甘藍型油菜光敏色素互作因子4 (BnaPIF4)基因克隆和功能分析

馮 韜 官春云

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甘藍型油菜光敏色素互作因子4 (BnaPIF4)基因克隆和功能分析

馮 韜 官春云*

湖南農業大學農學院 / 國家油料改良中心湖南分中心, 湖南 長沙 410128

光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4, PIF4)是光信號途徑關鍵轉錄因子, PIF4與BZR互作介導光信號與油菜素內酯信號互作, 參與植物光響應。本文在甘藍型油菜湘油15號中克隆到2個基因, 分別定位于A03號染色體和C03號染色體, 命名為和, 全長編碼序列(coding sequence, CDS)、全長mRNA和全長基因分別為1242 bp和1245 bp、1701 bp和1731 bp、2527 bp和2665 bp, 各自編碼413和414個氨基酸。具有7個外顯子和6個內含子,具有8個外顯子和7個內含子, 與測序品種中雙11號相比,基因第1內含子存在單堿基插入突變, 第4和第6內含子存在缺失突變, 且具有更長的3'-UTR, 兩基因其他序列在湘油15號和中雙11號之間無差別。和基因編碼蛋白具有典型的植物bHLH結構域, 亞細胞定位于細胞核, 是典型的植物PIF4蛋白。多序列比對和進化分析表明, BnaPIF4蛋白與白菜、擬南芥、亞麻芥等PIF4蛋白高度同源。PIF4蛋白進化關系與物種進化關系一致, 近緣物種中的PIF4蛋白在進化樹中高度聚類, 大量植物中可見PIF4蛋白重復且低等植物中分化程度明顯低于高等植物中, 表明PIF4蛋白是一個晚期進化事件且可能存在功能冗余。酵母雜交實驗表明BnaPIF4與BnaBZR蛋白存在互作, 但BnaPIF4不能與基因的啟動子互作, 表明與在蛋白水平而非轉錄水平發生互作。湘油15號中和基因表達規律一致,基因主要表達于油菜莖表皮、未成熟角果和葉中, 在花和根中表達較低, 且其表達隨油菜生育進程逐漸降低?！?br>