小黑楊應(yīng)拉木莖形成層cDNA文庫構(gòu)建及相關(guān)基因表達(dá)分析.pdf

1、小黑楊(Populus simonii×P.nigra)是東北地區(qū)主要的用材樹種之一,具有生長快,材性好等特點,已經(jīng)廣泛用于制造各種板材和造紙工業(yè)中。為研究小黑楊應(yīng)拉木木材形成過程中相關(guān)基因表達(dá)情況并鑒定出木材形成相關(guān)基因,通過模擬重力對小黑楊莖生長產(chǎn)生影響后,進(jìn)行了以下研究。
　　 以小黑楊莖形成層組織為材料,分別構(gòu)建了模擬重力脅迫后彎曲莖上側(cè)與下側(cè)形成層cDNA文庫,文庫的平均插入片段長度為1.2 kb、1.3 kb,重組率

2、約為98％、95％。
　　 通過對小黑楊形成層組織cDNA文庫的測序,獲得了6048條高質(zhì)量的ESTs序列,其GenBank接受號為:GH626174-GH632222。這些序列共代表了5007條單一基因(unigenes),其中包含621條contigs和4386條singlets。對EST序列進(jìn)行功能注釋表明,其中5334條EST(代表4582條Unigenes)與數(shù)據(jù)庫中的已知基因具有高同源性。EST分析表明,文庫中功能未

3、知(Function unknown)的基因占30.56％、控制代謝(Metabolism)類基因占13.3％,蛋白合成(Protein synthesis)類占11.25％、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(Signal transduction)類占8.49％、蛋白質(zhì)定向(Protein destination)類占6.45％、轉(zhuǎn)運(Transport facilitation)類占6.03％、細(xì)胞防御(Cell rescue,defense)類占5.85

4、％、轉(zhuǎn)錄(Transcription)類占5.8％、細(xì)胞結(jié)構(gòu)(Cell structure)類占4.45％、細(xì)胞生長,分裂(Cell growth,division)類占3.46％、能量(Energy)類占3.5％、光和(Photosynthesis)類占0.86％。共鑒定了437條可能與形成層發(fā)育及木材形成有關(guān)的EST,它們代表了352條單一基因,這些基因的功能涉及了木質(zhì)素合成、細(xì)胞結(jié)構(gòu)構(gòu)成、細(xì)胞壁多糖合成代謝或發(fā)育調(diào)節(jié)等,占總EST

5、的7.2％左右。
　　 選擇了文庫中11條表達(dá)明顯差異的基因,利用實時定量PCR技術(shù),研究比較了這些基因在重力脅迫下不同時期的基因表達(dá)模式,研究結(jié)果表明,發(fā)現(xiàn)在模擬重力脅迫后這些基因的表達(dá)趨勢出現(xiàn)明顯差異,與纖維素合成相關(guān)的基因如纖維素合成酶基因(Cellulose synthase,CesA)、蔗糖合成酶基因(Sucrose Synthase,SUSY)、ACC氧化酶基因(ACO)等基因脅迫后在TW中表達(dá)豐度高于其在OW中的表

6、達(dá)。尤其是FL4基因家族(fasciclin-like arabinogalactan proteins),在TW中大量表達(dá),而在OW中幾乎不表達(dá);相反,與木質(zhì)素合成相關(guān)的基因如咖啡酰輔酶A-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(caffeoyl CoA3-O-methyltransferase,CCoAOMT)、苯丙氨酸裂解酶(phenylalanine ammonia,PAL)、漆酶(1aecase)、過氧化物酶(peroxidase,POD)等基因在T