农业生物技术学报

作者：束立哲, 宫则宇, 雷忠萍, 唐保善, 卢碧霞, 宋银, 贺道华

单位：1 西北农林科技大学 农学院,杨凌712100; 2 西北农林科技大学 创新实验学院,杨凌712100; 3 西北农林科技大学 生命科学学院,杨凌712100

关键词：陆地棉,BABY BOOM (BBM),体细胞胚胎发生,基因克隆,qRT-PCR,

基金：国家重点研发计划(2018YFD0100300); 陕西省自然科学基金(2019JQ645); 现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-15-44); 全省种质资源保护利用(20171010000004)

BABY BOOM (BBM)是植物特有的AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)家族转录因子,在体细胞胚胎发生过程中发挥重要的调控作用。本研究利用同源克隆技术从陆地棉(Gossypium hirsutum)品种'豫早1号' (YZ-1)中克隆到GhBBMa (GenBank No. MW836956)和GhBBMd (GenBank No. MW836957)两个基因,结合3个自然群体的重测序数据和表型数据,以及中棉所24号(ZM24 )的基因组数据,通过软件分析BBM基因的DNA序列及其编码的蛋白等特征;通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验分析BBM基因表达特征。结果表明,GhBBMa/d分别位于A08和D08染色体上,均由9个外显子组成,长度分别为2 028 bp、2 025 bp,分别编码675、674个氨基酸。GhBBMa/d氨基酸序列含有2个保守的AP2结构域,无信号肽和跨膜结构;亚细胞定位结果显示其位于细胞质中。系统发育树显示,GhBBMa/d与同属锦葵目的可可树(Theobroma cacao)亲缘关系最近。自然群体的重测序数据表明,GhBBMa和GhBBMd的序列多态性分别为1.222和1.422 SNP/kb,连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)衰减距离为5.54 、12.76 kb,说明GhBBMd比GhBBMa受到更强烈的选择压;关联作图显示,GhBBMa/d对马克隆值等性状有显著的表型效应。RNA-seq数据表明GhBBMa/d均在根和胚珠中表达量较高,在其他时空条件下不表达或表达很低;与非胚性愈伤相比,GhBBMd在胚性愈伤中显著高量表达。qRT-PCR实验显示GhBBMa/d均在30 d的胚性愈伤和开花前三天(-3 days post anthesis, DPA)的胚珠中表达量最高。综上所述,本研究克隆的GhBBMa和GhBBMd具有表型效应,在胚胎发生过程中的不同时期表达量不同,可能在体细胞胚胎发生及胚珠发育过程中行使重要的功能,为进一步探究GhBBM参与体细胞胚胎发生过程的分子机制提供参考。

来源：2021年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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