农业生物技术学报

作者：于清, 胡晓晴, 庄和必, 刘雪羽, 刘明彤, 黄华宏

单位：1 浙江农林大学 森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室,杭州 311300;2 丽水学院 生态学院,丽水 323000

关键词：光皮桦,BlKNOX7基因,次生壁发育,表达模式,

基金：浙江省农业新品种选育重大科技专项(2021C02070-1)

KNOX (KNOTTED1-like homeobox gene)家族作为植物生长发育的核心调控因子家族,其功能异常会导致植物器官畸形等表型,因此解析其调控机制对植物基础研究及作物遗传改良具有重要意义。本研究克隆光皮桦(Betula luminifera) BlKNOX7基因,经生物信息学分析其序列特征,通过qRT-PCR检测该基因在不同组织及应拉木形成中的表达模式,并鉴定过表达BlKNOX7拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株的表型。结果表明,BlKNOX7基因(GenBank No. PV577094)由5个外显子和4个内含子组成,其cDNA序列长度为1 095 bp,ORF为891 bp,编码296个氨基酸。进化树分析发现,BlKNOX7与已报道的次生壁发育相关转录因子毛果杨(Populus trichocarpa) KNAT7聚为一类。BlKNOX7基因在茎中的表达量随木质化程度升高而递增,在叶中的表达量最高。在应拉木诱导过程中,BlKNOX7在应拉木中的表达量均显著低于对照。在拟南芥中过表达BlKNOX7导致植株叶片卷曲呈波浪形;经甲苯胺蓝染色的花序茎横切面,着色范围比野生型小且颜色更浅,提示木质素沉积较少。qRT-PCR结果显示,BlKNOX7过表达显著抑制了拟南芥次生壁合成途径关键酶基因苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase, AtPAL)、4-香豆酰辅酶A连接酶(4-coumarate-COA ligase, At4CL)、不规则木质部(irregular xylem, AtIRX)和纤维素合酶(cellulose synthase, AtCesA)等的表达。本研究为进一步探究光皮桦次生壁发育分子机制提供了理论基础。

来源：2025年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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