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懷黃菊CmPAN基因的生物信息學特點與表達研究

來源:原創論文網 添加時間:2019-04-11

  摘    要: 懷菊花 (Chrysanthemum morifolium) 是著名的四大懷藥之一, 具有很高的觀賞、食用及藥用價值, 但其花器官發育缺乏相關研究。為探究PERIANTHIA (PAN) 基因在懷菊花花發育中的功能, 首先利用同源克隆與cDNA末端快速擴增 (rapid amplification of cDNA ends, RACE) 技術成功克隆獲得懷菊花優良種質懷黃菊 (Ch. morifolium cv. Huaihuang) 中CmPAN的cDNA序列, 全長為1 484 bp, 其中CDS區為1 314bp, 5'UTR和3'UTR分別為64和106 bp。預測其編碼437個氨基酸, 與其他植物的PAN序列具有較高同源性, 且C末端具有堿性亮氨酸拉鏈 (basic leucine zipper motif, bZIP) 家族D亞族的特征區和2個谷氨酰胺豐富區, 與擬南芥 (Arabidopsis thaliana) AtPAN的親緣關系最近, 故命名為CmPAN (GenBank No.KX380854) 。生物信息學分析顯示, CmPAN蛋白質的預測分子量和等電點分別為48.265 k D和8.82;CmPAN為非分泌性蛋白, 并具有核定位序列, 無序化程度小于AtPAN。qRT-PCR檢測結果表明, CmPAN在花與莖中的表達量高于根與葉;在花發育的現蕾期至透色期表達量較高, 之后呈下降趨勢;在花器官中表達水平從高至低依次為管狀花瓣、管狀花雄蕊、舌狀花瓣、舌狀花心皮、花托。上述結果提示, CmPAN可能在花發育初期發揮重要作用, 并且與管狀花的花瓣和雄蕊的發育密切相關。本研究為進一步探究CmPAN基因的功能提供了參考依據。

  關鍵詞: 懷黃菊; PERIANTHIA (PAN) ; 基因克隆; 生物信息學分析; 表達分析;

  Abstract: Chrysanthemum morifolium originated from the ancient Huaiqingfu is one of the Four Famous Huai Medicines, which has high ornamental, edible and medicinal value. But it is rare reported about the research on its flower organ development. To study the function of PERIANTHIA (PAN) gene in flower development of Ch. morifolium, a 1 484 bp full-length cDNA sequence of homologous PAN gene was cloned by employing homology gene cloning and Rapid amplification of cDNA ends (RACE) from Ch. morifolium cv.Huaihuang. The cDNA sequence contained 64 bp 5' UTR, 106 bp 3' UTR and 1 314 bp CDS which encoded437 amino acids. The protein of CmPAN had very high similarity with PANs from other plant species. Cterminal amino acids sequence of CmPAN included group D structural features with a well characterized family of plant bZIPs (basic leucine zipper motif) and 2 glutamine-rich regions. CmPAN was most close to AtPAN, so the cloned sequence was named CmPAN (GenBank No. KX380854) . Putative protein molecular weight was 48.265 kD, the theoretical isoelectric point was 8.82, and it was non-secretory protein with nuclear localization sequence, its disordered degree was smaller than that of AtPAN. The qRT-PCR detection showed that CmPAN was higher expressed in flowers and stems than that in roots and leaves, and the CmPAN expession in floral development increased from bud emergence stage to visible color stage, then decreased at late phase.The CmPAN expession in floral organ ranked from high to low was petal of tubular flower, stamen of tubular flower, petal of ray floret, carpel of ray floret and receptacle. As a result, CmPAN might have important roles in early phase of floral development, and be closely related to the development of petals and stamens of tubular flower. The study provides some reference for further exploring the function of CmPAN gene.

  Keyword: Chrysanthemum morifolium cv.Huaihuang; PERIANTHIA (PAN) ; Gene cloning; Bioinformatics analysis; Expression analysis;

  PERIANTHIA (PAN) 基因編碼蛋白質為具有堿性亮氨酸拉鏈 (basic region/leucine zipper motif, bZIP) 特征結構的轉錄因子。bZIP轉錄因子幾乎存在于所有真核細胞, 是真核生物中分布最廣泛、最保守的一類轉錄因子, 包含1個具有二聚體化作用的亮氨酸拉鏈區域和1個具有DNA結合作用的堿性結構域;該基因家族成員在不同植物中所含有的數量不同 (曹紅利等, 2012;Shearer et al., 2009) 。根據堿性亮氨酸區域的同源性和其他保守結構域的特性, 擬南芥 (Arabidopsis thaliana) 基因組中的bZIP類轉錄因子可分為A、B、C、D、E、F、G、H、I和S類10個亞族, 其中D亞族主要參與病害防御和生長發育進程, 擬南芥的bZIP46/PAN轉錄因子屬于D亞家族 (Jakoby et al., 2002;Murmu et al., 2010;楊艷歌等, 2013) 。目前在擬南芥 (Chuang et al., 1999) 、毛果楊 (Populus trichocarpa) (Tuskan et al., 2006) 、木本棉 (Gossypium arboretum) 、亞麻薺 (Camelian sativus) 、月季 (Rosa chinensis) 及醉蝶花 (Cleome spinose) 等多種植物中, PAN基因均已被克隆, 但其功能僅在模式植物擬南芥中具有較為深入的研究。研究表明, AtPAN與花器官的起始有關, 在調節花的干細胞活性終止過程中具有重要作用;同時控制花器官的數目 (Das et al., 2009;Maier et al., 2009) 。擬南芥pan突變體的萼片和花瓣數目增加, 由原來的4枚變成5枚;雄蕊數目減少, 由6枚變成5枚;心皮數目不變 (Chuang et al., 1999) 。

懷黃菊CmPAN基因的生物信息學特點與表達研究

  作為觀花植物, 菊花 (Chrysanthemum morifolium) 花器官的發育機理一直是研究熱點。菊花的花器復雜, 具有菊科 (Asteraceae) 植物典型的頭狀花序, 由舌狀花和管狀花組成。舌狀花生長在頭狀花序外圍, 為單性花, 雄蕊敗育, 只有柱頭;而管狀花生長在頭狀花序的中央, 為兩性花, 胚珠著生在子房基部。目前, 菊花花器官發育研究主要集中在形態解剖學 (曾麗等, 2010;Fei et al., 2016) 和ABC模型 (Aida et al., 2008;Becker, Ehlers, 2016) 。懷菊花是著名的四大懷藥之一, 具有很高的觀賞、食用及藥用價值, 但其花器官發育仍缺乏相關研究, 導致育種工作難、優良種質匱乏, 僅有懷白菊 (Ch.morifolium cv Huaibai) 和懷黃菊 (Ch.morifolium cv.Huaihuang) 2個主栽品種。本研究以懷黃菊為材料, 采用同源克隆及cDNA末端快速擴增 (rapid amplification of c D-NA ends, RACE) 技術, 分離得到CmPAN的cDNA序列, 并進行了生物信息學分析;利用qRT-PCR對其在不同器官、不同花期及在盛花期的不同花器官中的表達進行了分析, 為進一步研究該基因在懷菊花花發育中的功能提供理論依據, 對懷菊花的遺傳改良具有一定的理論意義和應用價值。

  1 材料與方法

  1.1 植物材料及試劑

  懷黃菊 (Chrysanthemum morifolium cv.Huaihuang) 來自河南省高校道地藥材保育及利用工程技術研究中心種質資源圃。

  Trizol試劑、膠回收試劑盒、dNTP、Pyr及r Taq購自TaKaRa公司 (大連) ;反轉錄試劑盒SMARTT-McDNA Library Construction Kit購自Clontech (美國) ;EvaGreen 2×qPCR Master Mix購自ABM (加拿大) ;pGEM-T Easy購自Promega (美國) 。

  1.2 RNA提取與cDNA合成

  于2015年10~11月分別采集懷黃菊蕾期的根、莖、葉、花 (花蕾) , 現蕾期、透色期、初花期、盛花期的花及盛花期的不同花器官 (包括花托、舌狀花瓣、舌狀花心皮、管狀花瓣及管狀花雄蕊) , 均重復3次。取樣后以液氮速凍, 于-80℃冰箱保存備用。取懷黃菊上述各樣本0.1 g在液氮中研磨, 按照Trizol試劑盒說明書提取總RNA。參照李超等 (2010) 方法進行cDNA第一鏈的合成。

  1.3 CmPAN基因全長的克隆

  將菊科植物青蒿 (Artemisia annua) 的bZIP中8個D亞族基因片段EZ154810.1、EZ305648.1、EZ402836.1、EZ218863.1、EZ353703.1、EZ305739.1、EZ371862.1、EZ392063.1 (來自GenBank) 用DNAMAN 6.0軟件進行比對拼接, 分析獲得青蒿的D亞族unigene, 將其與AtPAN進行比對找到相似度較高 (80%以上) 的unigene, 并以這些unigene的保守區為模板設計一對基因特異引物CmPAN-F/R, 以懷黃菊葉片樣本的反轉錄產物為模板, 經PCR擴增獲得懷黃菊CmPAN基因特異片段。再以這一特異片段為模板設計上游引物CmPAN-3'-F和下游引物CmPAN-5'-R利用RACE法分別擴增CmPAN的3'和5'末端序列, 其中3'擴增的下游引物為通用引物10×UPM (Long:0.4μmol/L, Short:2.0μmol/L) , 5'擴增的上游引物是以AtPAN為模板設計的同源引物CmPAN-5'-F。以初步獲得的全長cDNA序列為模板設計引物CmPAN-JZ-F/R, 采用高保真酶pyr校正。以上所有引物序列均在表1中列出。引物設計采用Primer Premier 5.0軟件, 引物選擇標準為:長度在18~25 bp, GC含量介于50%~60%, 退火溫度50~60℃。上述PCR反應體系 (25μL) 為:cDNA模板1.0μL, 10×buffer (含Mg2+) 2.5μL, 2.5 mmol/L dNTP 2.0?L, r Taq (普通PCR) 或pyr (RACE中的PCR) 0.3?L, 上下游引物 (10.0pmol/L) 各1.0μL, ddH2O 17.2μL;反應程序為:94℃預變性2 min;94℃變性30 s、退火30 s (各引物退火溫度見表1) 、72℃延伸1 min, 30個循環;72℃終延伸10 min。PCR產物經1%瓊脂糖凝膠電泳檢測, 膠回收后與T載體于4℃連接過夜并轉化大腸桿菌 (Escherichia coli) 感受態細胞, 然后交由北京三博遠志公司測序。

  表1 用于CmPAN基因克隆及表達分析的引物信息
表1 用于CmPAN基因克隆及表達分析的引物信息

  CmPAN:菊花PERIANTHIA;UBI:泛素;UPM:通用引物

  CmPAN:Chrysanthemum PERIANTHIA;UBI:Ubiquitin;UPM:Universal primer

  1.4 生物信息學分析

  利用DNAMAN 6.0軟件確定CmPAN基因的CDS區并翻譯為相應的氨基酸序列;利用NLS Mapper (http://nlsmapper.iab.keio.ac.jp/cgibin/NLS_Mapper_form.cgi) 進行核定位信號 (nuclear localization signal, NLS) 預測;于NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) 下載其他植物的PAN氨基酸序列, 使用ClustalX 2.1和DNAMAN 6.0軟件完成多重序列比對;用MEGA 6.06構建CmPAN基因的進化樹;蛋白質的結構域分析利用Expasy網站 (http://www.expasy.org/proteomics) 相關程序進行在線分析;用ProtComp 9.0 (http://linux1.softberry.com/berry.phtml?group=programs&subgroup=proloc&topic=protcomppl) 進行亞細胞定位;利用程序FoldIndex (http://bioportal.weizmann.ac.il/fldbin/findex) 進行蛋白質折疊的無序化分析。

  1.5 qRT-PCR及數據處理

  將1.2反轉錄獲得的cDNA稀釋為500 ng/μL作為模板, 以CmUBI (Ch.morifolium ubiquitin, GenBank No.EU862325) 為內參基因, 于LightCycler 96實時熒光定量PCR儀進行qPCR反應。qPCR引物的熔解曲線呈現為單峰, 峰形銳利, 具有較好的特異性。引物信息見表1。PCR反應體系為:2×SYBR?Premix Ex TaqTMⅡ (Tli RNaseH Plus) 10μL, 上下游引物 (10.0 pmol/L) 各0.6μL, 模板cDNA2μL, 以ddH2O補足至20μL;反應程序為:95℃5min;95℃15 s, 58℃20 s, 40個循環。實驗結果采用2-??Ct法 (Livak, Schmittgen, 2001) 進行計算, 以軟件EXCEL 2010和SPSS 17.0進行統計學分析, 多重比較采用鄧肯氏 (Duncan's) 新復極差法檢驗。

  2 結果與分析

  2.1 懷黃菊CmPAN基因的分離與序列分析

  以PCR和RACE方法分別擴增CmPAN基因的特異片段、5'端序列和3'端序列, 擴增產物進行瓊脂糖凝膠電泳分析;將上述3段序列進行拼接, 獲得校正片段1 484 bp (圖1) , 包括64 bp 5'UTR、106 bp3'UTR和1 314 bp CDS, 推測其編碼437個氨基酸。該氨基酸序列與其他植物PAN序列具有高度一致性 (圖2) , 且具有bZIP結構域及bZIP家族D亞族特征區序列 (Jakoby et al., 2002) 。由此確定克隆獲得的cDNA序列屬于bZIP家族D亞族基因。進一步分析發現, 近C末端存在AtPAN特有的2個谷氨酰胺富含區域 (Courey, Tjian, 1988;Chuang et al., 1999) 。該cDNA編碼的氨基酸序列與AtPAN的氨基酸序列同源性最高 (圖3) , 故將其命名為CmPAN (GenBank No.KX380854) 。

  2.2 CmPAN生物信息學分析

  2.2.1 CmPAN編碼蛋白質的理化性質分析

  由理化性質分析結果可知, 該蛋白分子式為C2084H3333N625O667S14, 分子量為48.265 kD, 理論等電點為8.82。氨基酸組成分析顯示, 絲氨酸含量最高 (11.7%) , 半胱氨酸含量最低 (0.2%) , 帶負電荷殘基 (Asp+Glu) 44個, 帶正電荷殘基 (Arg+Lys) 47個。CmPAN不穩定系數為57.51, 推測其為不穩定蛋白 (不穩定系數在40以下為穩定蛋白) ;脂肪系數為73.94, 平均疏水性為-0.578, 預測其為親水蛋白。

  圖1 CmPAN基因克隆的PCR鑒定
圖1 CmPAN基因克隆的PCR鑒定

  Figure 1 PCR identification of CmPAN gene cloning

  1:CmPAN特異片段擴增產物;2:5'RACE擴增產物;3:3'RACE擴增產物;4:CmPAN基因全長擴增產物;M:DL2000 DNAMarker

  1:Amplification product of CmPAN specific fragment;2:5'RACE amplification product;3:3'RACE amplification product;4:Amplification product of CmPAN full length;M:DL2000 DNA Marker

  2.2.2 蛋白質結構域分析

  利用在線軟件SignalP 4.1 Server分析發現, CmPAN蛋白不具有信號肽, 提示其為非分泌型蛋白。利用TMHMM Server v.2.0軟件預測顯示該蛋白不存在跨膜結構域。通過ProtComp 9.0軟件在線預測CmPAN蛋白亞細胞定位于細胞核。利用NLS Mapper預測該蛋白氨基酸序列第165~196位存在核定位信號 (圖2) 。上述結果表明CmPAN具有轉錄因子的特征。

  利用SOPMA軟件分析CmPAN二級結構, 該氨基酸序列由51.26%α-螺旋、31.58%不規則卷曲、10.98%延伸鏈和6.18%β-轉角組成 (圖4) 。利用Blast Conserved Domains Search在線分析CmPAN的保守功能域, 結果顯示其bZIP結構域在152~203位氨基酸;而SOPMA軟件二級結構的預測顯示, 第150~200位氨基酸之間主要為α-螺旋, 說明該蛋白符合亮氨酸拉鏈主要由α-螺旋組成的結構特點。

  圖2 CmPAN與其他植物PAN氨基酸的多序列比對
圖2 CmPAN與其他植物PAN氨基酸的多序列比對

  Figure 2 Amino acid alignment of CmPAN and other plant PANs

  彩色陰影:具有50%以上相似性的氨基酸序列;紅色橫線:堿性亮氨酸拉鏈保守區;紅色星號:高度保守的氨基酸位點;紅色虛線:堿性區;藍色橫線:亮氨酸拉鏈區;黃色框:核定位信號;黑色雙橫線:谷氨酰胺豐富區域;黑色三角形:谷氨酰胺殘基位點;綠色框:D亞族特征區

  Color shading:Over 50%similarity in amino acid sequence;Red line:Basic leucine zipper area;Red asterisk:Highly conserved amino acid residues;Red dotted line:Basic region;Blue line:Leucine zipper area;Yellow frame:Nuclear localization signal;Black double line:Glutamine rich areas;Black triangle:Glutamine residue sites;Green frame:D subgroup feature area

  圖3 CmPAN與擬南芥堿性亮氨酸拉鏈 (bZIP) 家族D亞族成員的系統進化樹分析Figure 3 Phylogenetic analysis of CmPAN and basic leucine zipper (bZIP) subgroup D of

  Figure 3 Phylogenetic analysis of CmPAN and basic leucine zipper (bZIP) subgroup D of A.thaliana
圖3 CmPAN與擬南芥堿性亮氨酸拉鏈 (bZIP) 家族D亞族成員的系統進化樹分析Figure 3 Phylogenetic analysis of CmPAN and basic leucine zipper (bZIP) subgroup D of

  進化樹由軟件MEGA 6.06生成, 分枝上的數值表示各分枝間的分歧度, 比例尺指示分枝的長度

  The phylogenetic tree file was produced by MEGA 6.06 with bootstrap values indicating the divergence of each branch and the scale indicating branch length

  2.2.3 固有無序化分析

  蛋白質的固有無序化特性是反映蛋白質功能的重要指標 (周小東, 沈富兵, 2013) 。將懷黃菊CmPAN和擬南芥AtPAN的氨基酸序列進行折疊的無序化分析, 結果顯示, CmPAN氨基酸序列存在4個無序化區域, 共有169個無序化氨基酸, 最大的無序化區域由129個氨基酸組成, 無序化比例為38.7%;AtPAN氨基酸序列中存在7個無序化區域, 由188個氨基酸殘基組成, 其中112個氨基酸殘基組成了最大的無序化區域, 無序化比例為41.6%。上述結果提示, 懷黃菊CmPAN無序化程度小于擬南芥AtPAN, 但其最大的無序化區域比擬南芥AtPAN多18個氨基酸 (圖5) 。因此, 懷黃菊CmPAN功能可能有別于擬南芥, 為進一步研究懷黃菊CmPAN的無序化區域結構與功能之間的關系提供了依據。

  2.3 CmPAN基因表達分析

  2.3.1 CmPAN基因在懷黃菊中的組織特異性表達分析

  利用qRT-PCR方法檢測CmPAN基因在懷黃菊不同器官的相對表達量, 結果表明, CmPAN在懷黃菊各器官均有表達, 其中莖和花中的表達量顯著性高于根和葉 (P<0.05) (圖6) , 提示該基因可能在莖和花的發育中具有重要作用。

  2.3.2 CmPAN基因在懷黃菊花發育不同時期的表達分析

  在花發育4個時期的qRT-PCR分析顯示, CmPAN在現蕾期和透色期的表達量較高, 在初花期和盛花期的表達量顯著下降 (P<0.05) (圖7) 。上述結果提示, CmPAN基因可能在花發育的初期發揮重要作用。

  圖4 CmPAN二級結構
圖4 CmPAN二級結構

  Figure 4 Secondary structure of CmPAN

  豎線從長到短依次為α-螺旋 (藍色) 、折疊延伸鏈 (紅色) 、β-轉角 (綠色) 和無規則卷曲 (紫色)

  The lines from long to short represent alpha helix (blue) , extended strand (red) , beta turn (green) , and random coil (purple) , respectively

  圖5 CmPAN和AtPAN的折疊狀態預測
圖5 CmPAN和AtPAN的折疊狀態預測

  Figure 5 Prediction of folding state of CmPAN and AtPAN

  2.3.3 CmPAN基因在懷黃菊不同花器官的表達分析

  在懷黃菊盛花期的不同花器官中, CmPAN表達量高低依次為:管狀花瓣>管狀花雄蕊>舌狀花瓣>舌狀花心皮>花托 (圖8) 。上述結果提示CmPAN基因可能與懷黃菊管狀花瓣及其雄蕊的發育密切相關。

  圖6 CmPAN基因在懷黃菊不同器官的表達分析
圖6 CmPAN基因在懷黃菊不同器官的表達分析

  Figure 6 Expression analysis of CmPAN gene in different organs of Huaihuang

  不同小寫字母表示經鄧肯氏新復極差法檢驗在0.05水平差異顯著;內參基因:CmUBI;n=3;下同

  Different lowercase letters indicate significant difference at0.05 level by Duncan's new multiple range test;Reference gene:CmUBI;n=3;The same below

  圖7 CmPAN基因在懷黃菊花發育不同時期的表達分析
圖7 CmPAN基因在懷黃菊花發育不同時期的表達分析

  Figure 7 Expression analysis of CmPAN in different stages of Huaihuang flower development

  3 討論

  PAN是植物中控制花器官數目的重要轉錄因子, 而懷黃菊的價值主要體現在其花器官上, 集藥用、食用及觀賞于一體。本研究利用同源克隆及RACE擴增的方法從懷黃菊葉片中分離出CmPAN基因的全長cDNA序列, 并進行了生物信息學分析。結果顯示, 懷黃菊CmPAN氨基酸序列與其他植物PAN氨基酸序列有很高的一致性, 并且具有PAN蛋白的所有特征結構域, 即bZIP (α-螺旋組成) 及其D亞族特征區序列Yx2RL[RQ]ALSS[LS]W (谷氨酰胺豐富區) 。該序列與擬南芥D亞族成員AtPAN的親緣關系最近, 因此予以命名。另外, 生物信息學分析顯示CmPAN蛋白為親水性蛋白, 不含信號肽和跨膜區, 預測其亞細胞定位于細胞核, 在氨基酸序列第165~196位存在核定位信號, 這些特征均符合其作為轉錄因子的結構特點。

  研究表明, 在真核生物中, 大部分蛋白都有穩定的、勻稱的結構, 但是大約三分之一蛋白質卻沒有穩定的結構, 這些蛋白被稱為固有無序蛋白 (intrinsically disordered protein, IDP) (Fink, 2005;劉國寶, 2011) 。IDP蛋白的結構以無序形式存在。但與受體結合后可發生折疊, 形成有序的結構, 并且無序化區域在與不同受體結合后所形成的結構不同, 從而廣泛參與信號傳遞、DNA轉錄、細胞分裂和蛋白質聚集等重要的生理與病理過程 (李冉輝, 2013) 。固有無序化蛋白質廣泛存在, 而且特定蛋白質無序化的特性也是蛋白質研究的一個新的內容 (Schlessinger, Punta, 2007;莊靜等, 2008) 。本研究通過對懷黃菊的CmPAN和擬南芥AtPAN進行無序化分析發現, 懷黃菊CmPAN無序化程度整體略小于擬南芥AtPAN, 但其最大的無序化區域比擬南芥AtPAN多18個氨基酸, 為進一步研究懷黃菊CmPAN蛋白的無序化區域結構與功能之間的關系提供了基礎資料。

  圖8 CmPAN基因在懷黃菊不同花器官中的表達分析
圖8 CmPAN基因在懷黃菊不同花器官中的表達分析

  Figure 8 Expression analysis of CmPAN in different floral organs of Huaihuang

  目前, PAN的功能主要在模式植物擬南芥中的研究較為透徹, 在其他植物中的研究鮮有報道。PAN基因表達調控花器官的數目, 擬南芥pan突變體影響前3輪花器官的數目, 其萼片和花瓣均由4枚變成5枚, 雄蕊數目由6枚變成5枚, 心皮數目不變, 也不改變相應分生組織的大小 (Running, Meyerowitz, 1996;Chuang et al., 1999) 。Chuang等 (1999) 通過免疫組織化學及原位雜交分析PAN在擬南芥中的時空表達模式, 發現PAN在營養生長和生殖生長期間的頂端分生組織、幼嫩的葉原基、四輪花器官原基及發育中的花瓣、雄蕊和胚珠原基中高表達, 發育后期花瓣原基中PAN表達減弱, 胚珠原基中幾乎檢測不到PAN表達, 說明PAN表達與花器官的起始密切相關。另外, 在擬南芥中, 花干細胞存在于幼嫩的花蕾中, 形成固定的花器官之后消失, 而PAN通過活化同源異型基因AGMOUS (AG) 間接促進WUSCHEL (WUS) 基因的抑制。WUS能夠在精確的時間抑制干細胞基因的表達, 因此PAN表達在調節花干細胞終止過程中也發揮著重要作用 (Das et al., 2009;Maier et al., 2009) 。本研究發現, CmPAN在懷黃菊莖和花的發育中、花發育初期及管狀花的花瓣和雄蕊發育中可能具有重要作用, 具體的調控機理有待進一步研究。

  4 結論

  本研究從懷黃菊中克隆獲得全長cDNA序列, 屬于bZIP轉錄因子D亞族成員, 與擬南芥中調控花發育的AtPAN基因高度同源, 因此命名為CmPAN。對CmPAN進行基因表達分析顯示, CmPAN在懷黃菊各器官均有表達, 在莖和花中的表達量顯著性高于根和葉;在現蕾期和透色期的表達量較高, 在初花期和盛花期的表達量顯著下降;在盛花期不同花器官中, CmPAN表達趨勢為:管狀花瓣>管狀花雄蕊>舌狀花瓣>舌狀花心皮>花托。上述結果提示, CmPAN可能在懷黃菊花發育初期、管狀花的花瓣和雄蕊發育中具有調控作用。

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