梨PbDof9.2调控开花的功能研究

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Dof(DNA Binding with one finger)属于单锌指蛋白家族,通常以转录因子的形式在植物生命活动中发挥作用,且具有两个功能结构域分别是位于N-末端的DNA结合域,和位于C-末端的转录调控域,它通常是由200~400个氨基酸构成的。在DNA结合域中有一个Dof结构域,它包含四个保守的Cys残基和一个Zn离子。近年来发现植物Dof转录因子在植物生长发育的很多环节都起重要作用,例如Dof家族基因能够介导植物的光周期、碳氮代谢、种子的萌发与发育、维管束发育等。自从Dof转录因子在玉米中发现后,在多个物种中相继鉴定到Dof基因,例如拟南芥、水稻、白菜、高粱等,但是对于蔷薇科植物Dof转录因子的研究仍然较少。梨是我国种植分布较广、年产量位居果树总产量前几位的水果,但是与其他木本植物一样,梨树栽培也面临童期长,成花较难等问题。成花是果实形成的基础,所以了解梨成花分子调控机制对于花期调控和提高果品质量具有重要意义。本研究在梨中鉴定到45个PbDofs,通过进化分析把这45个基因分为八个亚家族。通过MEME分析发现motif 1出现在所有PbDofs家族成员中,这表明该结构域在功能上发挥关键作用。基因结构分析发现PbDofs的基因结构与拟南芥、水稻和高粱等物种的基因结构相似这说明Dof基因在不同物种进化中是保守的。梨Dof家族中D1亚家族与拟南芥CDF亚家族具有较高的同源性,而拟南芥CDF亚家族基因中已有多个基因被报道与开花调控网络中的光周期途径有关。通过光周期和生物钟表达模式分析,选择了PbDof9.2为本研究的主要基因。经过融合GFP的报告基因显示PbDof9.2-GFP在细胞核有定位,表明其可能参与转录调控。表达模式分析表明发现PbDof9.2同开花影响因子CO、FT 一样都是受光周期与生物钟调控的。转基因植物中过表达PbDof9.2会出现开花延迟现象。PbDof9.2可以提高PbTFL1a和PbTFL1b启动子的活性,进而延迟开花时间。Dof转录因子可以与其他蛋白发生互作,共同参与转录调控。PbDof9.2在梨开花途径中可能存在未知的蛋白互作关系,将PbDof9.2做为诱饵基因筛选酵母双杂交文库,通过酵母双杂和BiFC验证,已发现有三个蛋白与PbDof9.2存在互作关系,但是它们在梨开花光周期途径中所起的作用还需要进一步研究。
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