王翠平华学军林 彬刘爱华宁夏林业研究院种苗生物工程国家重点实验室, 宁夏银川 75000;中国科学院植物研究所, 北京 0009;中国科学院大学, 北京0009;Department of Plant Science, University of Manitoba, Winnipeg, RTN, MB, Canada

甘蓝型油菜脯氨酸合成相关同源基因的进化和差异表达分析

王翠平1华学军2,*林 彬3刘爱华4
1宁夏林业研究院种苗生物工程国家重点实验室, 宁夏银川 750004;2中国科学院植物研究所, 北京 100093;3中国科学院大学, 北京100049;4Department of Plant Science, University of Manitoba, Winnipeg, R3T2N2, MB, Canada

以异源四倍体甘蓝型油菜(Brassica napus)及其二倍体祖先白菜(B. rapa)和甘蓝(B. oleracea)为对象, 研究了脯氨酸合成途径关键酶基因P5CS和OAT的进化命运以及各自不同祖先来源的同源基因的差异表达情况。序列比对和进化分析表明, 甘蓝型油菜中P5CS基因和OAT基因和其二倍体祖先的相对应基因高度同源; 进化上, 和二倍体亲本相比甘蓝型油菜P5CS2基因发生了1个拷贝的丢失, 而OAT基因没有基因丢失现象; 半定量RT-PCR结果表明, 甘蓝型油菜中来自二倍体亲本白菜和甘蓝的P5CS2和OAT同源基因在所有检测器官中均表达, 没有发生基因沉默; 但是它们可能发生了亚功能化, 不同祖先来源的2个P5CS2同源基因存在较弱的偏向性表达, 不同器官的同源基因表达模式稍有不同; 而OAT基因明显偏向于表达来自于甘蓝祖先的同源基因, OAT的2个同源基因的不同器官表达模式基本一致; 盐胁迫处理后, 来自于甘蓝的BnaC.P5CS1.d表达量显著高于来自于白菜的BnaA.P5CS1.a, 表明盐处理条件下甘蓝型油菜偏向性表达 BnaC.P5CS1.d。甘蓝型油菜的脯氨酸合成基因 BnaA.P5CS1.a、BnaC.P5CS1.d及BnaA.P5CS2.a、BnaC.P5CS2.c的盐诱导表达模式均基本保持了亲本来源基因的特征。……