花生BIG SEEDS1(BS1)基因的克隆和功能研究

【作者】 朱琳； 付春； 赵传志； 侯蕾； 姜言生； 夏晗； 王兴军；

【机构】 山东省农业科学院生物技术研究中心山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室； 山东师范大学生命科学院； 潍坊市农业科学院；

【摘要】 花生(Arachis hypogaea)是人类重要的植物油脂来源,也是世界上广泛种植的油料作物与经济作物。种子大小是直接影响作物产量的重要农艺性状。研究表明,BIG SEEDS1(BS1)基因能够有效调控豆科植物苜蓿和大豆种子的大小和重量。通过苜蓿突变体的研究发现,MtBS1编码一种植物特异的转录调控因子,通过抑制原初细胞的增殖,负调控苜蓿组织器官(包括种子、果荚和叶片)的大小。在大豆中鉴定出两个MtBS1的同源基因:GmBS1和GmBS2,利用人工microRNA技术下调GmBS1和GmBS2的表达,导致大豆种子、果荚、子叶的大小、种子重量的增加。通过与Genbank蛋白序列比对发现,花生栽培种和野生祖先种中均有MtBS1的同源蛋白,相似性达到75%以上。此外,在Peanutbase网站上进行序列对比,结果得出栽培花生中BS1基因具有两个成员,分别定位于9号和19号染色体上,来源于A基因组和B基因组。以花生栽培种Tifrunner叶片cDNA为模板对BS1同源基因进行克隆,测序得到两种BS1基因,分别命名为AhBS1和AhBS2,AhBS1完整ORF为1 014bp,编码337个氨基酸组成的蛋白,AhBS2完整ORF为1038 bp,编码345个氨基酸组成的蛋白,通过序列比对预测分别来源于A和B两个基因组。两个基因的表达情况和功能研究正在进行中。本研究通过基因组信息克隆了花生BS1基因的两个成员,为后续研究BS1基因调控花生种子大小的分子机理奠定了基础。更多还原