BnaBZR1和BnaPIF4基因调控甘蓝型油菜弱光光效的机制

摘要：

甘蓝型油菜品系XY881和XY883是湘油15辐照诱变后连续自交筛选的2个种子含油量、光合效率和弱光敏感性等有明显差别的子代品系.分别从XY881和XY883中克隆了芸薹素唑抗性因子1(brassinazole-resistant 1,BnaBZR1)和光敏色素互作因子4(phytochrome interacting factor 4,BnaPIF4)基因并进行了序列结构、表达和功能分析.结果表明,XY883的BnaBZR1和BnaPIF4基因存在结构变异,引起表达和调控模式的差异.XY883中BnaBZR1的启动子具有124 bp的富含A/T的插入序列,且XY883具有比XY881高的BnaBZR1表达,并且在弱光和2,4-表油菜素内酯(2,4-BL)诱导下具有较少的表达变化.XY883中BnaPIF4的5'-UTR区域存在可变剪接,形成长度分别为424 bp(U01)、239 bp(U02)和332 bp(U03)的3种5'-UTR,在弱光和2,4-BL诱导下,XY883中3种可变剪接的BnaPIF4转录产物的变化不一致.将BnaPIF4的3个5'-UTR与CDS分别组合转化拟南芥后其表达在转录水平无明显差异,但蛋白翻译存在明显差异,表明BnaPIF4的5'-UTR变异影响其翻译过程.转BnaPIF4基因拟南芥出现株高增加、叶片狭长且光合作用下降的表型,共转化BnaBZR1能减弱BnaPIF4造成的光合作用下降;转BnaPIF4和BnaBZR1基因对油菜的影响与拟南芥相似,但表型不如拟南芥明显,表明BnaPIF4是油菜光合作用的负调控因子,而BnaBZR1可对BnaPIF4的光合负调控产生拮抗;这与XY881和XY883中两基因表达调控模式及其光合表型相吻合.

关键词：甘蓝型油菜、BnaPIF4、BnaBZR1、可变剪接、插入突变

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资助基金：本研究由国家重点基础研究发展计划973计划项目2015CB150206

在线出版日期：2020-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1146-1156