芥蓝miR156a家族进化特性及表达分析

miRNA广泛参与植物的发育过程。芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异。为了解miR156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式。该研究对芥蓝miR156a成员及其前体pre miR156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采用qRT PCR方法分析芥蓝不同组织部位中pre miR156a的表达水平、以及叶形相似的芥蓝品种‘翠宝’和‘改良香菇’中不同类型叶片的pre miR156a成员及其靶基因的表达水平。结果表明：(1)多序列比对和进化树分析发现芥蓝miR156a家族成员和pre miR156a 3p_1在进化过程中高度保守;二级结构预测发现pre miR156a每个成员均能形成茎环结构并包含2～3个miR156a成员序列;靶基因预测显示miR156a 5p和miR156a主要靶向SPL,而miR156a 3p_1则靶向CTPS等不同的基因。(2)‘翠宝’和‘改良香菇’芥蓝的叶形最为相似,qRT PCR分析显示,pre miR156a在‘翠宝’营养生长期的叶片中高度表达。(3)pre miR156a成员在‘翠宝’和‘改良香菇’不同类型叶片中差异表达,pre miR156a主要在成熟叶和菇叶中表达,而pre miR156a 3p_1和pre miR156a 5p在第一片真叶中表达量更高。(4)靶基因分析的结果在不同品种中呈现不同趋势,‘翠宝’成熟叶中SPL10/15高表达,SPL2表达量降低;‘改良香菇’中SPL10在成熟叶和菇叶中表达降低,SPL15在菇叶中高表达,SPL2在不同类型叶片中表达无差异。研究认为,miR156a成员及其靶基因SPL2/10/15可能参与调控芥蓝叶片发育,不同品种中作用的靶基因可能存在差异,从而导致了各品种芥蓝叶片发育的差异。     

芥蓝SPL基因家族鉴定及表达分析北大核心CSCD

SPL存在于所有绿色植物中,在植物生长发育及叶片形成中起着重要的作用。该研究以‘改良香菇’芥蓝为材料,采用生物信息学方法,对芥蓝SPL家族(BoSPL)进行全基因组鉴定及分析;采用PCR技术克隆BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2基因,并对芥蓝不同生长时期及不同组织部位进行定量分析,为揭示‘改良香菇’芥蓝叶片发育过程的分子机制以及培育芥蓝新品种奠定基础。结果表明:(1)BoSPL家族共有31个成员,编码区蛋白质氨基酸长度在157~1028 aa之间,BoSPL蛋白质的氨基酸均没有信号肽,属于非分泌蛋白;亚细胞定位预测结果显示,所有的BoSPL家族成员均有定位在细胞核上,少数成员有定位在液泡、叶绿体和细胞质中;BoSPL家族基因包含内含子数量为1~9个,所有成员均包含SBP保守结构域;系统进化分析显示,BoSPL可以分为8个进化群亚组,各群基因数量不等,且BoSPL进化关系与AtSPL相似。(2)成功克隆到BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2基因,并成功构建pCAMBIA1302-35S-BoSPL3-1-GFP、pCAMBIA1302-35S-BoSPL10-2-GFP和pCAMBIA1302-35S-BoSPL11-2-GFP重组质粒,经根癌农杆菌GV3101介导瞬时转化烟草下表皮细胞,激光共聚焦显微镜检测表明,BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2均定位在细胞核中,与预测结果一致。(3)qRT-PCR分析显示,BoSPL3-1、BoSPL10-2和BoSPL11-2在‘改良香菇’芥蓝叶片中相对表达量均较高,但3个基因在叶肉中的相对表达量无明显差异,而BoSPL10-2在花状变形叶中却显著高表达,推测其可能与花状变形叶形成相关。