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铁皮石斛DoTIFY基因家族全基因组鉴定及在原球茎发育过程中的表达

2021-10-25郭建秀郭小强陈凤颖王万军

生物学杂志 2021年5期

胡 睿,郭建秀,郭小强,陈凤颖,王万军

(西南交通大学 生命科学与工程学院,成都610031)

铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimuraetMigo),是国家中药材保护品种,多年生附生草本兰科石斛属植物,主要分布于中国云南、贵州、四川等地。药用价值很高,具有益胃生津、滋阴清热、润肺止咳、明目强身等功效。且铁皮石斛的全基因组的测序工作已经完成,有利于在分子层面上进行进一步的探索[1]。铁皮石斛的种子小、无胚乳,导致天然环境下难栽培,需要研究铁皮石斛的种胚萌发调控机制来更好地繁育铁皮石斛。形成原球茎是兰科植物特有重新启动细胞分裂的发育模式,对兰科植物的种胚萌发调控起重要作用,因此需要探究影响原球茎形成的分子机制。

据报道,TIFY基因能够调控植物的生长发育过程。TIFY是一类植物特异性转录因子家族。最初被报告为锌指蛋白ZIM(At4g24470),后因高度保守的TIFY结构域而被划分为TIFY家族。TIFY结构域包含约28个氨基酸,核心基序为TIF[F/Y]XG。TIFY家族分为4个亚族:TIFY、JAZ、PPD和ZML[2]。除均包含高度保守的TIFY结构域外,JAZ亚族包含Jas域,也称为CCT_2域[3],PPD亚族包含截短的Jas域和PPD域,ZML亚族包含CCT域和ZML域[4]。

植物发育阶段会激活JAZ蛋白的表达。在番茄中,SlJAZ2是从营养生长向生殖生长过渡的重要调节剂[5]。OsTIFY3/OsJAZ1可以通过与水稻中的OsMYC2和OsCOI1b相互作用来调节花的发育和根的伸长,而OsJAZ1核心部分的取代或缺失会影响花和根发育过程中JA信号的特异性和敏感性。另一个水稻JAZ基因OsTIFY11b/OsJAZ10可以通过增强茎中碳水化合物的积累来增加粒大小[6]。AtTIFY4a(PPD1)和AtTIFY4b(PPD2)参与叶生长的协调,调节叶片的大小并限制叶片的弯曲度。……

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