葡萄全基因组DELLA蛋白基因家族鉴定及其应答外源赤霉素调控葡萄果实发育的特征

• 作者: 冷翔鹏 张文颖 房经贵 朱旭东 王文然 王晨 郑婷 马超
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 葡萄 DELLA 亚细胞定位 表达 互作 赤霉素
• 年，卷（期）: 2018,（16）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 3130-3146
• 页数: 17页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.009

摘要

[目的]明确DELLA蛋白基因在葡萄基因组数据库中的数量、结构和组织表达差异,探究DELLA蛋白在葡萄赤霉素(GA)信号传导及葡萄无核果实发育机理中的作用机制.[方法]基于拟南芥、水稻等植物中的DELLA蛋白基因,利用HMMER程序和NCBI的CDD程序鉴定葡萄基因组中的DELLA蛋白基因;以‘白罗莎里奥’葡萄品种为试材,采用PCR技术克隆3个DELLA蛋白基因的cDNA全长序列;通过启动子作用元件分析预测其潜在功能;利用生物信息学软件对其染色体定位、基因结构、系统进化、理化特性、亚细胞定位及蛋白互作等进行分析;利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术分析DELLA蛋白的亚细胞定位情况;采用qRT-PCR方法检测葡萄DELLA蛋白基因应答GA在果皮、果肉、种子(或种子区)的时空表达特征.[结果]鉴定得到3个葡萄DELLA蛋白基因,克隆并验证其精确序列,分别命名为VvGAI1(VIT_201s0011g05260)、VvRGA(VIT_214s0006g00640)及VvSLR1(VIT_211s0016g04630),其染色体定位、开放阅读框(ORF)大小、编码氨基酸数量分别为:Chr1、1 773 bp、590个;Chr14、1 710 b p、569个;Chr11、1 599 bp、5 32个.基因结构分析表明其DNA序列均无内含子,只有1个外显子,基因结构高度保守.进化分析显示VvGAI1与VvRGA亲缘关系较近,被聚类为一组,而VvSLR1为另一组.3个基因的启动子均含有响应赤霉素和胚乳发育相关的作用元件,表明它们可能参与响应GA信号传导和胚乳发育过程.亚细胞定位结果显示3个DELLA蛋白均定位于细胞核.qRT-PCR结果显示除果皮中VvSLR1在近成熟期具有表达高峰外,其余均在幼果期高表达,且外源GA处理均不同程度降低了3个DELLA蛋白基因在葡萄果皮、果肉和种子区的表达,尤以种子区下调水平最为显著.蛋白互作分析表明3个DELLA蛋白均为葡萄GA信号传导的核心作用元件,均可能与GIDI1和SLY1互作参与葡萄GA信号传导.[结论]葡萄基因组中含有3个DELLA蛋白基因家族成员;不同物种间DELLA蛋白结构高度保守;GA可能通过负调控这3个成员参与葡萄果皮、果肉和种子区的发育,且3个成员均可能通过应答GA信号调控葡萄无核果实的发育.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	房经贵	南京农业大学园艺学院	194	3087	29.0	47.0
2	朱旭东	南京农业大学园艺学院	35	396	10.0	19.0
3	马超	上海交通大学农业与生物学院	43	132	6.0	10.0
4	王晨	南京农业大学园艺学院	69	628	15.0	22.0
5	张文颖	南京农业大学园艺学院	10	23	4.0	4.0
6	冷翔鹏	青岛农业大学园艺学院	6	21	3.0	4.0
7	郑婷	南京农业大学园艺学院	7	12	2.0	3.0
8	王文然	南京农业大学园艺学院	7	18	3.0	4.0