全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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%
,
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收稿日期$
!"#)(#!(#0
&修改稿收到日期$
!"#$("%(%"
基金项目$深圳市科技项目"
!##!1%"*""")
#
作者简介$田亚然"
#022
#!女!在读硕士研究生!主要从事园林植物开花生理研究
3(45-6
$
!)$2!)$2&
!77
+894
"
通信作者$李永红!教授!博士!主要从事园林植物开花生理与分子生物学研究
3(45-6
$
6-
:
9/
;
<9/
;
(
"%
!
#&%+894
叶子花脱落酸生物合成关键酶基因
1234
的克隆及调节开花功能初探
田亚然#!%!薛瞡祺!!赵家昱#!)!彭
!
坚#!谷
!
茂#!李永红#"
"
#
深圳职业技术学院 应用化学与生物技术学院!广东深圳
$#2"$$
&
!
中国农业科学院 蔬菜花卉研究所!北京
#"""2#
&
%
河北农
业大学 园艺学院!河北保定
"*#""#
&
)
四川农业大学 风景园林学院!成都
&###%"
#
摘
!
要$以叶子花品种)大红宝巾*"
!"#
$
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$
)%+,%
)
=>.?@AA
*#的
!
年生扦插苗为试验材料!克隆到了一个
0(
顺式
(
环氧类胡萝卜素双氧合酶"
BC3D
#同源基因!并分析了内源脱落酸"
E?E
#含量及
BC3D
活性等变化与该基
因表达之间的内在联系!探讨
E?E
对促进叶子花开花的作用机理结果表明$"
#
#外源
$"4
;
+
F
#
E?E
处理促
进了叶子花开花!而与
#"
"
496
+
F
#的去甲二氢愈创木酸"
BDGE
!
E?E
合成抑制剂#共处理可抑制这种效果
"
!
#外源
E?E
处理可诱导叶子花叶片中内源
E?E
含量和
BC3D
含量与活性上升!这种诱导可被
BDGE
抑制
"
%
#克隆得到的
-./0
基因全长为
!%2"H
I
!其推定的编码蛋白包含

个氨基酸残基!与草莓中的
JKBC3D#
同
源性最高!命名为
!
$
-./0#
"
)
#
LM56(A-4MNCL
结果显示!外源
E?E
处理显著诱导
!
$
-./0#
基因的表达!而
#"
"
496
+
F
#的
BDGE
可显著抑制
!
$
-./0#
基因的诱导效果!这种表达模式与内源
E?E
含量及
BC3D
活性等
的变化趋势较为一致研究认为!外源
E?E
可能通过诱导
!
$
-./0#
的表达!增强内源
E?E
的生物合成!进而促
进叶子花从营养生长到生殖生长的转变!使其提前开花
关键词$脱落酸&叶子花&花朵开放&
0(
顺式
(
环氧类胡萝卜素双氧合酶"
BC3D
#&基因表达
中图分类号$
O*20
文献标志码$
E
$%"&(#")"*+,-.
!
(/010
2
3434#"%
2
)(/0%#%50)0)!$(%67)8(#")
3)&
2
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<0
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GT=59
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I
>949A-/
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-A.Z69^ M>-/
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$"
#
#
$"4
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F
#
E?EA>M5A4M/A
I
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$
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!
5/[#"
"
496
+
F
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BDGE
"
B9>[-<
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[>9
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9/M_-/[9ZE?EH-9.
:
/(
A
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A>M5A4M/A-/<-H-AM[A<-.MZZM8A+
"
!
#
3`9
;
M/9@.E?EA>M5A4M/A-/8>M5.M[A[9
;
M/9@.E?E5/[A4M89/AM/A5/[58A-K-A
:
9Z/-/M(2&3(M
I
9`
:
85>9AM/9-[[-9`
:;
M/5.M
"
BC3D
#
-/
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!
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"
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"
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#
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AI
>M..-9/9Z!
$
-./0# 5^..-
;
/-Z-85/A6
:
-/[@8M[H
:
E?EA>M5A4M/A
!
5/[#"
"
496
+
F
#
BDGE89@6[
.-
;
/-Z-85/A6
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-/<-H-AAI
>M..-9/
I
5AAM>/ 5^..-4-65>A9A;
M.9ZM/[9
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M/9@.
E?E89/AM/A5/[BC3DM/:
4M58A-K-A
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!
M`9
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M/9@.E?EH-9(
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I
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>9^ A<
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5/[@6A-45AM6
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45_M-AZ69^ M>-/
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10
2
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E?E
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M/-/
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I
9`
:
85>9AM/9-[[-9`
:;
M/5.M
"
BC3D
#&
;
M/MM`
I
>M..-9/
!!
脱落酸"
5H-.-8.-858-[
!
E?E
#作为一种重要的
植物激素!不仅作为干旱诱导的信号分子在抵御环
境胁迫中起重要作用!而且还广泛参与了植物的成
花诱导,花芽分化及开花调控等过程-#.!目前在牵
牛-!.,夜来香-%.等植物中已有相关报道已有研究
表明!外源
E?E
处理可显著诱导荔枝叶片中
E?E
的生成!同时提高了荔枝的成花率-).在高等植物
E?E
生物合成过程中!
0(
顺式
(
环氧类胡萝卜素双
氧合 酶 "
B-/M(2&3(M
I
9`
:
85>9AM/9-[[-9`
:;
M/5.M
!
BC3D
#是主要的限速酶之一!而编码该酶的
-./0
基因多以基因家族的形式存在很多研究证实!植
物中
-./0
基因表达量的变化与
E?E
含量有直
接关系在拟南芥中!已经克隆到
0
个
-./0
基
因!其中
56-./0%
的高表达可显著提高其内源
E?E
的水平-$.
叶子花"
!"#
$
%&(&))*%
$
)%+,%
#属紫茉莉科
"
B
:
8A5
;
-/58M5M
#叶子花属常绿攀援灌木!俗称三角
梅,三叶梅等叶子花原产巴西!作为亚热带地区常
见的庭院观赏植物!在中国南方如广东,云南等地区
广泛种植在栽培过程中!由于水分过多等原因!极
易造成花朵不能正常开放或花期不集中现象目
前!叶子花相关的研究主要集中在生物学特性-&.和
生理生化-*.等方面花期调控也主要集中在环境调
控和植株修剪等方面-2(0.!相关机理研究较少作者
前期研究已表明!外源
E?E
对叶子花的成花具有
促进作用!并对其相关酶活性等进行了系统分
析-#".!但仍缺少分子调控机理方面的直接证据
E?E
生物合成及其调控是一个相对复杂的过程!是
多种因素共同作用的结果
-./0
作为其合成途
径中的一个限制酶基因!是研究
E?E
生物合成分
子调控的重要切入点本研究从叶子花中首次克隆
到了一个
-./0
同源基因!并分析了内源
E?E
含
量及
BC3D
活性等变化与该基因表达之间的内在
联系!推测其在调控叶子花开花过程中的作用!这些
结果可为进一步研究叶子花
E?E
的分子调控机理
提供依据
#
!
材料和方法
>+>
!
材料及处理
试验于
!"#!
年
#"
月至
!"#)
年
)
月在深圳职
业技术学院园林实训基地进行供试材料来自深圳
市莲花山公园盆栽叶子花品种)大红宝巾*"
!1
$
)%7
+,%
)
=>.?@AA
*#!全部为生长健壮!长势一致的两
年生扦插苗不同植株随机分为
)
组!分别利用
)
种处理溶液对叶面进行正反面喷施!每处理
$
盆!
%
次重复
)
种处理液分别为$"
#
#清水"
a"
#&"
!
#
$"
4
;
+
F
#
E?E
"
$"a"
#&"
%
#
$"4
;
+
F
#
E?Ea$
"
496
+
F
#
BDGE
"
$"a$
#&"
)
#
$"4
;
+
F
#
E?E
a#"
"
496
+
F
#
BDGE
"
$"a#"
#其中!去甲二氢
愈创木酸 "
B9>[-<
:
[>9
;
@5-5>MA-858-[
!
BDGE
#是
E?E
的合成抑制剂!其主要功能是阻断胁迫诱导的
E?E
积累!可以抑制包括
BC3D
在内的
E?E
合成
关键酶活性
E?E
和
BDGE
的使用浓度根据先前
结果确定-#".!
$"4
;
+
F
#
E?E
能使叶子花提前开
花!且这种提前能被浓度为
#"
"
496
+
F
#的
BDGE
所抑制!而
$
"
496
+
F
#的
BDGE
能达到部分抑制
的效果
喷施时以叶面滴水为限!每
$[
处理
#
次!共喷
施
%
次!温室养护首次喷施为
!"#%
年
*
月
#"
日!
#"[
后
%
次喷施完成!开始取样!每周取样
#
次!共
计
)
次取样部位为植株嫩叶!取样后立即测定相
关指标或经液氮速冻后存放于
2"b
冰箱备用
>+?
!
测定指标与方法
>@?@>
!
内源
343
含量
!
取每株植物顶芽往下第
)
#
&
叶位无病害功能叶!准确称量
#
;
后迅速用液氮
固定并贮存于
2"b
冰箱中备用将
#
;
样品于
液氮中研磨成粉!转入
#"
倍量
2"c
冰甲醇中!于
)
b
下不断搅拌!避光提取
#!<
!再于
) b
,
$"""
>
%
4-/
离心
#$4-/
!取上清!残渣加
$4F2"c
冰甲
醇!提取
)<
!离心!取上清合并上清液!以
d5AM>.
YM
I
(N5_C
#2
小柱富集
E?E
!洗脱液经
B
!
吹干!用
#
4F
色谱甲醇溶解!过
"+)$
有机系微孔滤膜!用
*"##
&
期
!!!!!!!
田亚然!等$叶子花脱落酸生物合成关键酶基因
-./0
的克隆及调节开花功能初探
E;
-6M/A##""WNFC
测
E?E
含量进样量
!"
"
F
!
E
;
-6M/A386-
I
.MN6@.C
#2
色谱柱!流动相为甲醇
(
水
(
甲酸 "体积比为
)$e$)+!e"+2
#!流速
#+"
4F
%
4-/
!检测波长为
!$)/4

>@?@?
!
+,-.
含量及活性
!
取
#
;
叶片鲜样!加
0
4FN?Y
"
I
W*+)
#充分匀浆!于
)b
,
%""">
%
4-/
离
心
!$4-/
!取上清采用酶联免疫法进行
BC3D
含
量与活性的同步检测!重复
%
次
>@?@A
!
总
<+3
的提取及
8.+3
第一链的合成
!
用
P>-\96
"
Q/K-A>9
;
M/
公司#试剂提取嫩叶总
LBE
用
琼脂糖凝胶电泳鉴定
LBE
的完整性以提取的总
LBE
为模板!用
=(=F]
反转录酶"
P515L5
公司#
合成第
#
链&反转录反应参照
JM>>/M/A5.LMKM>(
AE-[
P=
J->.A.A>5/[8DBE.
:
/A使用说明
>@?@B
!
%
6
1234>
基因全长克隆
!
基因保守片段
的克隆$根据
BC?Q
已报道的拟南芥等植物
-./0
基因序列用生物信息学软件
N>-4M>N>M4-M>$+"
对
比分析!以保守域为模板设计简并引物!序列分别
为$
BC3DJ#
$
f(EPGEPGCERGERPPRGC=EP(
CEC]GE(%f
!
BC3DL
$
$f(GGCCERGGYPCDGC(
=E?RGCRELGPE(%f
&以反转的
8DBE
第
#
链为
模板进行目的基因保守片段的克隆反应程序为$
0)b$4-/
&
0)b%".
!
)$b%".
!
*!b%".
!
$
个
循环&
0)b%".
!
$#b%".
!
*!b%".
!
%"
个循环&
*!b#"4-/

>@?@C
!
实时荧光定量
D,<
!7
LP(NCL
仪为
E?Q
NLQY=
$
*$""YM
7
@M/8MDMAM8A-9/Y
:
.AM4
!
LBE
提
取试剂盒为
W-
I
@>MN65/ALBE 1-A.
!
NCL
引物$
@
I
$
$f(EEGPCPECECGPCGGGCEEP(%f
&
[9^ /
$
$f(PCPGCPCPCCEPEGEPGPGCPP(%f
内参为
#2Y>LBE
!片 段 大 小
#0" H
I
&引 物 为$
@
I
$
$f(
GGGGCEPPCGPEPPPCEPEGPC(%f
&
[9^ /
$
$f(
CGGPEPCPGEPCGPCPPCGEG(%f
反 应 体 系
为$
8DBE
"
#e!"
#模板
$+"
"
F
!上游引物
"+$
"
F
!
下游引物
"+$
"
F
!
gYR?LG>MM/
7
NCLY@
I
M>=-`
#"
"
F
!
[W
!
X
定容至
!"
"
F

NCL
反应程序为$
$"
b!4-/
&
0$b!4-/
&
0$b#$.
!
&"b%!.
!读板!
)"
个循环!溶解曲线分析温度为
&"b
#
0$b
所
有样品重复
%
次
!
!
结果与分析
?+>
!
不同处理对叶子花开花的影响
叶子花植株经
E?E
及其合成抑制剂
BDGE
等处理后均进行正常养护!对照组!即清水处理"
a
"
#于
2
月
#2
日"处理后
!0[
#萼片露红!
0
月
!"
日
"处理后
&![
#始花分别以这两个时间点为露红期
和始花期的
"
点!统计了不同处理对叶子花露红期
和始花期提前的影响
由图
#
可知!
$"4
;
+
F
#
E?E
"
$"a"
#处理
后!叶子花植株露红期和始花期分别提前了
%[
"处
理后
!&[
#和
$[
"处理后
$*[
#!而
$"4
;
+
F
#
E?Ea$
"
496
+
F
#
BDGE
"
$"a$
#处理则分别提
前了
2[
"处理后
!#[
#和
0[
"处理后
$%[
#&当
BDGE
的浓度进一步增大时!其对
E?E
的抑制作
用逐渐明显!当以
$"4
;
+
F
#
E?Ea#"
"
496
+
F
#
BDGE
"
$"a#"
#处理时!始花期仅提前
#[
"处
理后
&#[
#!露红期和对照相当"处理后
!0[
#这些
结果表明!外源
E?E
处理能促进叶子花花朵开放!
主要表现在使露红期和始花期提前&低浓度的
BDGE
处理能够增强
E?E
的促进效果!而高浓度
的
BDGE
处理则抑制了
E?E
的促进作用
?@?
!
不同处理对叶子花内源
343
含量的影响
叶子花植株经
E?E
及
BDGE
处理后!其内源
E?E
含量变化受到一定的影响"图
!
#其中!在处
理后
#[
时!各处理
E?E
含量均处于较高水平!随
图
#
!
不同浓度
E?E
和
BDGE
处理对
叶子花花朵开放的影响
"a"
代表清水对照&
$"a"
代表
$"4
;
+
F
#
E?E
处理&
$"a$
代表
$"4
;
+
F
#
E?Ea$
"
496
+
F
#
BDGE
处理&
$"a#"
代表
$"4
;
+
F
#
E?Ea#"
"
496
+
F
#
BDGE
处理
下同小写字母表示不同处理间露红期的差异显著性"
8
#
"+"$
#&
大写字母表示不同处理间始花期的差异显著性"
8
#
"+"$
#
J-
;
+#
!
PM/A89/8M/A>5A-9/.9ZE?E
5/[BDGEA>M5A4M/A.9/A-/
;
9Z!1
$
)%+,%
"a"4M5/.A89/A>96
&
$"a"4M5/.AM5A4M/A
-^A<$"4
;
+
F
#
E?E
&
$"a$4M5/.AM5A4M/A -^A<
$"4
;
+
F
#
E?Ea$
"
496
+
F
#
BDGE
&
$"a#"
4M5/.AM5A4M/A -^A<$"4
;
+
F
#
E?Ea#"
"
496
+
F
#
BDGE+P85.M4M5/..-
;
/-Z-85/A[-ZZM>M/8M
5A"+"$6MKM69Z8969>5
II
M5>-/
;
.A5
;
M549/
;
[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.
&
=5
,
@.8@6M4M5/..-
;
/-Z-85/A[-ZZM>M/8M5A"+"$6MKM6
9Z-/-A-56Z69^ M>-/
;
.A5
;
M549/
;
[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.
2"##
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
后均有不同程度下降!但在处理后
!0[
时略有回
升&与对照"
a"
#相比!
E?E
单独处理"
$"a"
#能够
显著促进内源
E?E
的积累&低浓度
BDGE
与
E?E
共同处理"
$"a$
#时抑制了这种促进作用!其内源
E?E
含量与对照基本持平&高浓度的
BDGE
处理
"
$"a#"
#对内源
E?E
的抑制作用更为明显!尤其
是处理初期!其内源
E?E
含量显著低于对照这
些结果表明!叶子花从营养生长向生殖生长转换伴
随着内源
E?E
积累的变化!外源
E?E
能够促进内
源
E?E
的累积!而且一定浓度的
BDGE
能抑制外
源
E?E
对内源
E?E
的积累促进效果
?@A
!
不同处理对叶子花叶片
+,-.
含量及活性的
影响
不同处理对叶子花叶片
BC3D
含量及活性都
有一定的影响其中!对照"清水处理#叶子花叶片
BC3D
含量在开花前呈先下降再缓慢上升的变化趋
势!
$"4
;
+
F
#的
E?E
处理后叶片中
BC3D
含量
在前
!![
时均显著高于对照!
$
和
#"
"
496
+
F
#的
BDGE
均可抑制外源
E?E
诱导的
BC3D
含量的
图
!
!
不同处理下叶子花叶片内源
E?E
含量的变化
不同小写字母表示同期处理间在
"+"$
水平
存在显著性差异&下同
J-
;
+!
!
P;
M/M>5A-9/9ZM/[9
;
M/9@.E?E-/6M5KM.
9Z!1
$
)%+,%@/[M>[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.
PM/A/9>4566MAAM>.4M5/.-
;
/-Z-85/A[-ZZM>M/8M
549/
;
[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.5A"+"$6MKM6
&
P升高!且后者效果更为明显"图
%
!
E
#&叶子花叶片
BC3D
活性表现略有不同!对照在处理后
2[
其活
性略有下降!随后恢复到处理后
#[
水平!
$"4
;
+
F
#的
E?E
处理后显著提高了
BC3D
活性!而不同
浓度的
BDGE
处理均可抑制由外源
E?E
诱导的
BC3D
活性升高!且高浓度
BDGE
表现出的抑制作
用更强"图
%
!
?
#以上结果表明!外源
E?E
能诱导
叶子花叶片中
BC3D
含量和活性的上升!而
BDGE
能抑制"或部分抑制#这种上升!在本研究范围内这
种抑制和
BDGE
浓度正相关
?@B
!
叶子花
%
6
1234>
基因全长克隆与序列分析
为了进一步明确
BC3D
对叶子花开花的影响!
本研究根据
GM/H5/_
中
BC3D
类基因并结合
LEC3
方法!在叶子花花瓣中克隆得到一个
BC3D
同源基因
该基因全长
!%2"H
I
!包含一个
#2$*H
I
的
XLJ
区域,
!"&H
I
的
$f
非翻译区和
%#*H
I
的
%f
非
翻译区其推定的编码蛋白包含

个氨基酸!分
子量为
&2+!_D
!理论等电点为
*+)%
将该蛋白质
氨基酸序列提交到
GM/H5/_
进行
?FEYP
比对!发现
其和野草莓"
4,%
$
%,&%(*32%
#,苹果"
9%)#3:";*36&7
2%
#,梅花"
8,##3;#;*
#等中的
BC3D
类蛋白同源性
较高!其中和野草莓中
JKBC3D#
"
SN
(
"")%""&&*+#
#
同源性最高!达到了
0"+0c
因此!将本研究克隆得
到的基因命名为
!
$
-./0#

通过不同物种序列对比发现!
?
;
BC3D#
编码
蛋白和其他物种在
B
端差异性较大!在大约
#""55
以后保守性增大进一步研究发现!
?
;
BC3D#
编
码蛋白包含
BC3D
类蛋白的典型特征!包括
#
个两
亲性的
%
(
螺旋区域,
!
个
BC3D
的特征区域和
)
个
保守的组氨酸残基"图
)
#
BC3D
属于类胡萝卜素裂解双加氧酶"
85>9AM(
/9-[86M5K5
;
M[-9`
:;
M/5.M
!
CCD
#家族!其重要功能
为催化类胡萝卜素氧化裂解!生成脱辅基类胡萝卜
图
%
!
不同处理下叶子花叶片
BC3D
含量及活性的变化
J-
;
+%
!
P4M89/AM/A5/[58A-K-A
:
-/6M5KM.9Z!1
$
)%+,%@/[M>[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.
0"##
&
期
!!!!!!!
田亚然!等$叶子花脱落酸生物合成关键酶基因
-./0
的克隆及调节开花功能初探
图
)
!
!
$
-./0#
推定的氨基酸序列与其他植物
BC3D
蛋白序列比对
]KBC3D#
$葡萄"
BN
(
""#!&2#00
#&
YABC3D#
$马铃薯"
BN
(
""#!*$#"%
#&
EABC3D%
$拟南芥"
BN
(
#22"&!
#下划线序列为
转运肽氨基酸序列&双下划线为具有两亲性的
%
(
螺旋区&方框内为发挥功能所需的
)
个保守组氨酸残基
J-
;
+)
!
E6-
;
/4M/A9ZAM.-[@M.9Z!
$
-./0# -^AI
>9AM-/.Z>949A
I
65/A.
]KBC3D#+<&6&3(&&
=
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"
BN
(
""#!&2#00
#&
YABC3D#+>")%#;6#+*,"3#;
"
BN
(
""#!*$#"%
#&
EABC3D%+5,%+&:"
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3&3
6@%)&%%
"
BN
(
#22"&!
#
+E
I
@A5A-KM8<69>9
I
65.A(A5>
;
MA-/
;
A>5/.-A
I
M
I
A-[M-.@/[M>6-/M[
&
PI
@A5A-KM54
I
<-
I
5A<-8
%
([945-/-.[9@H6M(@/[M>6-/M[
&
J9@>89/.M>KM[<-.A-[-/M>M.-[@M.>M
7
@->M[Z9>58A-K-A
:
5>M45>_M[H
:
A7
@5>M
素通过
?
;
BC3D#
与拟南芥
CCD
家族的系统进
化树分析表明!其推定的氨基酸序列与
EABC3D%
聚为一支!表明
?
;
BC3D#
与
EABC3D%
可能具有
相似的生理功能和表达模式"图
$
#
?@C
!
不同处理对
%
6
1234>
表达变化的影响
本研究通过荧光定量
NCL
检测了
!
$
-./0#
的表达变化结果表明!叶子花对照在处理
2[
后
!
$
-./0#
表达量略有下降!到后期又有所恢复&
E?E
处理显著诱导了
!
$
-./0#
的表达!在处理
后
#[
即达到了对照的
!+!
倍!处理
!![
后诱导表
达达到最大!为对照的
)+&
倍!随后有所降低&
E?E
与不同浓度的
BDGE
共同处理均抑制了
E?E
对
"###
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
图
$
!
?
;
BC3D#
与拟南芥
BC3D
蛋白的系统进化分析
J-
;
+$
!
N<
:
69
;
M/MA-8A>MM549/
;
?
;
BC3D#
5/[-A.9>A<969
;
@M.-/5,%+&:"
?
3&36@%)&%%
图
&
!
不同处理下
!
$
-./0#
表达变化特征
J-
;
+&
!
PI
>M..-9/9Z!
$
-./0#
@/[M>[-ZZM>M/AA>M5A4M/A.
!
$
-./0#
表达的诱导作用!所不同的是!
$
"
496
+
F
#的
BDGE
在整个处理过程中
!
$
-./0#
的表
达量仍高于对照或与对照基本持平!而
#"
"
496
+
F
#的
BDGE
对
!
$
-./0#
的抑制效果更为明显!
到处理后
!![
时!其表达量已显著低于对照"图
&
#
%
!
讨
!
论
E?E
能够调控植物成花和花期!如高浓度的内
源
E?E
对橄榄树花芽形成与分化起促进作用-##.!
我们前期的工作也表明!
E?E
是影响叶子花成花的
主要因子-#".在本研究中!外源
E?E
处理能使叶
子花露红期和始花期提前!并且促进了内源
E?E
的合成&利用
E?E
的合成抑制剂
BDGE
与
E?E
竞争性处理!发现
BDGE
在抑制
E?E
合成的同
时!也抑制了其促进成花提前的效果!进一步验证了
叶子花从营养生长到生殖生长转变需要
E?E
的参
与值得注意的是!低浓度的
BDGE
处理增强了
E?E
的效果!使植株提前开花分析其原因!可能
是
$
"
496
+
F
#
BDGE
没有达到抑制
E?E
的合成
的浓度阈值!但作为信号!诱导了
E?E
的反馈调
节!但具体原因还需后续试验验证
关于
E?E
的生物合成途径!目前已基本明确!
主要是通过一系列的酶促反应!即由
C
)"
类胡萝卜
素降解形成
E?E
!其中
BC3D
是催化
E?E
合成的
主要限速酶本研究中!
E?E
处理可提高植株的
BC3D
含量和活性!这可能就是导致内源
E?E
升
高的主要原因通过
BDGE
的反向实验也验证了
这一结果
编码
BC3D
的基因首先在玉米
E?E
缺失突变
体
(&(&
?
%,"#3))
"
(
?
))
#中获得-#!.!之后陆续从菜
豆-#%.,拟南芥-#).和柑橘-#$.等植物中分离!近年来在
多种观赏植物中也克隆得到!如唐菖蒲-#&.,牡丹-#*.
等
-./0
基因编码的氨基酸序列在不同物种中
高度保守!除了具有转运所需的转运肽序列和两亲
性的
%
(
螺旋外!还有发挥催化活性必需的
)
个保守
组氨酸残基通过对
?
;
BC3D#
的氨基酸系列分析
发现!其在
B
末端有一段转运肽序列!还有一个
%
(
螺旋的两亲性结构区!这个结构的主要功能是蛋白
定位!可以将该蛋白结合到质体膜上!与底物发生作
用&同时在
?
;
BC3D#
中也检测到了全部
)
个保守
的组氨酸残基!这些结果都可进一步验证克隆得到
的基因属于
BC3D
家族另外!通过与拟南芥
BC3D
基因家族的进化分析!发现
?
;
BC3D#
与
EABC3D%
同源性最高!意味着这两个基因在功能
上也可能有更高的相似性!可在今后的工作中进一
步研究
在基因调控方面!研究表明!高等植物
-./0
基因的转录调控是
E?E
生物合成的主要调控步
骤-#).现已明确!拟南芥中
56-./03
是调控
E?E
合成的主要基因!且各基因之间存在一定的分工&在
越橘"
<%22&&#;;
A
,6&))#3
#果实成熟过程中!伴随
着
E?E
含量的增加!
<;-./0#
也大量表达!表明
其对
E?E
生物合成存在调控作用-#2.&而在葡萄果
实成熟前!
E?E
的积累主要是
<(-./0#
的高水
平表达-#0.在观赏植物方面!近年来关于
BC3D
也
有一些报道!在唐菖蒲种球贮藏及休眠解除过程中!
其
E?E
生物合成可能主要受
B@-./0
基因的调
控-#&.&在牡丹中!利用外源
E?E
处理牡丹花瓣!发
现
837-./0#
表达量变化与内源
E?E
含量变化趋
势一致!推测该基因是调控内源
E?E
含量的主要
基因-#*.本研究中!
!
$
-./0#
表达与内源
E?E
含量及
BC3D
活性等的变化较为一致!推测外源
E?E
可能通过诱导
!
$
-./0#
的表达!进而使得
BC3D
含量和活性达到较高水平!促进了内源
E?E
的生物合成!从而促进了叶子花从营养生长到生殖
####
&
期
!!!!!!!
田亚然!等$叶子花脱落酸生物合成关键酶基因
-./0
的克隆及调节开花功能初探
生长转变!提前开花此外!本研究还发现!
BDGE
处
理在前期和后期"处理后第
#
天和第
0
天#抑制了
!
$
-./0#
的表达一般情况下!生物体内特定酶活
性的变化与其生物合成限速酶基因之间存在着反馈
调节或应答因此!该结果也从另一个方面证明了
!
$
-./0#
对于
E?E
的生物合成存在调节功能
总之!
BC3D
是
E?E
合成途径的一个限制酶
明确叶子花
!
$
-./0#
的表达模式!可为从分子层
面了解
E?E
对促进叶子花开花的作用机理提供数
据支持!也可为进一步利用基因工程改良叶子花成
花奠定基础!而关于
E?E
对叶子花的调控机理值
得深入研究
参考文献!
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