《ECE支TCP基因重複和功能分化對矮牽牛分枝和花型的影響》是依託西南大學，由郭余龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ECE支TCP基因重複和功能分化對矮牽牛分枝和花型的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭余龍
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
創造新奇的形態特徵是觀賞植物研究的重要目標，而植物進化形成新形態特徵的過程中轉錄因子基因重複和功能分化扮演重要角色，因此，研究轉錄因子基因重複和功能分化與觀賞性狀發育的關係將有助於園藝產業的發展。TCP家族是植物特有的調控細胞增殖和生長的轉錄因子，其ECE支與株型和兩側對稱花型發育相關。矮牽牛是具輕微兩側對稱花、株型變異豐富、易於遺傳操作的觀賞植物，其分枝和花型與已研究過ECE支TCP基因功能的植物存在差異。項目在前期克隆ECE支TCP基因和進行初步的表達模式分析基礎上，利用多種反向遺傳學研究方法，分析ECE支TCP基因在矮牽牛株型和花型發育中的作用是否有其特殊之處；同時，將在花發育後期背腹不對稱表達的外源ECE支基因導入矮牽牛，實現ECE支基因的進一步重複和功能分化，研究能否用基因工程手段模擬植物的花由輻射對稱向兩側對稱進化的過程，探索轉錄因子基因重複和啟動子操作在創造新奇花卉中的套用。
結題摘要
TCP 基因是植物特有的一類轉錄調控因子，在調控植物細胞的生長與分化，分枝伸長和花的發育等方面發揮作用，但其功能在不同物種間存在差異。目前尚無關於矮牽牛（Petunia hybrida）TCP基因的研究報導。利用簡併PCR 法結合RACE 技術從矮牽牛中克隆了6個 TCP基因家族成員，命名為PhTCP1，PhTCP2, PhTCP3, PhTCP4, PhTCP5和PhTCP6, 其基因組序列序列登錄號為：JF274249、JF274250、JF274251、JQ400103，KC297683和KJ175239。PhTCP2, PhTCP3和PhTCP4分別具有1 -2個內含子，其cDNA序列登錄號為：JQ400105，JQ400106和JQ400107。進化樹分析發現，PhTCP1- 4屬於ECE支，PhTCP5和6屬於CIN支。螢光定量PCR 分析表明，PhTCP1 - 4 均在成株期矮牽牛（自交系GL8）腋芽中優勢表達；在自交系W115中，四個基因在6葉期幼苗腋芽中的表達量都比較高，但PhTCP1和2分別在幼葉和20葉期莖中的表達更為明顯。PhTCP5在葉、花和腋芽中表達量高，根和莖中的表達較弱。PhTCP1-4在不同節位腋芽中的表達趨勢存在差異。PhTCP2在6葉期的莖中表達較低，在20葉期的莖中表達量最高，而開花期的莖中表達量又顯著降低。打頂處理抑制PhTCP2, 3和4的表達；當種植密度從每穴1株增加到每穴9株時，這3個基因的表達量均有增強，以PhTCP3和4的增加更為明顯，提示矮牽牛ECE 支TCP 基因可能與腋芽的生長發育相關。mRNA原位雜交分析顯示，PhTCP2和PhTCP3在幼葉和莖尖分生組織中表達量較高，PhTCP3還在維管束的韌皮部中明顯積累。酵母雙雜交分析顯示，PhTCP2, 3 和4之間存在相互作用，可能在植物體內形成同源異源多聚體。構建了PhTCP1和2的超量表達和CREST沉默載體，導入W115中獲得了轉基因植株。對相關基因PMADS20進行了功能分析。
