巨龍竹AINTEGUMENTA基因的克隆和分析.pdf

1、植物生長的過程是其體內(nèi)細(xì)胞的增殖、擴(kuò)大和充實(shí)過程，所以細(xì)胞的增殖發(fā)育，對整個(gè)植物體來說就是量的增加，是生長發(fā)育。ANT基因是一個(gè)植物所特有的器官生長發(fā)育調(diào)控基因，它的作用是在植物器官發(fā)生期間，通過保持細(xì)胞競爭性分生來調(diào)控細(xì)胞分化和器官生長，從而使得植物器官及其本身生長發(fā)育得到充分拓展。而巨龍竹具有稈形巨大，生長迅速的生長特性，被認(rèn)為是世界上最高大的竹子。因此，根據(jù)ANT基因?qū)ζ鞴偕L發(fā)育的調(diào)控機(jī)制推測，巨龍竹ANT基因在其稈莖生長發(fā)育的

2、過程中起到了關(guān)鍵性的作用。
　　 調(diào)控巨龍竹這一獨(dú)特生長特性的基因應(yīng)該不是單一的，這些基因在植物生命科學(xué)研究上，特別是在農(nóng)林業(yè)科學(xué)研究方面有著可觀的利用價(jià)值。巨龍竹單稈出材率高，單位面積產(chǎn)量大，是優(yōu)良筍材兼用竹種，特別是高大的稈莖提高了其加工利用率和使用范圍，工業(yè)化利用價(jià)值很高，所以對其生長發(fā)育相關(guān)基因的研究是很有運(yùn)用前景的?；诰摭堉癃?dú)特的稈莖生長特性以及國外關(guān)于ANT基因?qū)χ参锲鞴偕L調(diào)控的研究結(jié)果，研究試驗(yàn)對巨龍竹進(jìn)行了A

3、NT基因的克隆和分析。
　　 研究試驗(yàn)首先采用兩種植物總RNA抽提試劑，成功地提取到了完整性較好、濃度較高的巨龍竹總RNA；并且應(yīng)用生物軟件DNAMAN和Primer Premier5設(shè)計(jì)了同源簡并引物以及基因特異性引物；然后運(yùn)用RT-PCR技術(shù)與RACE技術(shù)結(jié)合的方法成功地克隆到了1914bp巨龍竹ANT基因的全長cDNA序列。由全長cDNA序列可知，所克隆巨龍竹ANT基因的mRNA序列含有不太明顯的5'端“帽子”結(jié)構(gòu)和3'端

4、poly（A）“尾巴”，這與真核生物mRNA特征相符。
　　 根據(jù)所克隆的巨龍竹ANT基因cDNA序列，運(yùn)用生物學(xué)軟件和生物信息學(xué)的方法對其進(jìn)行了大量的分析研究。分析預(yù)測得出，巨龍竹ANT基因的mRNA序列與水稻、擬南芥、蓖麻等多種植物的ANT基因mRNA序列和.AINTEGUMENTA-like基因mRNA序列有著很高的序列相似性；并且含有一個(gè)836bp的開放閱讀框，其起始密碼子為ATG終止密碼子為TAA，編碼一個(gè)含有278個(gè)

5、氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，即巨龍竹ANT蛋白。巨龍竹ANT蛋白與水稻、擬南芥、煙草等多種植物ANT蛋白和AINTEGUMENTA-like蛋白有著較高的同源性，其相對分子質(zhì)量為30358.7，理論等電點(diǎn)為7.76，分子式為C1315H2047N383O422S12，總原子數(shù)為4179.此蛋白質(zhì)沒有前導(dǎo)肽將其引導(dǎo)進(jìn)人其它亞細(xì)胞器，而是留在細(xì)胞質(zhì)中經(jīng)過翻譯后修飾加工成為成熟蛋白質(zhì)直接發(fā)揮其獨(dú)特的生物學(xué)功能。該蛋白屬于親水可溶性蛋白質(zhì)。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測

6、分析表明，ANT蛋白由26％的α-螺旋、23％的β-轉(zhuǎn)角、20％的β-折疊片和32％的無規(guī)則卷曲組成，α-螺旋和無規(guī)則卷曲是此蛋白最大量的結(jié)構(gòu)元件，而β-轉(zhuǎn)角和β-折疊片則散布于整個(gè)蛋白質(zhì)中。該蛋白含有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，其中一個(gè)屬于AP2蛋白家族成員，另一個(gè)是未知結(jié)構(gòu)域。
　　 克隆試驗(yàn)和預(yù)測分析結(jié)果充分表明，研究試驗(yàn)成功克隆得到巨龍竹ANT基因，該基因可以用于后續(xù)研究。本研究為今后研究巨龍竹速生與巨大的分子機(jī)制鋪墊了很好的基礎(chǔ)。