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菠萝中SBT家族基因的全基因组研究在花期 [复制链接]

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SBT(枯草杆菌蛋白酶样丝氨酸蛋白酶)是丝氨酸蛋白水解酶家族,在植物生长和防御中发挥着多种作用。尽管SBT家族基因已从双子叶植物(如拟南芥)的研究中获得,但对SBT在单子叶植物中的潜在功能知之甚少。

福建农林大学研究团队在frontiersinplantscience发表了一篇名为“Genome-WideInvestigationofSBTFamilyGenesinPineappleandFunctionalAnalysisofAcoSBT1.12inFloralTransition”的文章揭示了白粉病效应物CSEP与大麦过氧化氢酶相互作用以调节宿主免疫。

本研究将54个菠萝SBT基因(AcoSBTs)分为6个亚科,经鉴定具有较强的净化选择压力,在25条染色体上分布不均。顺式作用元件分析表明,几乎所有的AcoSBTs启动子都含有光响应元件。此外,通过RNA-seq数据的表达模式表明,不同的AcoSBTs优先在不同的地上组织中表达。在烟草中的瞬时表达表明AcoSBT1.12位于质膜中。此外,异位过表达AcoSBT1.12的转基因拟南芥表现出延迟的开花时间。

为了进一步证实AcoSBT1.12参与植物生长的假设,我们在35S启动子驱动的拟南芥中过表达AcoSBT1.12(补充表6)。选择具有阳性PCR带和高AcoSBT1.12转录丰度的两个AcoSBT1.12T3转基因品系(OE-24#和OE-25#)用于表型分析(图8)。

在LD(长日照)条件下,转基因品系显示出延迟的花转化,其莲座叶比WT更发达(图8A、C)。正常情况下,WT植物在大约25天内抽芽,而过表达系会延迟大约10天(图8D)。同时,三个关键的花转化调控基因的表达水平发生了显着变化。MADS-box基因FLC(FLOWERINGLOCUSC),开花事件的抑制剂,在所有三个OE品系中都显着上调(图8E)。而FT(开花轨迹T)和SOC1(CONSTANS1过度表达的抑制器)),LD开花诱导的功能,在三个OE品系中被下调(图8E)。然而,在SD(短天)条件下,转基因品系与WT植物没有任何差异。总的来说,这些结果表明AcoSBT1.12可能参与LD条件下的花转化。

图8.AcoSBT1.12在拟南芥中的过表达延

由于SBT家族基因编码蛋白酶,因此鉴定AcoSBT的潜在底物将有助于进一步了解其功能。使用STRING数据库,预测了10种可能与AcoSBT1.12相互作用的菠萝蛋白。随后,将这些基因中的8个(AcoCWF19L、AcoPUF2、AcoCwfJL、Aco、AcoPM1P、Aco、AcoSZF1和AcoCZF1)的编码序列融合到pGADT7中作为Aco2S1的AD构建体。被克隆到pGBDT7作为BD构建体。酵母双杂交试验表明AcoSBT1.12可以与AcoCWF19L、AcoPUF2、AcoCwfJL、Aco和AcoSZF1相互作用(图9和补充表6)。尽管对这些蛋白质知之甚少,但这些一致的蛋白质-蛋白质相互作用将为研究菠萝中AcoSBT基因的调节功能提供参考信息。

图9.AcoSBT1.12影响开花时间

AcoSBT1.12在拟南芥中的过表达延迟了开花时间并改变了FLC、FT和SOC1的表达水平.总之,这些结果为进一步研究AcoSBT在植物发育和生长中的作用提供了有价值的信息。

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