2个玉米ZmCRY1a基因的克隆及其响应光质处理的表达模式

• 作者: 孙蕾 孟凡华 宋梅芳 杨宗举 杨建平 白建荣 肖阳 苏亮 郭林 闫蕾
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 玉米 隐花色素 光信号转导 基因克隆 表达模式
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种?种质资源?分子遗传学
• 页码范围: 1298-1308
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.01298

摘要

隐花色素(cryptochrome, CRY)是植物蓝光的主要受体,参与其调节生长发育及生物钟过程。为研究隐花色素在玉米光形态建成及生物钟调控方面的作用,本研究利用同源克隆的方法得到玉米自交系B73的2个ZmCRY1a基因的cDNA序列,分别命名为ZmCRY1a1和ZmCRY1a2。这2个基因的编码区(coding DNA sequence, CDS)序列长度都为2124个核苷酸,编码707个氨基酸。生物信息学分析表明ZmCRY1a1和ZmCRY1a2推测的氨基酸序列均包含DNA photolyase、FAD binding和Crytochrome C结构域；与拟南芥及其他常见作物的CRY比对并构建系统发育树显示,这2个基因与水稻OsCRY1a氨基酸序列一致性最高,而与拟南芥和大豆等双子叶植物的CRY1氨基酸序列一致性相对较低。利用实时荧光定量PCR分析了ZmCRY1a1和ZmCRY1a2在不同器官及响应光质、光质转换及长日照与短日照处理的表达模式。在检测的器官中, ZmCRY1a1的表达丰度均高于ZmCRY1a2；这2个基因在成株期叶片中表达丰度最高,分别是根中ZmCRY1a1的52.1倍和6.2倍。相对于黑暗下,二者在各种持续光质中的表达丰度均较高,尤其在蓝光和远红光条件下。尽管是作为编码蓝光受体的基因,2个ZmCRY1a的表达却能强烈地响应远红光和红光转换处理。同样二者也能响应不同光周期处理,长日照条件下, ZmCRY1a1的转录在一个光周期内共出现5个峰值,而ZmCRY1a2的转录只有4个峰值；短日照条件下,2个ZmCRY1a的表达出现了极其相似的模式,均在进入黑暗后10 h和14 h时出现2个最高峰。由此推测2个ZmCRY1a可能在玉米光形态建成与开花调节中发挥重要作用。