一个ZM401基因家族新成员(ZM908)的克隆及其功能研究

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本研究从以ZM401cDNA片段为探针,在玉米基因组文库中筛选出的阳性噬菌体克隆入手,采用亚克隆的方法,从其中一个908阳性噬菌体中获得了1822bp的序列。基因分析显示这段序列含1215bp,命名为ZM908;采用生物学软件对ZM908序列和结构进行分析,表明该基因缺乏明显的开放阅读框架,序列中最长可能的开放阅读框架仅编码98个氨基酸,具有poly(A)尾部结构,RNA分子具有稳定的二级结构,符合非编码RNA基因的特点,可能属于类似于mRNA的非编码基因;ZM908与ZM401有高度保守的区段(ZM908序列中有三段和ZM401是高度保守的,分别为371-598bp,698-847bp和929-1047bp),相似性最高达到86%。玉米花粉的RT-PCR结果证明ZM908在玉米中是可转录的,玉米基因组Southern杂交结果表明,ZM908以单拷贝存在于玉米基因组中。   为研究ZM908基因的功能,构建了35S启动子控制下的ZM908基因正向及反向的植物表达载体,经农杆菌介导,转化烟草和拟南芥。经PCR检测,得到T0代正向和反向转基因烟草为30株和4株;T2代正向和反向转基因拟南芥植株为14株和6株。对转正向ZM908基因烟草观察发现:花序生长缓慢,在生长过程中有脱落的现象发生;花粉呈黄褐色,大小不一致,并且萌发率很低,而ZM908基因以反向方式整合的转基因烟草表现一切正常。对转基因拟南芥表型观察显示,转正向ZM908基因的拟南芥与非转基因的没有差别,花粉的扫描电镜观察显示转基因花粉除略有些凹陷外没有明显变化,但是花粉萌发率很低,只有正常花粉萌发率的四分之一,而转反向ZM908基因拟南芥表现一切正常。这些结果说明ZM908在花粉发育过程中起重要作用。
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