性别决定基因TASSELSEED2在水稻中的功能歧化性浅析

• 作者: 候志鹏 张丽 徐正进 李浩戈 郭盈盈 钟鸣 陈丽静 马慧
• 来源期刊: 华北农学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 水稻 玉米 TS2 茉莉酸甲酯
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 7-12
• 页数: 6页
• 分类号: Q786
• 字数: 4891字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7668/hbnxb.2017.03.002

摘要

花器官的发育不仅影响农作物的生产,通过性别决定产生单性花的机制亦是重要的基础理论问题.TASSELSEED2基因是与JA合成有关的调控玉米单性雄花产生的性别决定基因,对一些植物中TS2同源基因的表达分析表明TS2蛋白可能在进化过程中产生了功能歧化.为探究TS2蛋白在进化过程中其功能是否发生了歧化,首先通过生物信息学手段对水稻和玉米的TS2基因进行了比较分析,分子进化分析表明,TS2基因在一些植物中可能并不仅仅局限于抑制雌蕊发育的性别决定功能.因此,猜测两性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能.利用蛋白质三维结构预测软件,发现水稻TS2基因编码典型的SDR蛋白,含有保守的GASGIG和YTASK基序,其作用底物可能与玉米TS2蛋白类似.启动子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素应答元件存在差别.随后,利用RNA-seq数据进行了OsTS2与玉米TS2的组织器官表达分析,并利用实时荧光定量技术考察外源MeJA喷施处理对OsTS2与玉米TS2基因表达的影响.结果表明,OsTS2主要在花序中表达,经外源MeJA处理后其表达量明显升高;而玉米TS2在雄穗分化关键期的叶片中表达量最高,其表达量基本不受外源MeJA影响.OsTS2与玉米TS2表达方面的差异提示水稻TS2可能具有与玉米TS2不同的功能,为深入了解TS2在两性花植物中的功能提供了线索.