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紫花苜蓿MsSPL17的克隆及生物学功能验证

文献类型： 中文期刊

作者： 陈菲儿 1 ; 张志鹏 1 ; 蒋庆雪 1 ; 马琳 1 ; 王学敏 1 ;

作者机构： 1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所

关键词： 紫花苜蓿;SPL基因;分枝发育;转录组;RNAi沉默

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2024 年 57 卷 017 期

页码： 3335-3349,中插22-中插23

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]分枝是决定紫花苜蓿产量的重要影响因子,SPL 家族基因是一类重要的转录因子,其成员参与多种植物的分枝(分蘖)发育过程.研究紫花苜蓿MsSPL17的生物学功能,鉴定MsSPL17在调控紫花苜蓿分枝发育中的作用,为紫花苜蓿高产生物育种提供重要参考.[方法]运用生物信息学方法分析MsSPL17序列,并构建系统进化树;采用实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)方法分析MsSPL17在紫花苜蓿中的组织表达特异性;利用烟草瞬时表达系统确定MsSPL17 蛋白的亚细胞定位;利用酵母系统检测MsSPL17 的转录自激活活性;利用农杆菌介导转化的方法获得转基因紫花苜蓿并进行表型分析;利用转录组分析,筛选出在转基因株系中的差异表达基因,并验证用于后续研究.[结果]MsSPL17包含一个长度为1 011 bp的开放阅读框,编码由366个氨基酸构成的蛋白,属于SBP蛋白家族.系统进化分析表明,MsSPL17及其同源基因的进化与物种的分化高度相似,表明其是一个功能保守的基因.MsSPL17在紫花苜蓿分枝发育关键时期中的各组织包括茎、茎节、叶、顶端中均有表达,暗示该基因对紫花苜蓿分枝性状具有重要调控作用.亚细胞定位试验表明,MsSPL17蛋白定位于细胞核中.转录自激活试验表明,MsSPL17 不具有自激活活性,可后续进行互作蛋白的筛选.MsSPL17转基因沉默株系出现分枝数和茎节数明显增多、节间长度缩短、营养品质升高的显著表型.[结论]成功克隆了紫花苜蓿 MsSPL17,其在紫花苜蓿分枝发育关键组织中均有表达,它编码的蛋白定位于细胞核中且无转录自激活活性.获得具有多分枝性状的转基因株系,其产量方面出现分枝数显著增多等表型,品质方面粗蛋白含量提高.

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