薄壳山核桃赤霉素氧化酶基因CiGA2ox1克隆与功能分析 - 魏晶晶; 胡恒康; 张佳琦; 严泽埔; 王正加; 李岩; 王克涛; 张瑞; 梁婧; 黄坚钦; 黄有军; 娄和强; et al. (果树学报, 2022)
S664.1; [目的]从薄壳山核桃(Carya illinoinensis)中分离克隆赤霉素氧化酶CiGA2ox1基因,通过遗传转化及功能验证研究该基因对薄壳山核桃生长发育的影响,为薄壳山核桃新品种选育提供理论参考.[方法]采用PCR扩增技术从薄壳山核桃体胚中克隆出CiGA2ox1基因全长序列,分析其序列和表达特性.通过亚细胞定位观察其在烟草中发挥功能的场所.构建35S::CiGA2ox1::GFP过表达载体,利用农杆菌介导法将35S::CiGA2ox1::GFP过表达载体转化到薄壳山核桃体胚中,获得CiGA2ox1过表达株系.通过qRT-PCR方法分析转基因薄壳山核桃中相关基因的表达水平,采用丙酮乙醇提取方法测定再生植株中叶绿素含量.[结果]薄壳山核桃CiGA2ox1基因全长1053 bp,编码350个氨基酸.CiGA2ox1蛋白含有1个2OG-Fe Ⅱ-Oxy保守结构域和3个Fe2+结合位点.序列系统进化分类结果表明,CiGA2ox1基因与核桃JrGA2ox1基因亲缘关系最近.烟草叶片亚细胞定位显示,CiGA2ox1蛋白定位于细胞核和细胞膜中.对薄壳山核桃进行遗传转化后经荧光检测及PCR验证表明,35S::CiGA2ox1::GFP过表达载体成功转入薄壳山核桃体胚以及再生植株中.与野生型相比,过表达株系CiGA2ox1 mRNA相对表达量极显著增加,节间极显著缩短,呈半矮化表型,叶片长宽比降低,叶色深绿,叶绿素含量极显著提高.[结论]薄壳山核桃CiGA2ox1基因对植株高度具有负调节作用,对叶绿素含量具有正调节作用.研究结果为开发新的半矮化薄壳山核桃突变体提供有价值的参考数据.