陆地棉胆色素原脱氨酶基因的克隆及表达分析

• 作者: 傅明川 刘任重 李浩 柳展基 王立国 陈义珍
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 棉花 胆色素原脱氨酶(PBGD) 基因克隆 表达分析
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1221-1229
• 页数: 9页
• 分类号: S562
• 字数: 5849字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.07.008

摘要

叶色突变体是研究高等植物叶绿素代谢、叶绿体发育、光合作用和激素生理等一系列生理代谢过程的理想材料,也是遗传和育种研究中的重要材料.胆色素原脱氨酶(porphobilinogen deaminase,PBGD)是植物叶绿素生物合成的关键酶.本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum)'鲁棉418'的花斑叶突变体为材料,克隆了4个GhPBGDs,分别命名为GhPBGD1A(GenBank No.MN849924)、GhPBGD1D(GenBank No.MN849925)、GhPBGD2A(GenBank No.MN849926)和GhPBGD2D(GenBank No.MN849927).测序结果表明,正常叶片与花斑叶片中的4个基因序列相同;4个基因均含有5个外显子和4个内含子,预测结果均定位于叶绿体;进化分析表明,GhPBGD蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和油菜(Brassica napus)的PBGD同源蛋白亲缘关系较近.另外,4个基因启动子顺式作用元件中含有光响应元件、厌氧环境及多种激素相关的应答元件.qRT-PCR结果表明,4个GhPBGD基因在正常棉株的叶、花、铃和苞叶中均有表达,其中在叶片中的表达量最高;与正常叶相比,花斑叶中GhPBGD基因的表达量都显著降低.以上结果表明,GhPBGD基因家族可能参与调控叶色突变.本研究可为深入探讨叶色缺失突变体的分子机理提供参考依据.