【摘 要】
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沙柳作为中国西北特有的沙生灌木,是防风固沙、适应贫瘠土地、维持沙区生态系统稳定的优良树种。CCD基因家族是通过控制独脚金内酯的合成来抑制侧枝的形成,因此本研究选取分枝发育类型多样的沙柳为研究材料,挖掘沙柳的CCD基因家族资源,开展其基因功能的前期研究。对于未来沙柳的分子育种以及潜在价值的应用开发具有重要价值和意义。本研究通过同源克隆技术从沙柳中克隆获得SpsCCD7、SpsCCD8基因,并对其进行
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31660216）； 内蒙古自治区科技计划项目（2021GG0075,2019GG004）； 国家科技重大专项（转基因生物新品种培育,2018ZX08020002-005-005）；
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沙柳作为中国西北特有的沙生灌木,是防风固沙、适应贫瘠土地、维持沙区生态系统稳定的优良树种。CCD基因家族是通过控制独脚金内酯的合成来抑制侧枝的形成,因此本研究选取分枝发育类型多样的沙柳为研究材料,挖掘沙柳的CCD基因家族资源,开展其基因功能的前期研究。对于未来沙柳的分子育种以及潜在价值的应用开发具有重要价值和意义。本研究通过同源克隆技术从沙柳中克隆获得SpsCCD7、SpsCCD8基因,并对其进行生物信息学分析、组织表达特异性分析、目标基因的超量表达载体构建和转化等研究。研究结果如下:1.杨柳科CCD基因家族的结构域分析,发现杨柳科植物都具有RPE65基因家族的典型结构域,此外CCD基因编码的蛋白质长度区间为353～614个氨基酸,分子质量在91.68～153.51KDa之间,理论等电点在4.92～5.07之间。CCD基因家族的进化树及序列特征分析,结果表明杨柳科植物的CCD1、CCD2、CCD3、CCD4基因分别聚为一类,它们的基因结构与系统进化树结果相同。2.克隆获得SpsCCD7、SpsCCD8基因,CDS序列长度分别为1843bp、1674bp,分别编码614、557个氨基酸,序列分析均未发现跨膜结构域和信号肽区域,两者皆为亲水性蛋白,都具有RPE65基因家族典型结构域。系统进化树将SpsCCD7和SpsCCD8氨基酸序列与毛果杨、红皮柳等杨柳科植物的CCD7、CCD8基因所编码氨基酸序列聚为一类。3.RT-q PCR结果表明,沙柳的CCD7基因在沙柳11-30株系的组织中茎尖的表达量最高,其次在叶、根、芽等组织部位中的表达量依次降低。CCD8基因在根中表达量最高,芽、茎尖、花、嫩茎和叶的表达量依次降低。4.构建了SpsCCD7和SpsCCD8基因的超量表达载体35s::SpsCCD7、35s::SpsCCD8,初步开展了超量表达载体的杨树基因转化工作。上述研究结果表明,本研究克隆所得的SpsCCD7、SpsCCD8属于CCD基因家族。本研究进一步丰富了CCD基因家族的分子遗传学信息,为沙柳中CCD7、CCD8基因的功能研究奠定了基础,为沙柳育种工作提供了理论依据。
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