【摘要】：隱花色素(cryptochrome,CRY)是植物藍(lán)光的主要受體,參與其調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育及生物鐘過程。為研究隱花色素在玉米光形態(tài)建成及生物鐘調(diào)控方面的作用,本研究利用同源克隆的方法得到玉米自交系B73的2個(gè)ZmCRY1a基因的c DNA序列,分別命名為ZmCRY1a1和ZmCRY1a2。這2個(gè)基因的編碼區(qū)(coding DNA sequence,CDS)序列長(zhǎng)度都為2124個(gè)核苷酸,編碼707個(gè)氨基酸。生物信息學(xué)分析表明ZmCRY1a1和ZmCRY1a2推測(cè)的氨基酸序列均包含DNA photolyase、FAD binding和Crytochrome C結(jié)構(gòu)域;與擬南芥及其他常見作物的CRY比對(duì)并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,這2個(gè)基因與水稻Os CRY1a氨基酸序列一致性最高,而與擬南芥和大豆等雙子葉植物的CRY1氨基酸序列一致性相對(duì)較低。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析了ZmCRY1a1和ZmCRY1a2在不同器官及響應(yīng)光質(zhì)、光質(zhì)轉(zhuǎn)換及長(zhǎng)日照與短日照處理的表達(dá)模式。在檢測(cè)的器官中,ZmCRY1a1的表達(dá)豐度均高于ZmCRY1a2;這2個(gè)基因在成株期葉片中表達(dá)豐度最高,分別是根中ZmCRY1a1的52.1倍和6.2倍。相對(duì)于黑暗下,二者在各種持續(xù)光質(zhì)中的表達(dá)豐度均較高,尤其在藍(lán)光和遠(yuǎn)紅光條件下。盡管是作為編碼藍(lán)光受體的基因,2個(gè)ZmCRY1a的表達(dá)卻能強(qiáng)烈地響應(yīng)遠(yuǎn)紅光和紅光轉(zhuǎn)換處理。同樣二者也能響應(yīng)不同光周期處理,長(zhǎng)日照條件下,ZmCRY1a1的轉(zhuǎn)錄在一個(gè)光周期內(nèi)共出現(xiàn)5個(gè)峰值,而ZmCRY1a2的轉(zhuǎn)錄只有4個(gè)峰值;短日照條件下,2個(gè)ZmCRY1a的表達(dá)出現(xiàn)了極其相似的模式,均在進(jìn)入黑暗后10 h和14 h時(shí)出現(xiàn)2個(gè)最高峰。由此推測(cè)2個(gè)ZmCRY1a可能在玉米光形態(tài)建成與開花調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。
[Abstract]:Cryptoanthocyanin (cryptochrome,CRY) is the main receptor of plant blue light, which is involved in the regulation of growth and development and biological clock process. In order to study the role of cryptosin in the regulation of light morphogenesis and biological clock in maize, the c DNA sequences of two ZmCRY1a genes of maize inbred line B73 were obtained by homologous cloning, named ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2., respectively. The coding region (coding DNA sequence,CDS) length of the two genes was 2124 nucleotides encoding 707 amino acids. Bioinformatics analysis showed that the deduced amino acid sequences of ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2 contained DNA photolyase,FAD binding and Crytochrome C domains. Alignment of CRY with Arabidopsis thaliana and other common crops and construction of phylogenetic tree showed that the two genes were the most consistent with Os CRY1a amino acid sequence of rice, but low with CRY1 amino acid sequence of Arabidopsis and soybean dicotyledonous plants. Real-time fluorescence quantitative PCR was used to analyze the expression patterns of ZmCRY1a1 and ZmCRY1a2 in different organs and response to light quality, light quality conversion and long and short day exposure. In the tested organs, the expression abundance of ZmCRY1a1 was higher than that of ZmCRY1a2;, which was 52.1 and 6.2 times higher than that of ZmCRY1a1 in root, respectively. Compared with the dark, both of them had higher expression abundance in various persistent light quality, especially in blue light and far red light. Although they are genes encoding blue light receptors, the expression of two ZmCRY1a strongly responds to far red light and red light conversion processes. The same can also respond to different photoperiod treatments. Under the condition of long sunlight, the transcription of ZmCRY1a1 appeared 5 peaks in one photoperiod, while the transcription of ZmCRY1a2 was only 4 peaks. Under the condition of short sunlight, two ZmCRY1a expression patterns appeared very similar, and the two peaks appeared at 10 h and 14 h after darkness. It is suggested that two ZmCRY1a may play an important role in maize light morphogenesis and flowering regulation.
【作者單位】： 山西大學(xué)生物工程學(xué)院;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院;北京市輻射中心;山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃試點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目(SQ2016ZY03002918) 國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)(2016ZX08010002-003-002) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(3157026) 北京市自然科學(xué)基金(重點(diǎn))項(xiàng)目(6151002) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助~~
【分類號(hào)】：S513

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本文編號(hào)：2409608