拟南芥线的基因克隆与初步功能分析

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2019年10月24日

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  叶绿体是高等植物进行光合作用的场所,组成高等植物叶绿体的蛋白质中,仅有100多种是由叶绿体基因组编码,绝大多数为细胞核基因编码,在细胞质中翻译后转运到叶绿体。因此,叶绿体的发育依赖于细胞核基因和叶绿体基因的协同表达。然而由于叶绿体信号转导网络异常庞杂,我们对其分子机制依然知之甚少,其中仍然有诸多问题值得我们关注。因此,研究叶绿体的发育和调节机制势在必行。 在本研究中,我们以拟南芥野生型Col-0为研究材料资源,用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethylmethyl sulfonate,EMS)处理野生型Col-0种子,构建拟南芥突变体库。通过叶绿素荧光成像技术筛选并分离得到一株叶绿素荧光强度较低的突变体cfl1(chlorophyllfluorescence lower1)。进一步观察发现,突变体cfl1的真叶有白色坏死斑点,叶片发育畸形,叶边缘缺刻严重,叶片发育不对称,生长缓慢,植株矮小,结实率低等表型。生理指标测量结果显示,白斑叶片叶绿素含量比野生型显著降低,电导率显著升高。叶片切片结果表明,突变体cfl1的叶片中的叶绿体发育不完整,表现为基粒基质类囊体等结构缺失。遗传分析表明该表型是单基因隐性突变导致的。我们构建cfl1和Landsberg杂交的F2代群体图位克隆分析样本库,并利用图位克隆技术将该突变基因最终定位在MWD9BAC (Bacteria Artificial Chromosome)上,通过测序分析和结果比对,找到突变基因CFL1,该基因的第1145处一个碱基由G突变成A,对应编码的氨基酸由甘氨酸变成了丝氨酸。CFL1的表达结构由3个外显子和两个内含子构成,编码一个功能未知蛋白,为了进一步研究CFL1在拟南芥发育中的功能,构建了回补、超表达和瞬时转化等载体。通过检验幼苗不同发育阶段叶绿体合成相关基因的表达情况,发现这些基因表达量都出现了不同程度的下调。 综上研究数据表明,CFL1是影响拟南芥发育的一个重要成员,该突变体的获得为我们进一步理解该基因功能和叶绿体的发育机制提供了理想的材料。

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