甘蔗TAD1(ScTAD1)的克隆与表达分析

作     者：李旭娟 字秋艳 李纯佳 刘洪博 林秀琴 徐超华 陆鑫 毛钧 刘新龙 LI XuJuan;ZI QiuYan;LI ChunJia;LIU HongBo;LIN XiuQin;XU ChaoHua;LU Xin;MAO Jun;LIU XinLong

作者机构：云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2017年第50卷第9期

页      面：1571-1581页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金(31360359,31601362) 云南省基础研究计划青年项目(2015FD063) 云南省中青年学术技术带头人后备人才(2014HB038) 

主　　题：甘蔗 腋芽 TAD1 克隆 表达分析 

摘      要：【目的】Tillering and Dwarf 1（TAD1）是植物株型发育的重要调控基因,该基因与腋芽的形成发育密切相关。获得甘蔗TAD1（ScTAD1）并预测其结构和功能,分析其在甘蔗不同组织部位、不同发育阶段腋芽中及在用生长素（IAA）和细胞分裂素（6-BA）处理后的蔗苗非伸长茎梢部的表达情况,以期为ScTAD1的功能分析及其在甘蔗产量分子辅助育种中的利用奠定理论基础。【方法】采用电子克隆技术并结合反转录PCR（reverse transcription PCR,RT-PCR）,c DNA末端快速扩增（rapid-amplification of c DNA ends,RACE）等技术获得ScTAD1的c DNA全长,然后利用生物信息学方法对其序列结构、功能、同源性进行分析;再使用实时荧光定量PCR（real-time fluorescent quantitative PCR,q PCR）技术对该基因在甘蔗品种ROC22不同组织部位（根、茎、叶、分蘖芽、叶鞘、生长点）、茎尖生长点和不同发育阶段腋芽（幼嫩腋芽、半大腋芽、较大腋芽、成熟休眠腋芽）及叶片分别喷施IAA和6-BA不同时间点幼苗非伸长茎梢部的表达特征进行分析。【结果】获得ScTAD1的c DNA全长（Gen Bank登录号为KX611166）,序列分析发现其包含1个1 560 bp的完整开放阅读框,编码519个氨基酸残基,其编码蛋白分子量为55.57 k D,理论等电点p I为9.16。保守结构域分析表明ScTAD1包含7个WD40重复序列的保守结构域;信号肽预测结果表明ScTAD1蛋白不存在信号肽,为非分泌蛋白;三级结构预测表明ScTAD1与二穗短柄草（XP;03558934.1）、玉米（XP;08650376.1）和水稻（AAN74839.1）相关同源蛋白三级结构高度相似,且与高粱假定蛋白（XP;02468612.1）亲缘关系最近。q PCR分析结果表明ScTAD1在甘蔗根、茎、叶、分蘖芽、叶鞘、生长点等不同组织部位均有表达,其中在分蘖芽中的表达量最高,其次为叶和叶鞘,根中表达较弱;不同发育阶段甘蔗腋芽中,ScTAD1在幼嫩腋芽中表达最高;叶片喷施植物激素IAA和6-BA 36 h后该基因表达开始升高,但喷施6-BA 48 h后表达又回落到未处理水平,表明这两类激素对ScTAD1表达有调控作用。【结论】成功从ROC22中获得ScTAD1的c DNA序列,该基因在甘蔗不同组织部位均有表达,其中分蘖芽中表达量最高;推测ScTAD1可能在甘蔗腋芽形成发育早期发挥作用,其表达水平受生长素和细胞分裂素调控。