玉米α-醇溶蛋白基因家族的表達(dá)研究.pdf

1、多基因家族是一類來源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的基因。在植物基因組中，多基因家族占有很大的比例。例如，在擬南芥(A.thaliana)基因組中，有65％的基因?qū)儆诨蚣易濉３蓡T基因間的表達(dá)差異作為進(jìn)化的結(jié)果也許為解釋基因家族的進(jìn)化方式提供了有用的證據(jù)。這種證據(jù)的獲得要求有一個(gè)針對(duì)大型基因家族的非常有力的研究方法，但是目前為止對(duì)于此類基因家族的全面地表達(dá)研究還十分的有限。 胚乳是玉米積累儲(chǔ)藏蛋白的重要器官，它主要含有醇溶谷蛋白(pr

2、olaim，亦稱zein)。醇溶蛋白專一性的在籽粒中表達(dá)，并且在籽粒發(fā)育過程中儲(chǔ)藏自由氨基酸。α-醇溶蛋白是玉米胚乳儲(chǔ)藏蛋白的主要成份，由一個(gè)龐大的超級(jí)基因家族編碼。α-醇溶蛋白超級(jí)基因家族分為四個(gè)基因家族：z1A，z1B，z1C，z1D。在玉米自交系B73中，該基因家族含有41個(gè)成員基因。作為一個(gè)典型的超級(jí)基因家族，α-醇溶蛋白超級(jí)基因家族提供了玉米研究的很好的模型。 雖然α-醇溶蛋白超級(jí)基因家族的大小和復(fù)雜性在自交系間有所不

3、同，但是它們的序列卻高度同源。比如，z1C基因家族的成員基因的同源度約為90％，甚至有兩個(gè)成員基因間有99.3％的相似。同樣的，在19kD和22kD之間，同源度也有60-65％。如此高的保守度只有依靠測(cè)序才能把成員基因區(qū)分開來。 本研究利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR與RT-PCR隨機(jī)克隆測(cè)序相結(jié)合的策略，成功地獲得了玉米α-醇溶蛋白超級(jí)基因家族的表達(dá)譜。本研究首次揭示了α-醇溶蛋白基因在玉米籽粒發(fā)育的全期的詳細(xì)表達(dá)模式，以及該基因家族中

4、單個(gè)成員基因的表達(dá)狀態(tài)及表達(dá)模式。 本研究發(fā)現(xiàn)在α-醇溶蛋白超級(jí)基因家族的41個(gè)成員基因中，只有18個(gè)是表達(dá)的，并且它們的表達(dá)水平有很大的差別。從基因家族的水平來說，所有的家族都有一個(gè)“鋸齒”樣的表達(dá)模式，并且分為兩個(gè)截然不同的類別。一類為z1A和z1B基因家族，其特征為以四天為一周期的節(jié)律，另一類為z1C和z1D基因家族，其特征為以六天為一周期的節(jié)律。提示了在玉米營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成的過程中存在反饋調(diào)節(jié)的機(jī)制。而在每個(gè)基因家族的內(nèi)部，