天女木兰蛋白激酶MsSnRK2A、MsSnRK2E基因克隆及其功能分析

天女木兰(Magnolia sieboldii K.Koch)是木兰科植物,落叶小乔木。具有较高的药用价值与经济价值。然而天女木兰种子萌发率低、出苗困难。脱落酸(abscisic acid,ABA)是种子休眠诱导和维持的正调控因子,主要受ABA信号传递途径的调控。SnRK2是ABA信号传导途径中Ceralasertib抑制剂的正调控因子GW-572016体内实验剂量。本研究克隆得到天女木兰种子萌发过程中鉴定到的关键基因SnRK2A、SnRK2E、SAPK10。并通过实时荧光定量PCR探究MsSnRK2A、MsSnRK2E在天女木兰不同组织及其在PEG处理下随时间的相对变化量、不同浓度脱落酸处理下种子休眠解除过程及吸胀过程的相对表达量。利用亚细胞定位及拟南芥遗传转化技术进一步验证基因功能。为进一步探讨SnRK2A、SnRK2E基因在天女木兰的种子萌发过程中的功能奠定了基础。本研究主要结果如下:1.天女木兰种子在不同浓度ABA的处理下,层积48-56 d期间,CK含水量高于其它浓度处理下含水量。随着外源ABA浓度升高,天女木兰种子发芽率降低。层积过程中内源ABA含量大体上呈先上升后下降趋势,在层积16天时达到峰值。2.成功克隆了天女木兰MsSnRK2A、MsSnRK2E、MsSAPK10基因,三个基因的开放阅读框全长分别为1068 bp、1080 bp、1083 bp,编码355、359、360个氨基酸残基;通过构建进化树,发现天女木兰的MsSnRK2A与Cm SnRK2A亲缘关系最近,MsSAPK10与Os SAPK10亲缘关系最近;亚细胞定位预测都在细胞核。3.在天女木兰不同组织中,MsSnRK2A在干种子中表达量最高,MsSnRK2E在叶中表达量最高。PEG处理下Medical sciences,根、叶中MsSnRK2A的表达量都在12 h到达峰值,茎中MsSnRK2A在6 h到达峰值;根中MsSnRK2E在6 h到达峰值,茎、叶中MsSnRK2E的表达量都在12 h时到达峰值。MsSnRK2A和MsSnRK2E基因在吸胀过程中的表达量都有先升高后降低的趋势。通过在不同浓度ABA处理下,天女木兰种子层积过程中的表达分析结果发现:在设置的浓度梯度范围内,MsSnRK2E表达量随着ABA浓度升高而降低。MsSnRK2A表达量随着ABA浓度升高而升高。4.MsSnRK2A、MsSnRK2E蛋白定位在细胞核中。为了研究MsSnRK2A、MsSnRK2E的生物学功能,利用单酶切成功构建了p RI101-MsSnRK2A-GFP、p RI101-MsSnRK2E-GFP植物表达载体,并通过花序侵染法将其转入哥伦比亚野生型拟南芥及突变体snrk2a、snrk2e进行遗传转化,获得了过表达T1代转基因植株。