馬鈴薯StCDC20-1和StTSF基因的克隆及其功能分析.pdf

1、馬鈴薯塊莖發(fā)育是一個(gè)發(fā)生在地下匍匐莖上的高度協(xié)調(diào)的形態(tài)和生理過(guò)程，涉及到一系列基因的表達(dá)與關(guān)閉，受到內(nèi)部因子及外界環(huán)境因素的共同調(diào)控。無(wú)論是匍匐莖的形成，馬鈴薯的發(fā)生還是馬鈴薯的發(fā)育膨大都和細(xì)胞分裂有著直接關(guān)系，同時(shí)馬鈴薯干物質(zhì)積累與蔗糖的合成運(yùn)輸有直接關(guān)系。本研究從馬鈴薯中克隆了細(xì)胞周期蛋白20(cell-divisioncycleprotein20)CDC20基因和塊莖特異性蔗糖響應(yīng)元件結(jié)合因子(Tuber-specificands

2、ucrose-responsiveelementbindingfactor)TSF基因，并對(duì)他們?cè)隈R鈴薯塊莖發(fā)育中的調(diào)控作用進(jìn)行了分析。結(jié)果如下:
　　1.采用PCR方法克隆了馬鈴薯StCDC20-1cDNA序列，該基因由五個(gè)內(nèi)舍子六個(gè)外顯子組成。StCDC20-1的ORF長(zhǎng)度為1368bp，起始密碼子為ATG;終止密碼子為TGA，cDNA編碼一個(gè)由455個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白，蛋白分子量為50kDa，等電點(diǎn)為8.1。將StCDC

3、20-1和番茄、蓖麻、毛楊果、油菜和擬南芥同源蛋白進(jìn)行氨基酸序列比對(duì)，結(jié)果表明StCDC20-1和番茄，擬南芥同源蛋白有較高的一致性，分別為92.3％和91％。半定量RT-PCR分析顯示，StCDC20-1mRNA在馬鈴薯的葉片、根和塊莖中均有表達(dá)，葉片中表達(dá)量較高。為了分析StCDC20-1的功能，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法構(gòu)獲得了過(guò)表達(dá)StCDC20-1基因的馬鈴薯植株。經(jīng)PCR驗(yàn)證，獲得了9個(gè)轉(zhuǎn)基因株系。RT-PCR分析表明，目的基因在轉(zhuǎn)基

4、因植株中能夠正常表達(dá)。進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)基因株系的塊莖產(chǎn)量進(jìn)行分析表明，StCDC20-1轉(zhuǎn)基因株系平均單株薯塊平均重量均低于野生型對(duì)照。
　　2.采用PCR方法克隆了馬鈴薯StTSFcDNA序列。該基因ORF長(zhǎng)度為753bp，起始密碼子為ATG，終止密碼子為TGA。StTSF的cDNA編碼一個(gè)由251個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白，蛋白分子量為28kDa，等電點(diǎn)為8.7。蛋白序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)，StTSF與番茄(Solanumlycopersicum