甘菊ClCOL16基因的克隆与功能初步研究

Q785%Q786%Q789; CO基因通过光周期途径整合昼夜规律、光信号以及分生组织相关基因来调节开花时间,在植物成花过程中起着至关重要的作用.该研究利用RT-PCR法从甘菊(Chirysanthiemnum lavandulifolium)中克隆得到一个CO家族基因,命名为ClCOL16(GenBank登录号:AOA52174);采用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,抗性筛选并经过PCR鉴定得到T3代转基因植株;随机抽取6个转基因拟南芥株系与野生型(WT)共同于长日照环境(16 h/8 h光暗交替)培养,观察其表型,并于定植后37 d检测WT和转基因拟南芥植株叶片的ClCOL16表达,以明确甘菊ClCOL16基因在植物光周期调控开花中的作用,为进一步解析菊花花期调控机理奠定基础.结果显示:(1)甘菊ClCOL16基因含有一个1 278 bp的编码框,编码425个氨基酸;ClCOL16编码蛋白含有一个B-box和一个CCT保守结构域,为典型的CO家族第Ⅲ组成员.(2)NCBI同源比对分析显示,C1COL16蛋白与除虫菊COL16蛋白(GenBank登录号:GEZ38716.1)的一致性最高,达到94.38％.(3)荧光定量分析显示,ClCOL16基因为组成型表达,在叶片中的表达量最高,其表达受生物钟调节,在短日照调控下表现出明显的昼夜节律.(4)异位表达结果显示,与野生型拟南芥相比,转ClCOL16基因拟南芥株系的花期提前了 7 d,莲座叶减少了 3～4片,叶片中ClCOL16基因的表达量均显著提高,表明ClCOL16基因能够促进转基因拟南芥开花.研究推测,甘菊ClCOL16基因可能是甘菊响应光信号、参与菊花光周期开花途径调控的重要基因.