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杨树油菜素内酯合成基因DET2的克隆与功能分析

《林业科学研究》2020年 第2期 | 李泽华 杜娟 贺学娇 赵树堂 刘颖丽 卢孟柱   林木遗传育种国家重点实验室 中国林业科学研究院林业研究所 北京100091 浙江大学生命科学学院 浙江杭州310029
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摘 要:[目的]DET2基因编码一个5α-还原酶,是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用,对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。[方法]从银腺杨84K(Populus alba×P. glandulosa,‘84K’)克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2,利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。[结果]克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长,可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高,说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达,其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物BRs含量发现,过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因,可以导致转基因植株的高生长,但对盐胁迫更加敏感。[结论]DET2基因作为BRs合成的关键基因,在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量,促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。
【分 类】【农业科学】 > 林业 > 林业基础科学 > 森林生物学 > 树木学 > 树木遗传学
【关键词】 DET2 银腺杨84K 过量表达 油菜素内酯 高生长
【出 处】 《林业科学研究》2020年 第2期 85-92页 共8页
【收 录】 中文科技期刊数据库