtCDD蛋白

3、與AD1-10的作用。初步說明了PtCDD參與楊樹細(xì)胞PCD可能由線粒體所介導(dǎo)。
　　鋅指蛋白PtSZF基因是次生維管系統(tǒng)發(fā)育中發(fā)生特異性表達(dá)的基因，其功能有待進(jìn)行深入研究。根據(jù)楊樹數(shù)據(jù)庫PopulusDB和JGI中基因全長的信息，克隆了其cDNA全長。通過將PtSZF基因蛋白序列輸入Swiss-Model網(wǎng)站和EMBL-EBI網(wǎng)站對其進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn) PtSZF蛋白與植物光信號傳導(dǎo)途徑調(diào)控開花的關(guān)鍵因子 CO(constans

4、)蛋白相類似。本研究構(gòu)建了PtSZF基因的超表達(dá)載體，并轉(zhuǎn)入煙草中。發(fā)現(xiàn) PtSZF基因超表達(dá)的煙草同野生型相比較，超表達(dá)煙草的表型發(fā)生了非常明顯的改變，主要有以下幾個(gè)方面：植株明顯變粗，開花時(shí)間延后；節(jié)間明顯變短；髓部細(xì)胞大量減少；PtSZF基因大量表達(dá)(為野生型植株的40倍)的轉(zhuǎn)基因植株，無法進(jìn)入生殖生長，植株矮小，不斷分生出芽。這些表型顯示 PtSZF蛋白基因不只是調(diào)控了植株的某個(gè)單一的發(fā)育過程，而是參與了對生長發(fā)育各個(gè)階段的調(diào)控