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甘蓝型油菜BnPHL12基因克隆及功能分析

2022-05-23分类号:S565.4

【作者】李兵  刘志全  王璐琳  胡建军  唐铭霞  戴成  王克秀  马朝芝  
【部门】四川省农业科学院作物研究所  华中农业大学作物遗传育种国家重点实验室  湖南省农业科学院蔬菜研究所  
【摘要】【目的】在甘蓝型油菜中克隆拟南芥MYB-CC家族转录因子AtPHL12的同源基因BnPHL12并进行生物信息学、组织表达模式、亚细胞定位及转录活性研究,为BnPHL12的基因功能研究奠定基础。【方法】利用序列比对方法(blast)在甘蓝型油菜泛基因组数据库BnIR中鉴定AtPHL12的同源基因BnPHL12,在“Westar”品系中克隆AtPHL12的同源基因,进行生物信息学及进化分析。利用qRT-PCR及GUS染色方法检测AtPHL12同源基因在不同组织中的表达水平,利用原生质体转化的方法检测BnPHL12的亚细胞定位及转录活性。利用农杆菌侵染介导的转化方法,创建BnA01PHL12过量表达转化植株,并进行BnA01PHL12功能分析。【结果】在“Weatar”材料中克隆到4个AtPHL12的同源基因,命名为BnA01PHL12(705 bp),BnC01PHL12(705 bp),BnA05PHL12(705 bp)和BnC05PHL12(696 bp),分别编码234、234、234、231个氨基酸,与AtPHL12的序列相似性大于70%,均含有保守的MYB DNA结合结构域和Coiled-Coiled结构域。BnA01PHL12与BnC01PHL12分别来源于白菜的BraA01t04110Z、甘蓝的BolC01g050170.2J。BnPHL12的同源基因在根、茎、叶、花蕾中均有表达,在根和叶的表达水平更高;BnA01PHL12与BnC01PHL12在花药发育的早期和晚期均有较高的表达水平。BnA01PHL12定位在细胞核中并具有转录激活活性。在甘蓝型油菜和拟南芥中,利用绒毡层特异表达基因BnA9启动子驱动BnA01PHL12表达,导致转基因材料雄性不育。【结论】在甘蓝型油菜中,AtPHL12的4个同源基因具有保守的MYB 和CC结构域,在营养器官和生殖器官中均有表达。通过在绒毡层细胞中过量表达BnA01PHL12,创制了新的雄性不育材料,为研究花药发育提供良好基础。
【关键词】甘蓝型油菜  AtPHL12  进化分析  亚细胞定位  组织表达分析  雄性不育
【基金】“十四五”四川省科技厅薯类育种攻关项目(2021YFYZ0019);; 国家重点研发计划项目(2016YFD100803)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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