番荔枝成花时间相关基因AsCO的克隆及其对外源激素信号的响应

【作者】 刘锴栋； 陈晶晶； 袁长春； 陈燕； 黎海利；

【机构】 湛江师范学院生命科学与技术学院； 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所农业部热带果树生物学重点实验室；

【摘要】 以NCBI上公布的CO同源基因为基础,设计了一对在CO基因保守区扩增的简并引物,根据得到的番荔枝CO基因片段,利用5’RACE和3’RACE手段获得了番荔枝CO基因的全长序列,命名为AsCO,GenBank登录号为KJ699387。经DNAStar软件分析AsCO基因eDNA全序列,发现1个完整的开放阅读框,起始密码子在26位,终止密码子在1 109位,开放阅读框为1 083 bp,推测编码360个氨基酸,预测蛋白质的等电点为4.72,相对分子质量为39.65 kD。应用NCBI中的CDD程序对其行氨基酸保守结构域进行分析,发现AsCO N端含有两个B-box型锌指结构域,分别在13~57和56~100的位置,C端含有45个氨基酸的CCT结构域,在56~337位置。B-box锌指构型为CX2 CX8 CX7 CX2 CX4 HX 8H(X为任意氨基酸),与拟南芥CO蛋白构型相似,属于CO基因家族的第一类。B-box和CCT结构域中含有CO功能必不可少的氨基酸残基,同时CCT结构域中还含有核定位信号。与其他25种植物中已经克隆的同源基因编码蛋白的氨基酸序列比对表明:在N端的锌指结构中,第1个B-box完全保守,第2个B-box的保守性较低,如禾本科植物中的大麦、高羊茅、黑麦草中的第1、第3和第5个半胱氨酸被其他氨基酸代替,而在CO基因编码蛋白的C端有保守的核定位区域,该区域在进化过程中非常保守。整体而言,锌指结构区域的保守性要低于核定位信号区域。本研究中首次从番荔枝中克隆到光周期途径的关键基因CONSTANS。目前对番荔枝开花相关基因的研究较少,在NCBI上也仅发现同属木兰目的北美木兰CO基因被克隆,同源比较发现,其同源性有75%,而与其他不同科、属植物的CO基因的同源性都较低。从构建的系统进化树可以看出,CO基因不仅在裸子植物和被子植物间存在分化,而且在单子叶植物和双子叶植物,以及不同的科、属植物中也存在着分化。由此可见在植物的进化过程中,CO基因在不断发生变化与分歧。、荧光定量结果显示,喷施外源6-BA、GA、多效唑等也能诱导dsCO基因的表达。这在一定程度上说明喷施外源6-BA、GA、多效唑可以通过诱导AsCO基因的表达来促进植株提前成花及更多的开花。更多还原