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$
!"#&)#!)!*
&修改稿收到日期$
!"#$)"#)%"
基金项目$中国科学院知识创新工程重要方向项目&国家自然科学基金"
%#!"%!!
#&中国科学院西部之光项目
作者简介$王延谦"
#01$(
#!男!在读博士研究生!主要从事小麦遗传育种研究
2)34-5
$
64/
78
4/
9
-4/!""&
!
#%+:;3
"
通信作者$张怀刚!博士!研究员!博士生导师!主要从事小麦遗传育种研究
2)34-5
$
<
7
=<4/
7!
/6-
>
?+:4.+:/
小麦
$%$&()*
转录因子
1$23%&++4
的克隆及功能分析
王延谦#!!%!张
!
波#!%!陈文杰#!%!刘登才#!%!刘宝龙#!%!张怀刚#!%"
"
#
青海省作物分子育种重点实验室!西宁
1#"""#
&
!
中国科学院大学!北京
#"""&0
&
%
中国科学院高原生物适应与进化重点实验
室!西宁
1#"""#
#
摘
!
要$
@AB
转录因子是植物最大的转录因子家族之一!广泛参与植物各种生理生化过程该研究通过对小麦基
因组测序数据库进行同源搜索!利用电子克隆技术从紫色籽粒小麦品种(高原
##$
)中分离得到了一个新的
!"#
基因
$%!"#%&&
结果表明!
$%!"#%&&
仅含有一个内含子!其编码蛋白含有
!
个连续的
@AB
结构域!为典型的
C!C%)@AB
蛋白
D4@AB%)&E
系统发生关系上与调控花青素合成的
@AB
基因亲缘关系较近
$%!"#%&&
与
()*)
基因
+,-
瞬时表达能够诱导白色胚芽鞘中花青素的合成此外!
$%!"#%&&
基因仅在(高原
##$
)含花青
素的种皮和胚芽鞘中表达!在根*茎*叶中均未表达研究表明!
$%!"#%&&
基因是一个具有调控花青素合成代
谢功能的
-!-%&!"#
基因!很有可能参与小麦花青素的生物合成
关键词$小麦&
@AB
转录因子&花青素
中图分类号$
F*1$
&
F*10
文献标志码$
G
,-".#.
/
0.!12.34#".0-567#8#304#"."8$%$&()*
970.:37#
;
4#".1034"71$23%&++4#.<=604
HGIJA4/
9
-4/
#
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KLGIJB;
#
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ML2I HN/
,
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#
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OPQEN/
7
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#
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OPQB4;5;/
7
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KLGIJLR4-
7
4/
7
#
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"
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7
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8
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8
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7
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7
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8
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N/:N.
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BN-
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7
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8
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"
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M<-/N.NG:4YN3
8
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Z-/-/
7
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M<-/4
#
>?:47034
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N.W
7
N/NX43-5-N.-/
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!
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7
-/U4T-;R.
>
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8
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7
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T;:N..N.+P/W<-..WRY
8
!
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7
N/N$%!"#%&&64.-.;54WNYXT;3
W(
J4;
8
R4/##$
)
+$%!"#%&&64.:5;.NW;W7
N/N.TN
7
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7
4/W<;:
8
4/-/.?-;.
8
/W.-.-/
>
<
8
5;
7
N/NW-:WTNN+$%!"#%&&
>
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8
;/N-/WT;/
!
6<-5NW7
N/N.TN
7
R54W-/
7
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W<;:
8
4/-/.?-;.
8
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!
W8>
-:45:<4T4:WNT-.W-:;XW>
W-;/X4:W;T+DT4/.-N/WN>
TN..-;/
N>
NT-3N/W..<;6NYW<4W$%!"#%&&-/YR:NYW>
W-5N:N5.;X6>
T-/
7
"
M[
#
W;.
8
/W8
4/-/.6-W>
;X()*)WT4/.:T-
>
W-;/X4:W;T+,--/5-
7
!
WCD)SMC4/45
8
.-..<;6NYW<4W$%!"#%&&
7
N/N;/5
8
N>
TN..NY-/
>
RT
>
5N.NNY.4/YTNY:;5N;
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W-5N.;X
(
J4;
8
R4/##$
)!
?RW/;W-/T;;W
!
.WN3.4/Y5N4UN.+G5;XW77
N.WNYW<4W$%!"#%&& 64.4
C!C%)@ABWT4/.:T-
>
W-;/X4:W;TTN
7
R54W-/
7
4/W<;:
8
4/-/.?-;.
8
/W@6
A
B"7!:
$
$./0/12,%340/52,
&
@ABWT4/.:T-
>
W-;/X4:W;T
&
4/W<;:
8
4/-/.?-;.
8
/W!!
@AB
转录因子是植物最大的转录因子家族之
一这些
@AB
转录因子均含有一个或多个较为保
守的
EIG
结合域+++
@AB
结构域!每个
@AB
结
构域"
$"
"
$%
氨基酸残基#含有
%
个规则分布的色
氨酸残基,#)%-根据所含
@AB
结构域的数目与位
置!植物中的转录因子可分为
&
个亚类$
&C)@AB
"含
&
个相连的
@AB
结构域#&
%C)@AB
"
C#C!C%)
@AB
#&
C!C%)@AB
和
@AB)TN54WNY
>
T;WN-/
"含
#
个或
!
个间隔的
@AB
结构域#,&)-最早的
!"#
基因"
!
&,
6
(
#是
#01!
年从鸟类的原癌病毒中发现
的,*-在植物中发现的第一个
@AB
转录因子是
+,7#
,
1
-
在拟南芥*玉米*水稻*矮牵牛*葡萄*苹
果等植物中已经发现了大量的
@AB
转录因子!其
中
-!-%&!"#
基因的比例较大,0)#!-拟南芥中已
发现
#!$
个
-!-%&!"#
基因!占拟南芥基因组编
码基因的
"+!]
"
"+]
,
#%
-

-!-%&!"#
转录因子
广泛参与植物的生理生化过程!如调控初级或次生
代谢途径!控制细胞分化和细胞周期!抵御植物生长
发育中的各种生物或非生物胁迫,#&-等植物中分
离到并进行功能验证的
-!-%&!"#
转录因子大多
调控初级和次生代谢途径!特别是调控类黄酮类次
生代谢途径如拟南芥中
80!"###
调控所有组织
中黄酮醇的生物合成!
80!"#0"
调控营养组织中
花青素的生物合成!
80!"##!%
调控种皮的原花青
素合成,#$)#*-
花青素属于重要的次生代谢产物+类黄酮化合
物!是一种水溶性色素!赋予植物器官和组织五颜六
色!具有吸引昆虫帮其传粉的作用植物中的花青
素还具有保护植物免受紫外线的伤害的功能同时
其对人类也具有重要的作用!如其抗氧化*抗病毒*
抗癌*抗衰老*增强人体免疫力等功效,#1)#0-在植物
中发现的第一个
@AB
转录因子
+,7#
就是调控玉
米籽粒的颜色,1-普通小麦中与花青素合成代谢相
关的性状有紫色花药*红色叶耳*紫色胚芽鞘*紫色
茎干*红粒*紫粒和蓝粒等这些性状的
FDO
都进
行了初步定位,!")!#-小麦的红粒性状已经定位到小
麦的
%GO
*
%BO
*
%EO
染色体组上!并且克隆到了
@AB
类转录因子
$%!"##"&%8
*
$%!"##"&%#
和
$%!"##"&%
基因!利用自然群体证明了目标基
因是红粒性状的主效基因,!!-与红粒性状类似!控
制小麦胚芽鞘紫色基因定位于
*G
*
*B
*
*E
的短臂
上!距着丝粒
#$
"
!":@
!在
&BO
上还有一个加性
位点!推测也是由
@AB
类转录因子控制,!"-李振
声先生的蓝粒小麦的主效基因定位到长穗偃麦草的
&2
染色体上!并对结构基因查尔酮合成酶"
ML[
#和
类黄酮
)%^$^)
羟化酶"
_%^$^L
#在蓝粒小麦花青素合
成代谢中的作用进行了分析!但这些基因都不是蓝
粒性状的主效基因,!%-
本研究以富含花青素的紫色籽粒小麦品种+++
(高原
##$
)为研究材料!从中分离克隆出一个
C!C%)@AB
转录因子
$%!"#%&&
!并进行功能分
析!为小麦中花青素合成代谢的深入研究奠定基础
#
!
材料和方法
C+C
!
材
!
料
供试小麦品种(高原
##$
)是中国科学院西北高
原生物研究所培育的普通小麦品种!
""#
年通过了
青海省农作物品种审定委员会审定在其籽粒和胚
芽鞘中都有明显的花青素积累!表现为紫色在温
室条件下培养
%Y
后剪取胚芽鞘!
#"Y
后剪取根和
叶片大田种植情况下!开花后
!#Y
分别剪取茎
秆*叶片及未成熟的种子所有样品液氮冻存后保
存于
(1"`
中用于提取
EIG
和
CIG
瞬时表达
所用小麦品种(中国春)由青海省作物分子育种重点
实验室保存!(中国春)的胚芽鞘根据
L-3-
等,!&-的
流程准备
CD%
!
植物基因组
EF>
*总
$F>
及
3EF>
准备
参照
A4/
等,!$-改良的
MDGB
法提取(高原
##$
)的基因组
EIG
采用植物总
CIG
快速提取
试剂盒
CIG
>
TN
>
SRTNS54/WV-W
"
D-4/
7
N/
#提取(高
原
##$
)的根*茎*叶*未成熟种子以及胚芽鞘的总
CIG
用微量紫外检测仪
IGIaECaS!"""M
"
D3;
#测量
EIG
及
CIG
样品浓度用反转录试剂盒
CNUNTWG-Y_-T.W[WT4/Y:EIG[
8
/W"
D3;
#将
#
#
7
植物总
CIG
反转录为
:EIG

CD&
!
1$23%&++4
基因的克隆
玉米中
+,7#
是植物中克隆到的第一个与花
青素合成代谢相关的
@AB
类转录因子!用
+,7#
基因核苷酸序列在普通小麦基因组数据库"
W
>
.
$%%
RT
7
-+UNT.4-5N.+-/T4+XT
%
?54.W
%
?54.W+
>
<
>
#中
进行同源搜索!发现在
&EO
上存在一个高度同源的
重叠群$
PHJ[M
.
:.
b!
.
4?
.
c*#
.
:;/W-
7
.
.
5;/
7
NTW<4/
.
!""
.
#&%00*
通过对核苷酸序列的
生物学信息分析!将目标基因命名为
$%!"#%&&
!
设计了
#
对扩增
$%!"#%&&
基因编码区的特异
引物
D43
8
?%)&E)_
和
D43
8
?%)&E)C
"表
#
#
D4@AB%)&E
编码区的扩增使用高保真
EIG
聚合酶"
D#在
JN/NG3
>
SMC
*&
&
期
!!!!!!!!!
王延谦!等$小麦
C!C%)@AB
转录因子
$%!"#%&&
的克隆及功能分析
表
C
!
引物名称及序列
D4?5N#
!
[N
9
RN/:N.;XW>
T-3NT.
引物名称
ST-3NT/43N
引物序列
ST-3NT.N
9
RN/:N
"
$^
#
%^
#
D43
8
?%)&E)_ 4W
7777
4
77
4
777
:
7
W
77
4
7
W
7
::
D43
8
?%)&E)C WW44W::
7
::4W:W
7
:4
777
4
7
DR?R5-/)_ W
7
4
77
4:W
77
W
7
:WW4::
7
:
DR?R5-/)C
7
:4::4W:444::W:4
777
4
D43
8
?%)&E4WWB#X;T64TY 44444
7
:4
77
:WW:4W
7777
4
77
4
777
:
7
W
D43
8
?%)&E4WWB!TNUNT.N 4
7
444
7
:W
777
W:4W::
7
::4W:W
7
:4
7
4WWB#4Y4
>
WNT
7777
4:44
7
WWW
7
W4:444444
7
:4
77
:W
4WWB!4Y4
>
WNT
7777
4::4:WWW
7
W4:44
7
444
7
:W
777
W
[
8
.WN30*""
"
G
>>
5-NYB-;.
8
.WN3.
#
SMC
扩增仪进
行
SMC
程序为$
01`
预变性
!3-/
&
01`
变性
#$
.
!
$`
退火
%".
!
*!`
延伸
%".
!
%$
个循环&
*!`
延伸
#"3-/

SMC
反应产物在
#+"]
琼脂糖凝胶上
进行电泳分离检测!将目的带切胶并用琼脂糖凝胶
回收试剂盒
D-4/
7
N/DPGI
7
N5@-Y-SRT-X-:4W-;/V-W
"天根!
D-4/
7
N/
#回收目的基因将回收的
SMC
产
物连接至
>
J2@)D24.
8
"
ST;3N
7
4M;T
>
;T4W-;/
#载
体上!转化大肠杆菌
EL$
$
!阳性克隆送至华大公司
测序
C+
!
生物信息学分析
使用
bN:W;TIDP#"
软件"
P/U-WT;
7
N/
#进行序
列拼接及比对利用
ST-3NTST-3NT$+"
软件进行
引物设计使用
@2JG&+"
构建
@AB
蛋白的系
统进化树,!-利用
JN/N[WTR:WRTNE-.
>
54
8
[NTUNT
"
>
$%%
7
.Y.+:?-+
>
cR+NYR+:/
%#绘制基因结构图
C+G
!
瞬时表达分析
利用
J4WN64
8
克隆技术两步法将
D4@AB%)&E
克隆到中间载体
>
EaIC!"*
中!使用引物分别为
D43
8
?%)&E4WWB#X;T64TY
和
D43
8
?%)&E4WWB!TN)
UNT.N
&
4WWB#4Y4
>
WNT
和
4WWB!4Y4
>
WNT
然后使用
OC
反应将
D4@AB%)&E
构建到含有玉米
R?-
9
R-W-/
启动子的瞬时表达载体
>
BT4:W!#&
!获得瞬时表达载
体
>
BT4:W!#&)D4@AB%)&E
"
J4WN64
8
M5;/-/
7
V-W
!
P/U-WT;
7
N/
#具体操作步骤参照
J4WN64
8
试剂盒
说明书
>
BT4:W!#&)K3C
"玉米
?LOL
转录因子#
和
>
BT4:W!#&)K3M#
"玉米
@AB
转录因子#为青海
省作物分子育种重点实验室保存!构建方法与
>
BT4:W!#&)D4@AB%)&E
相同瞬时表达质粒通过
基因枪轰击转入白色的中国春胚芽鞘中,!*-胚芽
鞘在光照培养箱中培养
#<
后!在实体显微镜下观
察并照相
CDH
!
$9I,$
分析
以微管蛋白基因
$2(29/:
为内标基因!引物为
DR?R5-/)_
和
DR?R5-/)C
"表
#
#使用特异性引物
D43
8
?%)&E)_
和
D43
8
?%)&E)C
进行
CD)SMC
!检
测
$%!"#%&&
基因在(高原
##$
)不同组织"根*
茎*叶*未成熟种子及胚芽鞘#中的表达情况
!
!
结果与分析
%DC
!
1$23%&++4
基因全长序列的克隆
利用基因全长特异引物
D4@AB%)&E)_
和
D4@AB%)&E)C
"表
#
#!在(高原
##$
)基因组
EIG
和种皮
:EIG
中扩增得到了
$%!"#%&&
基因组
序列及
ME[
序列"图
#
!
G
*
B
#测序结果表明!其基
因组序列为
*0#?
>
&
ME[
序列为
*$?
>
!编码
!!&
个氨基酸!与
SMC
产物的电泳结果是一致的编码
一个典型的
C!C%)@AB
蛋白!在
C!
和
C%
结构域
中均含有保守的色氨酸残基
H
!这表明
$%!"#%&
&
很有可能是
C!C%)@AB
转录因子"图
#
!
M
#
%+%
!
生物信息学分析
在模式植物拟南芥中!
-!-%&!"#
基因的功能
已研 究 得 较 为 全 面在 本 研 究 中!为 了 推 测
$%!"#%&&
基因的潜在功能!构建了拟南芥和小麦
-!-%&!"#
基因的系统进化树"图
!
#
$%!"#%&&
与拟南芥的
80!"##!%
%
$$!
以及小麦第
%
同源群的
$%!"##"&8#
*
$%!"##"&##
*
$%!"##"&#
基因关
系最近!而这
&
个基因均调控类黄酮的生物合成其
中
80!"##!%
%
$$!
与拟南芥种皮的原花青素合成
有关!
$%!"##"&8#
*
$%!"##"&##
和
$%!"##"&
#
则 与 小 麦 红 色 种 皮 相 关,!1-该 结 果 暗 示
$%!"#%&&
基因可能与小麦类黄酮生物合成途
径有关与其它调控类黄酮生物合成的
@AB
转录
因子的同源性分析显示!
D4@AB%)&E
推导的氨基
酸序列与玉米
K3M#
及小麦
D4@AB%)&B
的一致性
最高!分别为
$*+$#]
和
**+$$]
&与葡萄
bU@A)
BG#
一致性为
%"+1]
!与拟南芥
GW@AB#!%
%
DD!
为
%1+&]
!而与小麦
D4@AB#"
达到
&#+#"]

+,7#
是在玉米中发现的第一个与花青素合成有关
的
@AB
转录因子!它的结构与功能已研究得较为
清楚,!0-氨基酸序列的比对发现!
D4@AB%)&E
比
K3M#
少了
&0
个氨基酸残基&在保守区的一致性很
高!仅有
#&
个氨基酸残基的替换!同时在
C%
结构
域中均存在一个与
?LOL
蛋白相互作用的结构原
件&在
M)
末端有一个与
K3M#
相似的转录激活区
"图
#
!
M
和图
%
!
G
#
@AB
基因结构图显示!
$%!"#%&&#
和
$%!"#%&&
仅有
#
个内含子!而
其 它 的
@AB
基 因 则 有
!
个 内 含 子"图
%
!
B
#
1&
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
图
#
!
$%!"#%&&
基因的
SMC
克隆*编码区序列及推测的氨基酸序列
G+
(高原
##$
)基因组
EIG
&
B+
(高原
##$
)种皮
:EIG
&
M+$%!"#%&&
基因编码区及氨基酸序列$
阴影部分为保守的
@AB
结构域!黑体字为
@AB
结构域保守的色氨酸"
H
#残基!横线部分表示
与
?LOL
蛋白作用的
E
%
2O!
C
%
V%
O
O%
C
结构元件!虚线部分为可能的转录激活区
_-
7
+#
!
D7
4T;.N
7
N5N5N:WT;
>
<;WN.-.;XSMC
>
T;YR:W.
!
/R:5N;W-YN.N
9
RN/:N
4/YYNYR:NY43-/;4:-Y.N
9
RN/:N;X$%!"#%&&
G+
(
J4;
8
R4/##$
)
7
N/;3-:EIG
&
B+
(
J4;
8
R4/##$
)
WN.W4:EIG
&
M+IR:5N;W-YN.N
9
RN/:N4/YYNYR:NY43-/;4:-Y.N
9
RN/:N
;XD4@AB%)&E+D7
-;/.TN
>
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Y;34-/+D>
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W;
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C
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V%
O
O%
CW<4W
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-;/..<;6W>
RW4W-UNWT4/.:T-
>
W-;/4:W-U4W-;/Y;34-/
图
!
!
拟南芥和小麦
C!C%)@AB
蛋白的系统进化关系
GW@AB
为拟南芥
@AB
基因!
D4@AB
为小麦
@AB
基因&圆点为本研究中
D4@AB%)&E
转录因子&方点为小麦
第
%
同源群的
@AB
基因&箭头为拟南芥
C!C%)@AB
分类中的第
$
亚群
_-
7
+!
!
S<
8
5;
7
N/NW-:WTNN;XC!C%)@AB
>
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GW@ABTN
>
TN.N/W@AB
7
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D4@ABTN
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TN.N/W67
N/N.+D8
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N/N.-/%G
!
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7
D4@AB%)&E64.-/Y-:4WNY?
8
4TT;6
0&
&
期
!!!!!!!!!
王延谦!等$小麦
C!C%)@AB
转录因子
$%!"#%&&
的克隆及功能分析
$%!"#%&&
一个内含子的丢失可能伴随着部分
编码区的删除!导致其编码氨基酸序列的变短
%D&
!
1$23%&++4
基因的功能验证
在前人的研究中!玉米
@AB
转录因子
+,7#
和
?LOL
转录因子
+,-
的共表达能够诱导花青素
的生物合成,!*-因此!在本试验中用
+,7#
做对照!
利用基因枪介导的瞬时表达技术来验证
$%!"#%&
&
的功能从图
&
中可以看出!当
$%!"#%&&
和
+,7#
与
+,-
共表达时!在(中国春)胚芽鞘中均能
诱导花青素的合成!这说明
$%!"#%&&
是一个调控
花青素生物合成的
@AB
转录因子但是单独的
$%!"#%&&
或者
+,7#
在胚芽鞘中表达时!并没
有观察到花青素斑点的存在"图
&
#!这表明它们均
需要与
?LOL
转录因子共同作用才能够激活结构
基因的表达!从而诱导花青素的生物合成
%D+
!
1$23%&++4
在不同组织中的表达分析
以微管蛋白基因
$2(29/:
为内标基因!通过
CD)SMC
分析了
$%!"#%&&
基因在(高原
##$
)不
图
%
!
植物中调控类黄酮生物合成的部分
@AB
基因的结构及氨基酸序列比对
G
为
D4@AB%)&E
与
K3M#
和
D4@AB%)&B
氨基酸序列比对!箭头所示区域为
@AB
结构域!实线方框内表示与
?LOL
蛋白
相互作用的结构元件!虚线方框内表示转录激活区&
B
为植物中调控类黄酮生物合成的部分
@AB
基因的结构!圆柱体代表外显子!
线条代表内含子&
IMBP
登录号$
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"
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80!"##!%
"
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!
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>
TN.N/W-/WT;/.
图
&
!
小麦胚芽鞘中基因枪介导的瞬时表达分析
G+
胚芽鞘部分放大图&
B+
瞬时表达后胚芽鞘全图&
D4@AB%)&E
*
K3C
*
K3M#
分别表示使用
>
BT4:W!#&)D4@AB*E
*
>
BT4:W!#&)K3C
和
>
BT4:W)K3M#
质粒轰击胚芽鞘&
MV
表示使用空载体
>
BT4:W!#&
轰击胚芽鞘
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7
+&
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7
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BT4:W!#&
!
>
BT4:W!#&)K3C
!
>
BT4:W!#&)K3M#
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>
BT4:W!#&)D4@AB%)&ER.NY-/W!
TN.
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西
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北
!
植
!
物
!
学
!
报
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卷
图
$
!
$%!"#%&&
基因在(高原
##$
)
不同组织中的表达情况
P[+
未成熟种子&
M+
胚芽鞘&
C+
根&
[+
茎&
O+
叶
_-
7
+$
!
D
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8
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M+M;5N;
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W-5N.
&
C+C;;W.
&
[+[WN3.
&
O+ON4UN.
同组织中的表达!结果只在未成熟的种子和胚芽鞘
中检测到了
$%!"#%&&
基因的表达!在其它组织
"根*茎*叶#中并未检测到"图
$
#而在田间和实验
室的观察发现!(高原
##$
)的种皮及胚芽鞘均呈现
紫色!这是否暗示着
$%!"#%&&
基因可能与种皮
及胚芽鞘中的花青素生物合成有关
%
!
讨
!
论
花青素能够保护植物免受紫外线的伤害!同时
对人类也具有重要的作用!如其抗氧化*抗病毒*抗
癌*抗衰老以及增强人体免疫力等而作为调控花
青素代谢的重要转录因子!小麦中与花青素合成代
谢相关的一些
@AB
转录因子尚不能确定因此!
克隆小麦
!"#
基因并验证其功能!有助于解析小
麦中花青素合成代谢的分子调控机理
$%!"#%&&
与调控种皮中的花青素或原花
青素代谢的拟南芥
80!"##!%
%
$$!
以及小麦
$%!"##"
进化关系最为接近!具有调控花青素合
成代谢的保守结构域在玉米
?LOL
转录因子
+,-
的参与下
$%!"#%&&
基因能够诱导胚芽鞘
中花青素的合成!而单独
$%!"#%&&
基因不能诱
导花青素合成
L-3-
等,!1-在
D4@AB#"
以及其它
参与调控类黄酮代谢的
@AB
转录因子的
M)
端中发
现了一个保守的氨基酸模块
PCDVGO
%
PCM
!推测该
模块在调控类黄酮的生物合成中起着重要的作用
在
D4@AB%)&E
推导的氨基酸序列中我们没有发现
该保守模块!很可能这就是单独
$%!"#%&&
基因
不能调控花青素合成代谢的原因当
$%!"#%&&
和玉米
?LOL
基因
+,-
共表达时!大量的胚芽鞘
细胞中积累了花青素!很有可能
D4@AB%)&E
与
?LOL
蛋白形成异源二聚体时能够弥补缺失的
PCDVGO
%
PCM
模块而调控花青素的代谢这些都
说明
D4@AB%)&E
是一个具有调控花青素合成代谢
的
@AB
类转录因子
$%!"#%&&
在普通小麦品种(高原
##$
)积累
花青素合成的部位都有较高的表达量!而在无明显
花青素合成代谢的部位或组织表达量较低同时
$%!"#%&&
具有调控花青素合成代谢的功能!因
此该基因很有可能参与了调控(高原
##$
)中花青素
合成代谢在小麦中控制红粒性状的主效基因定位
于
%GO
*
%BO
和
%EO
染色体!蓝粒性状定位于
&2
染色体!紫粒性状定位于
!GO
和
*BO
染色体!紫杆
性状定位于
*B[
和
*E[
!紫色胚芽鞘定位于
*G[
*
*B[
和
*E[
染色体!紫色花药性状定位于
*E[
染色
体上这些已定位到的小麦中花青素合成代谢相关
性状的主效基因还没有一个是在
&E
染色体上!因
此
$%!"#%&&
参与了小麦中花青素的合成代谢
调控!但还不是小麦中花青素合成代谢相关性状的
主效基因,%"-蓝粒小麦的主效基因定位于长穗偃
麦草的
&2
染色体上,!%-!
&2
与普通小麦的第
&
同源
群在进化关系上最为接近
&2
染色体上有没有与
$%!"#%&&
基因同源的
@AB
转录因子以及该转
录因子对蓝粒性状形成中的作用还需要进一步的研
究和验证
本实验通过对小麦基因组测序数据库进行同源
搜索!利用电子克隆技术从紫色籽粒小麦品种(高原
##$
)中分离得到了
#
个新的
!"#
基因
$%!"#%&
&

$%!"#%&&
仅含有
#
个内含子!其编码蛋白
含有两个连续的
@AB
结构域!为典型的
C!C%)
@AB
蛋白
D4@AB%)&E
系统发生关系上与调控
花青素合成的
@AB
亲缘关系较近
$%!"#%&&
与
()*)
基因
+,-
瞬时表达能够诱导白色胚芽鞘
中花青素的合成此外!
$%!"#%&&
基因仅在高
含花青素的种皮和胚芽鞘中表达!在根*茎*叶中均
未表达这些结果表明!
$%!"#%&&
是一个具有
调控花青素合成代谢的
!"#
基因!很有可能参与
小麦花青素的生物合成
参考文献!
,
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