TRY第2内含子影响TRY在花序中的表达

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植物表皮毛是特化的表皮细胞,保护植物免受昆虫和病原体的侵害以及抵抗一定程度的机械损伤。在模式植物拟南芥中,表皮毛的分布在时空上受到miR156靶定的SQUMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN LIKE(SPL)的调控。野生型拟南芥,表皮毛随着茎节增高而减少,仅在最初几朵花的萼片背面有少许表皮毛产生。  TRIPTYCHON(TRY)是拟南芥表皮毛发育的负调控因子,在侧向抑制中发挥重要作用。研究表明,在try突变体背景下过表达GL1,会在花上产生较多的表皮毛;而在Col-0背景下过表达GL1则不会产生如此效果,说明TRY在抑制花序异位表皮毛的形成上有重要作用。TRY的表达量随着茎节增高而增加,在花序中表达量最高,但是TRY∷GUS转基因植物的花序组织中未见GUS染色信号,暗示控制TRY在花序组织表达的调控元件可能位于基因编码区。为此,我们构建了含有内含子的genomic区域融合GUS报告基因(TRY∷TRYg-GUS)以及CDS融合GUS(TRY∷TRYc-GUS)的转基因植物,发现只有TRY∷TRYg-GUS转基因植物的花序组织有GUS染色,说明控制TRY在花序组织中表达的相关的顺式调控元件存在于内含子中。相似地,只有TRY∷ TRYg-VENUS的转基因植物能在萼片和花瓣中观察到荧光,而TRY∷TR Yc-VENUS却没有荧光信号。  将TRY的两个内含子分别插入到GUS内部,通过对转基因植物染色分析,发现较强的染色出现在TRY∷G US-Intron2∷NOS和TRY∷GUS-Intron12∷NOS植物中。分别在try背景下转入自身启动子驱动的TRY∷TRYg(genomic)、TRY∷TRYc(CDS)和TRY∷ TRY2c(Intron2-CDS),对其T1代阳性植物叶片和花组织中TRY的表达量进行了检测,结果表明第2内含子对TRY在花序内的表达起到了重要的调节作用。进一步对Intron2进行了5个区域的缺失突变,转化获得M1-M5转基因植株。GUS染色结果表明,对根部TRY表达有调控作用的序列是M2缺失序列,而M3缺失序列对TRY在花中的表达起决定性作用。通过对M2和M3缺失序列进行了cis-element分析,发现其中有多个SPLs和MADS-box结合位点。  通过dual-luc,ChIP-qPCR和遗传实验证明了SPL9能够直接激活TRY Intron2。同样在dual-luc实验中,发现MADS-boxgenes对Intron2有一定的激活作用,其中比较明显的是AP1。对转基因植物的GUS染色也证明第一个和第二个MADS-box结合位点对于TRY在花序的表达发挥了一定的调节作用。  本研究扩展了我们对叶片和花组织表皮毛发育研究的认识和理解,也为内含子在调控基因表达过程中的重要作用提供了更多的证据。
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