大白菜lcc-1突變體生物鐘核心基因在不同光周期下的表達分析
關鍵詞：大白菜 突變體 生物鐘相關基因 光周期 表達分析
摘要：以大白菜生物鐘長周期突變體lcc-1及其野生型為研究材料,利用qRT-PCR技術分析大白菜生物鐘核心基因(BraCCA1、BraLHY、BraTOC1、BraPRR9/7/5、BraELF3/4、BraLUX、BraGI)在長、短日照條件下轉錄水平的表達特性以及生物鐘節律周期突變體lcc-1和野生型之間的表達差異。結果表明:除了BraPRR7-10、BraPRR5-9以及BraELF3的2個拷貝基因,大部分生物鐘相關基因在短日照條件下的相對表達量高于長日照條件;在長、短日照條件下,BraCCA1和BraLHY均在早晨出現高峰,傍晚表達量最低,與BraTOC1的2個拷貝的基因相互抑制。在長日照條件下,BraTOC1的2個拷貝基因在突變體中轉錄水平的相對表達量峰值顯著高于野生型,推測BraTOC1基因的表達量升高與lcc-1突變體中的突變基因有關,進而影響了生物鐘周期;在長、短日照下,BraPRR9的表達高峰出現在ZT4(光照4 h時),BraPRR7-2以及BraPRR7-10在長日照下的表達延遲至ZT8(光照8 h時),大白菜BraPRR5的3個拷貝基因的表達高峰也出現在光照8 h,該表達時序與擬南芥PRRs基因依次延遲表達略有不同;BraELF4的3個拷貝的基因在長日照條件下,均為ZT12時(光照12h)達到表達的高峰,而在短日照條件下,表達峰值提早至ZT8(黑暗來臨時),推測BraELF4基因能夠預知黑暗。BraLUX 2個拷貝的基因在長、短日照條件下,其表達高峰均出現在ZT12,其預知黑暗信號的能力不如BraELF4。在大白菜中BraELF4和BraLUX均在傍晚相對表達量高;突變體的BraPRR5-6在長日照條件下表達延遲,這可能與突變基因影響了BraPRR5-6的表達有關。這也說明了不同拷貝基因在長短周期下的表達存在差異,在節律調節中發揮著不同的作用;在長日照條件下,lcc-1突變體中BraGI表達量峰值的時間較野生型延遲,這可能是導致該突變體晚花表型的主要原因。該研究為進一步鑒定突變基因提供了證據,也為揭示生物鐘相關基因對不同光周期的適應性?
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