萝卜ARGOSs基因的克隆及表达分析
2014-11-22张一卉王彬李化银等
张一卉+王彬+李化银+等
摘要：本研究利用RT-PCR方法从萝卜（Raphanus sativus）中分离了ARGOS基因的同源基因RsARGOS1和RsARGOS2，并对其表达模式进行了分析。结果表明，RsARGOS1基因预测编码133个氨基酸，RsARGOS2基因预测编码109个氨基酸。RsARGOS1在所有器官中均表达，其中肉质根中表达量最高，叶中表达量最低；RsARGOS2基因在花蕾中表达量最高，花序轴中的表达量最低。RsARGOSs基因表达受到激素的调节，RsARGOS1基因的表达量在喷施6-BA后明显增高，6小时左右达到顶峰，喷施NAA的影响不大；RsARGOS2基因的表达同时受NAA和6-BA的诱导，NAA的诱导幅度大于6-BA。上述研究结果对理解RsARGOSs基因参与调控萝卜的生长发育过程具有重要参考价值。
萝卜（Raphanus sativus）是起源于我国的一种重要蔬菜[1，2]。由于生长适应性强，产量高，肉质根营养成分含量丰富，在中国、日本、韩国以及东南亚一些国家被广泛种植[3]。萝卜在我国的蔬菜生产和消费中占有举足轻重的地位，因此，发掘萝卜重要功能基因并用于遗传改良就显得十分重要。随着植物分子生物学的发展，人们对控制植物器官大小的分子机理研究取得了较大的进展，一系列影响器官大小的基因已经被分离出来，如ANT[4]、ARGOS[5]等。通过对拟南芥、大白菜、水稻、玉米等ARGOS基因的功能分析发现，ARGOS基因可通过调控细胞数目或者细胞体积来控制植物器官的大小。例如过量表达大白菜ARGOS基因可使转基因拟南芥的叶、花和株高均显著增大或增高，其调控机制在于促进了转基因植株的细胞分裂[6]。过量表达OsARGOS基因可引起拟南芥侧生器官增大，其控制机制是同时促进了细胞分裂和细胞体积增大[7]。
3讨论与结论
本研究从萝卜叶片中分离出两个ARGOS基因，分别命名为RsARGOS1和RsARGOS2。通过对萝卜ARGOS基因的序列保守性和系统进化分析发现，RsARGOSs基因与拟南芥ARGOS之间存在较高的保守性，核苷酸一致性超过65%。在系统进化上，萝卜ARGOSs基因与拟南芥ARGOS基因处于同一个分枝。这种序列上的保守性和进化上较近的亲缘关系提示萝卜ARGOSs与拟南芥ARGOS之间可能具有功能上的相似性。另外，从系统进化树上可以看出，RsARGOS2与BrARGOS基因之间具有更近的亲缘关系，而RsARGOS1与BrARGOS基因之间则相对较远，说明RsARGOS1和RsARGOS2在漫长的进化过程中出现了分化，这种分化可能导致功能上的差异。通过对RsARGOS1和RsARGOS2表达模式分析发现，二者之间存在较大差异，这种差异也支持了上述关于RsARGOS1和RsARGOS2基因在功能上存在差异的观点。
先前的研究表明，ARGOS基因可通过促进细胞的分裂能力达到调控植物器官大小的目的[5]。在本研究中，我们利用荧光定量PCR的方法检测了RsARGOSs基因在萝卜不同组织器官中的表达模式。结果发现RsARGOSs基因在萝卜肉质根中的表达水平都比较高，这说明RsARGOSs基因可能参与了萝卜肉质根的膨大。另外，研究还发现RsARGOS2基因在萝卜花蕾中具有最高的表达水平，可能该基因也参与了花器官的发育。这与之前的研究过量表达大白菜ARGOS基因可明显提高花器官大小的结果相一致[6]。
NAA和6-BA是植物体内两种重要内源激素，在调控植物细胞分裂和生长中具有重要作用，并已被广泛应用于植物细胞培养中的植株再生过程。在先前的研究中发现，ARGOS基因的表达受NAA处理的显著诱导[5～7]。在本研究中，我们发现RsARGOS1只受6-BA的显著诱导，而RsARGOS2既受6-BA的诱导也受NAA的诱导，且NAA的诱导幅度大于6-BA。这说明RsARGOS1和RsARGOS2虽然在调控细胞生长和发育过程中可能具有类似的作用，但却是通过不同的信号途径进行的。
本研究较系统地研究了萝卜ARGOSs基因的组成、序列特征、系统进化，并对其表达模式进行了分析，这对进一步研究RsARGOSs基因在萝卜发育过程中的调控作用具有重要意义，也为进一步利用基因工程手段改良萝卜品质奠定了基础。
参考文献：
[1]李彬，苏小俊，袁希汉. 优白一号春萝卜[J].长江蔬菜，2002 （4）： 13.
[2]苏小俊，袁希汉，李彬. 夏优一号萝卜[J].中国蔬菜，2004 （4）： 57.
[3]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.
[4]Mizukami Y， Fischer L R. Plant organ size control： AINTEGUMENTA regulates growth and cell numbers during organogenesis[J]. Proc. Natl. Acad. Sci. USA， 2000， 97： 942-947.
[5]Hu Y， Xie Q， Chua N H. The Arabidopsis auxin-inducible gene ARGOS controls lateral organ size[J]. Plant Cell， 2003， 15（9）： 1951-1961.
[6]Wang B， Zhou X， Xu F， et al. Ectopic expression of a Chinese cabbage BrARGOS gene in Arabidopsis increases organ size[J]. Transgenic Research， 2010， 19（3）： 461-472.
[7]Wang B， Sang Y， Song J， et al. Expression of a rice OsARGOS gene in Arabidopsis promotes cell division and expansion and increases organ size[J]. Journal of Genetics and Genomics， 2009， 36： 31-40.
摘要：本研究利用RT-PCR方法从萝卜（Raphanus sativus）中分离了ARGOS基因的同源基因RsARGOS1和RsARGOS2，并对其表达模式进行了分析。结果表明，RsARGOS1基因预测编码133个氨基酸，RsARGOS2基因预测编码109个氨基酸。RsARGOS1在所有器官中均表达，其中肉质根中表达量最高，叶中表达量最低；RsARGOS2基因在花蕾中表达量最高，花序轴中的表达量最低。RsARGOSs基因表达受到激素的调节，RsARGOS1基因的表达量在喷施6-BA后明显增高，6小时左右达到顶峰，喷施NAA的影响不大；RsARGOS2基因的表达同时受NAA和6-BA的诱导，NAA的诱导幅度大于6-BA。上述研究结果对理解RsARGOSs基因参与调控萝卜的生长发育过程具有重要参考价值。
萝卜（Raphanus sativus）是起源于我国的一种重要蔬菜[1，2]。由于生长适应性强，产量高，肉质根营养成分含量丰富，在中国、日本、韩国以及东南亚一些国家被广泛种植[3]。萝卜在我国的蔬菜生产和消费中占有举足轻重的地位，因此，发掘萝卜重要功能基因并用于遗传改良就显得十分重要。随着植物分子生物学的发展，人们对控制植物器官大小的分子机理研究取得了较大的进展，一系列影响器官大小的基因已经被分离出来，如ANT[4]、ARGOS[5]等。通过对拟南芥、大白菜、水稻、玉米等ARGOS基因的功能分析发现，ARGOS基因可通过调控细胞数目或者细胞体积来控制植物器官的大小。例如过量表达大白菜ARGOS基因可使转基因拟南芥的叶、花和株高均显著增大或增高，其调控机制在于促进了转基因植株的细胞分裂[6]。过量表达OsARGOS基因可引起拟南芥侧生器官增大，其控制机制是同时促进了细胞分裂和细胞体积增大[7]。
3讨论与结论
本研究从萝卜叶片中分离出两个ARGOS基因，分别命名为RsARGOS1和RsARGOS2。通过对萝卜ARGOS基因的序列保守性和系统进化分析发现，RsARGOSs基因与拟南芥ARGOS之间存在较高的保守性，核苷酸一致性超过65%。在系统进化上，萝卜ARGOSs基因与拟南芥ARGOS基因处于同一个分枝。这种序列上的保守性和进化上较近的亲缘关系提示萝卜ARGOSs与拟南芥ARGOS之间可能具有功能上的相似性。另外，从系统进化树上可以看出，RsARGOS2与BrARGOS基因之间具有更近的亲缘关系，而RsARGOS1与BrARGOS基因之间则相对较远，说明RsARGOS1和RsARGOS2在漫长的进化过程中出现了分化，这种分化可能导致功能上的差异。通过对RsARGOS1和RsARGOS2表达模式分析发现，二者之间存在较大差异，这种差异也支持了上述关于RsARGOS1和RsARGOS2基因在功能上存在差异的观点。
先前的研究表明，ARGOS基因可通过促进细胞的分裂能力达到调控植物器官大小的目的[5]。在本研究中，我们利用荧光定量PCR的方法检测了RsARGOSs基因在萝卜不同组织器官中的表达模式。结果发现RsARGOSs基因在萝卜肉质根中的表达水平都比较高，这说明RsARGOSs基因可能参与了萝卜肉质根的膨大。另外，研究还发现RsARGOS2基因在萝卜花蕾中具有最高的表达水平，可能该基因也参与了花器官的发育。这与之前的研究过量表达大白菜ARGOS基因可明显提高花器官大小的结果相一致[6]。
NAA和6-BA是植物体内两种重要内源激素，在调控植物细胞分裂和生长中具有重要作用，并已被广泛应用于植物细胞培养中的植株再生过程。在先前的研究中发现，ARGOS基因的表达受NAA处理的显著诱导[5～7]。在本研究中，我们发现RsARGOS1只受6-BA的显著诱导，而RsARGOS2既受6-BA的诱导也受NAA的诱导，且NAA的诱导幅度大于6-BA。这说明RsARGOS1和RsARGOS2虽然在调控细胞生长和发育过程中可能具有类似的作用，但却是通过不同的信号途径进行的。
本研究较系统地研究了萝卜ARGOSs基因的组成、序列特征、系统进化，并对其表达模式进行了分析，这对进一步研究RsARGOSs基因在萝卜发育过程中的调控作用具有重要意义，也为进一步利用基因工程手段改良萝卜品质奠定了基础。
参考文献：
[1]李彬，苏小俊，袁希汉. 优白一号春萝卜[J].长江蔬菜，2002 （4）： 13.
[2]苏小俊，袁希汉，李彬. 夏优一号萝卜[J].中国蔬菜，2004 （4）： 57.
[3]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.
[4]Mizukami Y， Fischer L R. Plant organ size control： AINTEGUMENTA regulates growth and cell numbers during organogenesis[J]. Proc. Natl. Acad. Sci. USA， 2000， 97： 942-947.
[5]Hu Y， Xie Q， Chua N H. The Arabidopsis auxin-inducible gene ARGOS controls lateral organ size[J]. Plant Cell， 2003， 15（9）： 1951-1961.
[6]Wang B， Zhou X， Xu F， et al. Ectopic expression of a Chinese cabbage BrARGOS gene in Arabidopsis increases organ size[J]. Transgenic Research， 2010， 19（3）： 461-472.
[7]Wang B， Sang Y， Song J， et al. Expression of a rice OsARGOS gene in Arabidopsis promotes cell division and expansion and increases organ size[J]. Journal of Genetics and Genomics， 2009， 36： 31-40.
摘要：本研究利用RT-PCR方法从萝卜（Raphanus sativus）中分离了ARGOS基因的同源基因RsARGOS1和RsARGOS2，并对其表达模式进行了分析。结果表明，RsARGOS1基因预测编码133个氨基酸，RsARGOS2基因预测编码109个氨基酸。RsARGOS1在所有器官中均表达，其中肉质根中表达量最高，叶中表达量最低；RsARGOS2基因在花蕾中表达量最高，花序轴中的表达量最低。RsARGOSs基因表达受到激素的调节，RsARGOS1基因的表达量在喷施6-BA后明显增高，6小时左右达到顶峰，喷施NAA的影响不大；RsARGOS2基因的表达同时受NAA和6-BA的诱导，NAA的诱导幅度大于6-BA。上述研究结果对理解RsARGOSs基因参与调控萝卜的生长发育过程具有重要参考价值。
萝卜（Raphanus sativus）是起源于我国的一种重要蔬菜[1，2]。由于生长适应性强，产量高，肉质根营养成分含量丰富，在中国、日本、韩国以及东南亚一些国家被广泛种植[3]。萝卜在我国的蔬菜生产和消费中占有举足轻重的地位，因此，发掘萝卜重要功能基因并用于遗传改良就显得十分重要。随着植物分子生物学的发展，人们对控制植物器官大小的分子机理研究取得了较大的进展，一系列影响器官大小的基因已经被分离出来，如ANT[4]、ARGOS[5]等。通过对拟南芥、大白菜、水稻、玉米等ARGOS基因的功能分析发现，ARGOS基因可通过调控细胞数目或者细胞体积来控制植物器官的大小。例如过量表达大白菜ARGOS基因可使转基因拟南芥的叶、花和株高均显著增大或增高，其调控机制在于促进了转基因植株的细胞分裂[6]。过量表达OsARGOS基因可引起拟南芥侧生器官增大，其控制机制是同时促进了细胞分裂和细胞体积增大[7]。
3讨论与结论
本研究从萝卜叶片中分离出两个ARGOS基因，分别命名为RsARGOS1和RsARGOS2。通过对萝卜ARGOS基因的序列保守性和系统进化分析发现，RsARGOSs基因与拟南芥ARGOS之间存在较高的保守性，核苷酸一致性超过65%。在系统进化上，萝卜ARGOSs基因与拟南芥ARGOS基因处于同一个分枝。这种序列上的保守性和进化上较近的亲缘关系提示萝卜ARGOSs与拟南芥ARGOS之间可能具有功能上的相似性。另外，从系统进化树上可以看出，RsARGOS2与BrARGOS基因之间具有更近的亲缘关系，而RsARGOS1与BrARGOS基因之间则相对较远，说明RsARGOS1和RsARGOS2在漫长的进化过程中出现了分化，这种分化可能导致功能上的差异。通过对RsARGOS1和RsARGOS2表达模式分析发现，二者之间存在较大差异，这种差异也支持了上述关于RsARGOS1和RsARGOS2基因在功能上存在差异的观点。
先前的研究表明，ARGOS基因可通过促进细胞的分裂能力达到调控植物器官大小的目的[5]。在本研究中，我们利用荧光定量PCR的方法检测了RsARGOSs基因在萝卜不同组织器官中的表达模式。结果发现RsARGOSs基因在萝卜肉质根中的表达水平都比较高，这说明RsARGOSs基因可能参与了萝卜肉质根的膨大。另外，研究还发现RsARGOS2基因在萝卜花蕾中具有最高的表达水平，可能该基因也参与了花器官的发育。这与之前的研究过量表达大白菜ARGOS基因可明显提高花器官大小的结果相一致[6]。
NAA和6-BA是植物体内两种重要内源激素，在调控植物细胞分裂和生长中具有重要作用，并已被广泛应用于植物细胞培养中的植株再生过程。在先前的研究中发现，ARGOS基因的表达受NAA处理的显著诱导[5～7]。在本研究中，我们发现RsARGOS1只受6-BA的显著诱导，而RsARGOS2既受6-BA的诱导也受NAA的诱导，且NAA的诱导幅度大于6-BA。这说明RsARGOS1和RsARGOS2虽然在调控细胞生长和发育过程中可能具有类似的作用，但却是通过不同的信号途径进行的。
本研究较系统地研究了萝卜ARGOSs基因的组成、序列特征、系统进化，并对其表达模式进行了分析，这对进一步研究RsARGOSs基因在萝卜发育过程中的调控作用具有重要意义，也为进一步利用基因工程手段改良萝卜品质奠定了基础。
参考文献：
[1]李彬，苏小俊，袁希汉. 优白一号春萝卜[J].长江蔬菜，2002 （4）： 13.
[2]苏小俊，袁希汉，李彬. 夏优一号萝卜[J].中国蔬菜，2004 （4）： 57.
[3]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.
[4]Mizukami Y， Fischer L R. Plant organ size control： AINTEGUMENTA regulates growth and cell numbers during organogenesis[J]. Proc. Natl. Acad. Sci. USA， 2000， 97： 942-947.
[5]Hu Y， Xie Q， Chua N H. The Arabidopsis auxin-inducible gene ARGOS controls lateral organ size[J]. Plant Cell， 2003， 15（9）： 1951-1961.
[6]Wang B， Zhou X， Xu F， et al. Ectopic expression of a Chinese cabbage BrARGOS gene in Arabidopsis increases organ size[J]. Transgenic Research， 2010， 19（3）： 461-472.
[7]Wang B， Sang Y， Song J， et al. Expression of a rice OsARGOS gene in Arabidopsis promotes cell division and expansion and increases organ size[J]. Journal of Genetics and Genomics， 2009， 36： 31-40.
