文献类型：会议论文

中文题名：美洲黑杨PdRanBP基因调控维管组织发育的研究

作者：李少锋[] 丁昌俊[] 张冰玉[] 黄秦军[] 刘学[] 边星辰[] 高旭[] 苏晓华[]

第一作者：李少锋

机构：[1]中国林业科学研究院华北林业实验中心,北京 102300;[2]中国林业科学研究院林业研究所,国家林业局林木培育重点实验室,北京 100091;

会议论文集：第五届中国林业学术大会——林木遗传育种分会场论文集

会议日期：20170507

会议地点：北京

主办单位：中国林学会

语种：中文

中文关键词：美洲黑杨;PdRanBP;基因克隆;功能鉴定;维管组织

分类号：S79;S7

年份：2017

摘要：[目的]克隆美洲黑杨(Populus deltoides Marsh.)小GTP结合蛋白基因PdRanBP,并对其进行表达分析和生物学功能初探,对阐明PdRanBP在美洲黑杨木材形成中的分子机制具有重要的理论意义.[方法]以美洲黑杨未成熟木质部为材料,采用RT-PCR技术克隆美洲黑杨PdRanBP基因,运用生物信息学的方法对其核苷酸序列及其编码的氨基酸序列进行分析;利用qRT-PCR技术,分析PdRanBP在叶芽、花芽、叶片、未成熟木质部、未成熟韧皮部、木质部和韧皮部的组织表达特异性;构建PdRanBP基因的亚细胞定位载体EGFP-PdRanBP和正反义植物表达载体,通过基因枪转化法将EGFP-PdRanBP载体转入洋葱表皮细胞和山新杨进行亚细胞定位分析,利用农杆菌介导的叶盘法将表达载体遗传转化山新杨,通过转基因山新杨植株的表型观察、茎部切片甲苯胺蓝染色观察、qRT-PCR分析材性相关基因的上下调表达规律、微纤丝角的测定以及FACS技术分析细胞周期中G2期细胞的比例等探讨PdRanBP在美洲黑杨木材形成中的功能.[结果]小GTP结合蛋白PdRanBP蛋白定位于细胞核.PdRanBP基因在各组织中均有表达,在叶芽、未成熟木质部、未成熟韧皮部、韧皮部、叶片中具有较高表达.过量表达PdRanBP的转基因山新杨植株矮小,分支增加,木质部、韧皮部区域较明显地变窄,PdRanBP下调表达的转基因山新杨的高度明显增加,木质部、韧皮部明显变宽,且微纤丝角明显变小.qRT-PCR分析显示材性相关基因PtrC4H1、PtrCAD10、PtrCCoAOMT1、PtrGT8、PtrCCR7、PtrSuS1、PtrTUB7、PtrFRA1、PtrMYB90和PtrMYB18等在PdRanBP过量表达山新杨植株中下调表达,在 PdRanBP下调表达的转基因山新杨中上调表达.另外,转正义PdRanBP的杨树植株的茎和叶芽G2期细胞比例增多.[结论]PdRanBP基因主要在叶芽、未成熟木质部和未成熟韧皮部中表达,可能在美洲黑杨木材形成和叶芽发育中发挥作用;转正义PdRanBP的杨树植株的分支增加,并且茎和叶芽G2期细胞比例增多,表明PdRanBP参与细胞分裂的调控;组织切片和转基因植株材性基因的定量表达表明,PdRanBP可能做为负调控因子,调控美洲黑杨维管组织的发育;反义PdRanBP转基因株系的微纤丝角变小,表明该基因可能与杨树的造纸性能有关.这些研究结果对于阐明PdRanBP在美洲黑杨木材形成中的分子作用机制具有重要的理论意义,为进一步开展美洲黑杨材性调控机理研究奠定基础.