甘蓝型油菜光敏色素互作因子4(BnaPIF4)基因克隆和功能分析

冯韬; 官春云

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光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4,PIF4)是光信号途径关键转录因子,PIF4与BZR互作介导光信号与油菜素内酯信号互作,参与植物光响应.本文在甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因,分别定位于A03号染色体和C03号染色体,命名为BnaPIF4_ A03和BnaPIF4_C03,全长编码序列(coding sequence,CDS)、全长mRNA和全长基因分别为1242 bp和1245 bp、1701 bp和1731 bp、2527 bp和2665 bp,各自编码413和414个氨基酸.BnaPIF4 A03具有7个外显子和6个内含子,BnaPIF4_C03具有8个外显子和7个内含子,与测序品种中双11号相比,BnaPIF4_A03基因第1内含子存在单碱基插入突变,第4和第6内含子存在缺失突变,且具有更长的3'-UTR,两基因其他序列在湘油15号和中双11号之间无差别.BnaPIF4 A03和BnaPIF4_C03基因编码蛋白具有典型的植物bHLH结构域,亚细胞定位于细胞核,是典型的植物PIF4蛋白.多序列比对和进化分析表明,BnaPIF4蛋白与白菜、拟南芥、亚麻芥等PIF4蛋白高度同源.PIF4蛋白进化关系与物种进化关系一致,近缘物种中的PIF4蛋白在进化树中高度聚类,大量植物中可见PIF4蛋白重复且低等植物中分化程度明显低于高等植物中,表明PIF4蛋白是一个晚期进化事件且可能存在功能冗余.酵母杂交实验表明BnaPIF4与BnaBZR蛋白存在互作,但BnaPIF4不能与BnaBZR基因的启动子互作,表明BnaPIF4与BnaBZR在蛋白水平而非转录水平发生互作.湘油15号中BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因表达规律一致,BnaPIF4基因主要表达于油菜茎表皮、未成熟角果和叶中,在花和根中表达较低,且其表达随油菜生育进程逐渐降低.

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来源
《作物学报》 |2019年第2期|204-213|共10页
作者
冯韬; 官春云;
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作者单位

湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心;

湖南长沙410128;

湖南农业大学农学院/国家油料改良中心湖南分中心;

湖南长沙410128;

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正文语种 chi
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关键词
甘蓝型油菜; 光敏色素互作因子4; 基因克隆; 基因互作; 基因表达; 生物信息学分析;

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