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      赤霉素降解酶基因JcGA2ox6調(diào)控小桐子的生長發(fā)育

      發(fā)布時間:2017-12-13
      來源:科技外事處

        赤霉素(gibberellins, GAs)是一類在植物生長發(fā)育過程中起重要調(diào)控作用的植物激素。GA2ox (Gibberellin 2-oxidase) 基因家族編碼的赤霉素降解酶通過直接的催化作用將具生物活性的赤霉素轉(zhuǎn)化為非生物活性的赤霉素,從而降低植物體內(nèi)具生物活性的赤霉素含量。小桐子(Jatrophacurcas)是大戟科多年生木本油料植物,其種子含油率高達40%,是加工生產(chǎn)生物燃油的優(yōu)質(zhì)原料。然而,小桐子營養(yǎng)生長過于旺盛,且開花習(xí)性不穩(wěn)定,導(dǎo)致種子產(chǎn)量低。通過降低小桐子內(nèi)源具有生物活性的赤霉素含量,從而調(diào)控小桐子的生長發(fā)育過程,可為小桐子的轉(zhuǎn)基因育種奠定基礎(chǔ)。 

        版納植物園熱帶植物資源可持續(xù)利用重點實驗室能源植物分子育種研究組的博士生胡穎雄在徐增富研究員和陶彥彬助理研究員的指導(dǎo)下,從小桐子中克隆了JcGA2ox6基因并進行了基因功能鑒定。通過qPCR分析表明,JcGA2ox6在小桐子的各個組織部位均有表達,其中在根、莖、花以及授粉后30天的果皮中表達量最高,而在葉、莖尖、花序、授粉后10天的幼果以及授粉后30天的種子中表達量較低。過量表達JcGA2ox6導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因小桐子和擬南芥均出現(xiàn)矮化表型,并且葉片變小、顏色變深,花、果和種子也變小。但是,轉(zhuǎn)基因擬南芥的開花推遲,而轉(zhuǎn)基因小桐子的開花時間無顯著性變化。通過檢測轉(zhuǎn)基因小桐子植株的內(nèi)源GAs含量發(fā)現(xiàn)具有生物活性的GA4含量下降。GA4含量的下降對赤霉素合成酶基因GA20ox1GA20ox3GA3ox1-3產(chǎn)生了負(fù)反饋調(diào)節(jié),這些基因的表達量明顯升高。這些結(jié)果表明過量表達JcGA2ox6基因能夠降低小桐子內(nèi)源具有生物活性的赤霉素GA4含量,從而導(dǎo)致了轉(zhuǎn)基因小桐子植株矮化的表型。在后續(xù)研究中,我們將嘗試通過密植矮化的JcGA2ox6轉(zhuǎn)基因植株,期望提高小桐子的單位面積種子產(chǎn)量。 

            上述相關(guān)研究結(jié)果以Overexpression ofJatropha Gibberellin 2-oxidase 6(JcGA2ox6) Induces Dwarfism and Smaller Leaves, Flowers and Fruits inArabidopsisandJatropha為題,發(fā)表在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊Frontiers in Plant Science上。 

      A是野生型小桐子;BC分別是JcGA2ox6轉(zhuǎn)基因小桐子株系L43L27

      本文作者:胡穎雄,徐增富

      責(zé)任編輯:張維靜_151c53
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