农业生物技术学报

作者：陈义珍, 李浩, 傅明川, 王立国, 刘任重, 柳展基

单位：农业部黄淮海棉花遗传改良与栽培生理重点实验室/山东棉花研究中心,济南 250100

关键词：棉花,胆色素原脱氨酶(PBGD),基因克隆,表达分析,

基金：国家自然科学基金(31901422); 山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2018E06)

叶色突变体是研究高等植物叶绿素代谢、叶绿体发育、光合作用和激素生理等一系列生理代谢过程的理想材料,也是遗传和育种研究中的重要材料。胆色素原脱氨酶(porphobilinogen deaminase, PBGD)是植物叶绿素生物合成的关键酶。本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum) '鲁棉418'的花斑叶突变体为材料,克隆了4个GhPBGDs,分别命名为GhPBGD1A (GenBank No. MN849924)、GhPBGD1D (GenBank No. MN849925)、GhPBGD2A (GenBank No. MN849926)和GhPBGD2D (GenBank No. MN849927)。测序结果表明,正常叶片与花斑叶片中的4个基因序列相同;4个基因均含有5个外显子和4个内含子,预测结果均定位于叶绿体;进化分析表明,GhPBGD蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和油菜(Brassica napus)的PBGD同源蛋白亲缘关系较近。另外,4个基因启动子顺式作用元件中含有光响应元件、厌氧环境及多种激素相关的应答元件。qRT-PCR结果表明,4个GhPBGD基因在正常棉株的叶、花、铃和苞叶中均有表达,其中在叶片中的表达量最高;与正常叶相比,花斑叶中GhPBGD基因的表达量都显著降低。以上结果表明,GhPBGD基因家族可能参与调控叶色突变。本研究可为深入探讨叶色缺失突变体的分子机理提供参考依据。

来源：2020年第7期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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