全 文 ：农业生物技术学报 JournalofAgriculturalBiotechnology 2008,16 (1):179~180
*基金项目:国家自然科学基金项目(No.30671426)和浙江省重大科技项目(No.2005C12019-02)资助。
**通讯作者。Authorforcorespondence.教授,博士生导师,主要从事植物基因组及其分子调控研究。E-mail:.
收稿日期:2007-01-22 接受日期:2007-03-21
·研究简报·
芸薹属植物非编码RNABcMF11基因同源序列的克隆及进化分析*
宋江华 1,2,朱熠鹏 1,曹家树 1**
(1.浙江大学蔬菜研究所,杭州310029;2.安徽农业大学园艺学院,合肥230036)
关键词:芸薹属;非编码RNA;克隆;进化分析
中图分类号:S188 文献标识码:A 文章编号:1006-1304(2008)01-0179-02
CloningandEvolutionaryAnalysisofHomologousSequencesof
Non-codingRNABcMF11GeneinBrassica
SONGJiang-hua1,2,ZHUYi-peng1,CAOJia-shu1**
(1.InstituteofVegetableScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China;2.ColegeofHorticulture,
AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China)
Keywords:Brassica;non-codingRNA;cloning;evolutionaryanalysis
芸薹属植物资源丰富,具有重要的经济价值,但其亲缘
进化关系较复杂。非编码 RNA是一类在生物体内广泛存在
的,没有明确的开放阅读框,但能够在生命活动中行使多种
调节功能的特殊基因 (Storz,2002)。本课题组在白菜
(Brassicacampestris)中分离到一个与植物雄性不育相关的非
编码 RNA新基因,命名为 BcMF11(登录号为 DQ925484)。
本研究通过对芸薹属 10个物种的 BcMF11基因同源序列进
行克隆和分析,探讨了非编码 RNA基因在芸薹属种间的进
化关系,以期为芸薹属植物的物种进化研究提供新的分子依
据。
1 材料和方法
1.1 材料
实验所用植物材料鸡心甘蓝(Brassicaoleracea)、中花芥
蓝(B.oleracea)、马耳头分蘖菜(B.compestrisvar.chinensis)、
小青口大白菜(B.compestrisvar.pekinensis)、矮脚黄白菜(B.
compestrisvar.chinensis)、 油 青 菜 心 (B.compestrisvar.
chinensis)、黄芽 14大白菜(B.compestrisvar.pekinensis)、温
州盘菜芜菁(B.campestrisvar.rapifera)、浙桐 1号茎瘤芥(B.
juncea)和雪里蕻分蘖芥(B.juncea)均由浙江大学蔬菜研究
所提供。PCR相关试剂购自Promega公司。其它试剂均为国
产或进口的分析纯产品。
1.2 方法
1.2.1 DNA的提取 按曹家树等(1995)的方法从植物新鲜
叶片中提取基因组DNA并检测。
1.2.2 PCR产物的克隆和序列测定 根据 BcMF11基因保
守区设计引物 P1(5-GGCCATTACGGCCGGGGGTG-3)和
P2(5-CGGGTTTCTACATTCTCCCC-3),以基因组 DNA为
模板扩增芸薹属植物BcMF11同源基因序列。PCR反应条件
为 94℃预变性 3min;94℃变性 30s,60℃退火 30s,72℃
延伸2min,共30个循环;72℃延伸10min。反应产物于1%
琼脂糖凝胶电泳检测。
将 PCR产物回收,克隆到 pGEM-Teasy载体,转入大肠
杆菌(Escherichiacoli)DH5α中,蓝白斑筛选出阳性克隆,提
取质粒经EcoRⅠ酶切鉴定,送上海英骏生物公司测序。
1.2.3 系统树的构建 对分离的 BcMF11基因核苷酸序列,
通过 ClastalW及 MEGA3.1软件,用 NJ法(Nighbour-joining
)构建系统进化树。
2 结果和分析
2.1 芸薹属BcMF11同源基因的扩增与克隆
用根据 BcMF11基因的保守区设计的 1对引物,对芸薹
属 10个不同种(亚种或变种)和品种的基因组 DNA进行
PCR扩增,均得到大小约为 800bp的特异条带(图 1)。对
PCR产物克隆测序并命名,发现这些基因均为非编码 RNA,
并且与BcMF11具有很高的相似性。
2.2 芸薹属BcMF11同源基因的进化关系分析
对BcMF11基因的同源性进行分析,构建芸薹属植物 10
农 业 生 物 技 术 学 报 2008年
个物种的 NJ系统树。从图 2看到,来自油青菜心的
BcMF11b和南方大白菜黄芽 14的 BcMF11d,与来自矮脚黄
白菜的 BcMF11和马耳头分蘖菜的 BcMF11a聚为一个分
支。分别来自芥菜品种浙桐一号的 BjMF11a和雪里蕻的
BjMF11b聚合。北方大白菜小青口的 BcMF11c与芜菁品种
温州盘菜的BrMF11以极高的自举置信水平值(99%)聚为一
类,然后与上级分支合并。来自鸡心甘蓝的BoMF11a和中花
芥蓝的 BoMF11b作为独立的分支,与前 8种作物形成的分
支聚合。
3 讨论
非编码 RNA基因虽然在生物中普遍存在,但利用其进
行物种的进化分析国内外还未见报道。本研究通过对芸薹属
10个不同品种中克隆的BcMF11同源基因进行聚类分析,表
明普通白菜、菜心和分蘖菜亲缘关系较近,而南方大白菜与
北方大白菜可能具有不同的演化过程,进一步证实了前人对
芸薹属物种的系统进化分析(曹家树等,1997;王玲平等,
2005)。有关该类群的分子系统学资料还有待进一步丰富,以
尝试探讨BcMF11基因用于物种系统进化分析的可行性。
图1.芸薹属植物BcMF11同源基因的扩增结果
Fig.1.AmplificationofhomologousfragmentsofBcMF11genein
Brassica
M,100bpladder;1,鸡心甘蓝 BoMF11a;2,中花芥蓝 BoMF11b;3,马耳头分蘖
菜 BcMF11a;4,小青口大白菜 BcMF11c;5,矮脚黄白菜 BcMF11;6,油青菜心
BcMF11b;7,黄芽 14大白菜 BcMF11d;8,温州盘菜芜菁 BrMF11;9,浙桐 1号
茎瘤芥BjMF11a;10,雪里蕻分蘖芥BjMF11b。
1,B.oleraceacv.JixinBoMF11a;2,B.oleraceacv.ZhonghuaBoMF11b;3,B.
compestrisvar.chinensiscv.Ma’ertouBcMF11a;4,B.compestrisvar.pekinensis
cv.XiaoqingkouBcMF11c;5,B.compestrisvar.chinensiscv.Aijiaohuang
BcMF11;6,B.campestrisvar.chinensiscv.YouqingBcMF11b;7,B.campestris
var.pekinensiscv.Huangya14BcMF11d;8,B.campestrisvar.rapiferacv.
Wenzhou-pancaiBrMF11;9,B.junceacv.Zhetong1BjMF11a;10,B.junceacv.
XuelihongBjMF11b.
图2.芸薹属植物BcMF11同源基因的NJ系统进化树
Fig.2.PhylogenetictreebasedonBcMF11genehomologoussequences
inBrassicausingNJmethods
图中数字为自举检验置信值(1000个复制序列)。
Numbersonthetreerepresentconfidencevaluesfrombootstraptest(1000
replicates).
参 考 文 献
CaoJS(曹家树),CaoSC(曹寿椿)andYiQM(易清明).RAPDanaly-
sisongenomicDNAofChinesecabbageandtheothergroupsof
Brassica(J).ActaHoticulturaeSinica(园艺学报).1995,22(1):
47~52(inChinesewithEnglishabstract)
CaoJS(曹家树),CaoSC(曹寿椿),MiaoY(缪颖)andLuG(卢钢).
CladisticoperationalanalysisandstudyontheevolutionofChinese
cabbagegroups(BrassicacampestrisL.)(J).ActaHoticulturaeSinica
(园艺学报).1997,24(1):35~42(inChinesewithEnglishabstract)
StorzG.AnexpandinguniverseofnoncodingRNAs(J).Science,2002,
296:1260~1262
WangLP(王玲平),CaoJS(曹家树),YeWZ(叶纨芝),XiangX(向珣)
andZhouSM(周生茂).Cloningandevolutionaryanalysisofhomol-
ogoussequencesofCYP86MFgeneinCruciferae(J).Hereditas(遗
传).2005,27(3):395~402(inChinesewithEnglishabstract)
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