‘西伯利亚’百合LobHLH35的克隆、表达及功能分析

作     者：赵国林 王有国 张济民 刘烨 贾文杰 李想 孙亮 张小平 

作者机构：云南农业大学园林园艺学院 云南省农业科学研究院花卉研究所 金华职业技术学院农学院 

出 版 物：《分子植物育种》 (Molecular Plant Breeding)

年 卷 期：2024年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金专项(32060690)资助 

主　　题：‘西伯利亚’百合(Lilium ‘Siberia’) LobHLH35 休眠 功能研究 过表达分析 

摘      要：‘西伯利亚’百合(Lilium ‘Siberia’)存在自发休眠的特性，而百合种球自发休眠的现象解除不彻底会给百合切花带来品质差、产量低等问题。bHLH基因家族是功能多样，广泛存在于植物、动物和真菌的转录因子超级家族之一。本研究旨在深入研究课题组前期转录组筛选得到的一个bHLH基因LobHLH35在‘西伯利亚’百合鳞茎休眠解除中的表达及功能分析。以‘西伯利亚’百合鳞茎为试验材料，依据前期转录组获得的LobHLH35基因序列，利用RT-PCR技术扩增该基因cDNA全长序列，对LobHLH35基因结构、蛋白理化性质等进行分析。然后采用荧光定量PCR测定LobHLH35基因在‘西伯利亚’百合不同组织的表达量和分别通过酵母表达和植物表达体系，分析该基因自激活活性及休眠特性。结果显示LobHLH35基因开放阅读框全长750 bp，包含bHLH结构域，属于bHLH家族基因；该基因编码249个氨基酸残基，编码的蛋白相对分子质量为2.81 kD，理论等电点(pl)为5.12，是不含信号肽和跨膜结构域的不稳定亲水性蛋白；二级结构以α-螺旋为主，三级结构符合二级结构预测结果；系统进化树结果表明该基因与油棕同源基因的氨基酸序列亲缘关系最近，百合鳞茎休眠可借鉴油棕种子打破休眠相关研究；荧光定量PCR结果显示LobHLH35基因在小鳞茎中表达量最高，符合前期该基因主要在百合鳞茎中发挥作用的推测。转录活性分析结果显示LobHLH35基因不具有转录自激活活性，可用于后续试验。异源过表达分析结果显示ABA处理过的过表达拟南芥株系种子萌发时间显著缩短，这表明在一定浓度ABA的胁迫下，LobHLH35可调控植物体休眠。研究结果表明LobHLH35基因可能参与调节植物体内的ABA含量，并与休眠解除存在一定的相关性，推测百合LobHLH35基因可能在鳞茎休眠解除过程中扮演着重要角色。