杂交兰ChCAO基因的克隆及其在叶艺品系中的表达特征

【目的】叶绿素酸酯a加氧酶（CAO）是叶绿素b形成过程中的关键酶，为探究CAO基因在杂交兰叶艺形成中的调控作用，并为进一步研究杂交兰叶艺形成机理提供重要依据。【方法】该研究以杂交兰‘紫妍氏’（K21）及其叶艺品系‘中透紫妍氏’（K21-3）为试验材料，运用RT-PCR和RACE技术从叶片中克隆获得ChCAO基因；对ChCAO进行结构特征、理化性质、序列比对以及系统进化关系等分析；并利用qRT-PCR法对ChCAO在不同组织及叶艺品系叶片中的表达特性进行分析。【结果】结果表明，ChCAO基因编码区长1 608 bp，编码535个氨基酸，ChCAO与墨兰CAO亲缘关系最近，并与其他兰科植物CAO聚为一类。qRT-PCR结果显示，ChCAO基因表达具有组织特异性，在叶中相对表达量最高，根中相对表达量最低；此外，ChCAO在K21绿叶和K21-3绿叶区域叶片中的相对表达量显著高于K21-3叶艺区域叶片中的相对表达量。构建该基因的VIGS沉默载体转化烟草，发现沉默ChCAO后烟草叶片呈黄化状态，叶片中的叶绿素含量及ChCAO基因的相对表达量也显著降低，由此推测ChCAO基因的沉默表达可能导致叶绿素含量降低，叶片黄化，初步明确了杂交兰ChCAO基因的功能。