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桑树MaCWIN与MaCIF基因家族鉴定及功能分析

2024-09-25分类号:S888

【作者】郭子渲   可尔木拉·依地力斯   姚庆昕   刘佳鑫   杨光   晁楠   刘利
【部门】江苏省蚕桑生物学与生物技术重点实验室江苏科技大学生物技术学院  农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院蚕业研究所  
【摘要】【目的】鉴定桑树中MaCWIN (Cell wall invertase, CWIN)和MaCIF (Cell wall invertase inhibitor, CIF)家族基因,为揭示桑树MaCWIN与MaCIF家族基因的功能及筛选优质种质资源奠定基础。【方法】以拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)和杨树(Populus trichocarpa L.)的CWIN和CIF家族基因为参考,在MorusDB数据库中筛选桑树的MaCWIN和MaCIF家族基因,用PCR基因克隆技术对其进行克隆,并进行motif分析、多序列比对分析、系统发生分析、蛋白特征分析、亚细胞定位预测,通过RT-qPCR技术分析MaCWIN和MaCIF家族基因在不同组织和果实不同发育时期的表达谱,分析MaCWIN和MaCIF之间的相关性,通过病毒诱导的基因沉默技术在桑树体内敲低MaCWIN和MaCIF家族基因的表达量并观察表型。【结果】筛选出MaCWIN和MaCIF家族基因各5个,成功克隆出4个MaCWIN基因和3个MaCIF基因,MaCWIN家族基因CDS区域长度为1722~1989 bp;MaCIF家族基因CDS区域长度为537~582 bp;MaCWIN1、MaCWIN2、MaCWIN4、MaCWIN5为酸性转化酶,MaCIF1、MaCIF3和MaCIF4为酸性转化酶抑制子;MaCWIN1、MaCWIN2和MaCWIN4属于细胞壁转化酶,MaCWIN5是液泡转化酶。MaCWIN1在幼叶表达量最高,MaCWIN2表达量随果实成熟逐渐积累,其他基因均表现出组织特异性;病毒诱导的基因沉默试验结果显示,MaCWIN1和MaCIF1基因的敲低导致相应植株发育延迟。【结论】MaCWIN和MaCIF基因家族是桑树体内重要的功能基因,首次克隆了MaCWIN和MaCIF基因编码区,确定其分类,其中MaCWIN1和MaCIF1是影响桑树生长发育的关键基因。为了解MaCWIN和MaCIF家族基因在桑树中的功能及培育桑树新品种提供理论基础。
【关键词】MaCWIN基因家族  MaCIF基因家族  桑树  生物信息学分析  生长发育
【基金】国家自然科学基金项目(32201526)
【所属期刊栏目】西南农业学报
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