郝 岭 张钰石 段留生 张明才李召虎

植物生长调节剂教育部工程研究中心 / 中国农业大学农学与生物技术学院农学系, 北京 100193

玉米ZmBRI1基因的克隆、表达及功能分析

郝 岭 张钰石 段留生 张明才*李召虎

植物生长调节剂教育部工程研究中心 / 中国农业大学农学与生物技术学院农学系, 北京 100193

油菜素内酯(BRs)是一种重要的甾族类激素, 在植物的生长过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆的方法, 从玉米 B73自交系中获得了一个新的油菜素内酯受体蛋白编码基因 ZmBRI1, 该基因全长为 3369 bp, 编码1122个氨基酸。亚细胞定位分析表明, ZmBRI1蛋白定位于细胞膜上, 而且ZmBRI1在各个玉米的各个组织器官中都有表达, 其中在幼嫩的组织中表达最高。利用转基因技术将ZmBRI1导入BR不敏感突变体bri1-5中, 获得的转基因植株修复了其表型, 特别是植株高度、叶片形态和果荚大小。与突变体bri1-5比较, 油菜素内酯(brassinolide, BL)处理显著抑制转基因株系根系生长; 丙环唑(propiconazole, Pcz)处理显著抑制了下胚轴生长; 同时转基因株系DWF4和CPD基因的表达量下降。此外, 在野生型(Ws)中过表达ZmBRI1, 显著提高了拟南芥在ABA抑制条件下的种子萌发率和植株生长, 下调了ABA响应基因RD29A、RD29B、ABI5和RAB18的表达。因此, ZmBRI1不仅参与了植物的形态建成和BR的信号传导, 而且参与调控了植物对ABA信号的响应。

玉米; ZmBRI1; 转基因植株; 油菜素内酯; ABA

油菜素内酯(brassinosteroid, BR)属于甾族化合物, 是一种天然的植物激素, 在植物根的发育、种子休眠和萌发、叶片的形态建成、种子的发育和成熟、花器官的分化、生物和非生物胁迫以及光形态建成和衰老等生理过程中发挥重要的调控作用[1-3]。……