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金钗石斛为单子叶植物,属兰科石斛属,是中医中常见的药用植物,同时也是花卉市场上热销的兰花品种。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)在植物生长和发育过程中发挥着多方面的作用。目前,HDACs在植物中的功能主要在拟南芥中获得。而到目前为止,尚未见到石斛中HDACs的报道。 本论文主要以金钗石斛中的两个组蛋白去乙酰化酶基因DnHDT1和DnHDA9为研究对象,通过生物信息学、基因克隆和转化等方法研究了DnHDT1和DnHDA9的基因结构、蛋白的基本特性、表达及生理功能。获得以下结果: 1.根据保守氨基酸的方法,获得DnHD~全长的ORF957bp,编码318个氨基酸。 DnHDT1与单子叶植物中的HD2家族成员的亲缘性比较近,而和双子叶植物的亲缘性比较远。具有HD2家族蛋白的结构特点。同时,对其整个肽链的亲水性、疏水性、亚细胞定位等进行了预测分析。预测DnHDT1为亲水的不稳定蛋白,非分泌蛋白,可能定位于细胞核。并且研究也证实其定位于细胞核。 DnHDT1在金钗石斛基因组中的拷贝数是两或三个。 DnHDT1在金钗石斛的根、茎、叶、花芽、花中都有不同程度的表达,其中在根中表达量最高;在花芽中,随着低温处理时间的延长,其表达量上调。 采用农杆菌介导的方法转化超表达载体35S∷DnHDT1,获得7株转基因拟南芥。其中转基因植株35S∷DnHDT1比野生型略微提前开花2d,并且叶片比较大,但是莲座叶数目没有显著的差异。FT、SOC1、FLC在超表达植株和野生型中的表达没有差异,但是LFY和AP1在超表达植株中的表达量有下调的趋势。 2.根据保守氨基酸序列和采用Tail-PCR方法,获得DnHDA9全长的ORF1287bp,编码428个氨基酸。 DnHDA9与玉米中的ZmHDA102和拟南芥中的AtHDA9的同源性分别高达88%和83%。蛋白质N-端的三分之二区域具有保守的组蛋白去乙酰化酶结构域。DnHDA9为亲水的稳定蛋白,非分泌蛋白,可能定位于细胞质。但是还需要研究进行进一步的证实。 DnHDA9在石斛基因组中的拷贝数是一或两个。 DnHDA9的表达模式和DnHDTy相似,在根中表达量最高;在花芽中,随着低温处理时间的延长,其表达量上调。 构建pDnHDA9∷GUS载体,农杆菌介导转化拟南芥,得到转基因植株20株,利用体视显微镜对其进行GUS染色观察。在转基因拟南芥的幼苗、根、茎生叶、茎及柱头中都有GUS表达。转基因幼苗在100μMABA、150mM甘露醇和150mMNaCl处理下,GUS基因表达都有所增强。 采用农杆菌介导的方法转化超表达载体35S∷DnHDA9,获得27株转基因拟南芥。还需要进一步的表型观察和分子鉴定。