菊花 CmETR2 基因的克隆及功能分析

目的 本文旨在通过克隆菊花中的乙烯受体基因(CmETR2)，分析其表达特征并转入拟南芥中对其调控开花的功能进行研究。 方法 以菊花品种'神马'为试验材料，克隆CmETR2全长序列，与其他物种进行同源性比对分析，利用荧光定量PCR检测该基因在不同组织中的相对表达量，以及其对外源乙烯处理后的响应变化。将CmETR2超表达转入拟南芥中，观察其对拟南芥开花时间和莲座叶片数的影响，分析转基因拟南芥中开花相关基因的表达量变化。 结果 克隆获得的CmETR2基因开放阅读框(ORF)全长为2 292 bp，编码氨基酸763个。系统进化分析表明，该基因编码的蛋白与向日葵的ETR3(XP_022030036.1)和刺菜蓟的ETR2-like(XP_024986908.1)亲缘关系最近。组织特异性定量表达分析结果表明，CmETR2在菊花营养生长期间茎和叶中表达量最高，生殖生长期间管状花和根中的表达量较高。亚细胞定位结果表明，CmETR2定位在细胞膜上。外源乙烯处理后3 h CmETR2基因表达量最高。CmETR2超表达植株的开花时间比野生型拟南芥晚3~4 d，开花时莲座叶片数比野生型拟南芥多3片左右。CmETR2超表达植株对乙烯的敏感性增强并表现出更明显的三重反应。在CmETR2超表达植株中，促进开花的基因AtGI、AtSPL3和AtFD在CmETR2超表达植株中的表达量较野生型下降，抑制开花的基因AtFLC和AtTFL在CmETR2超表达植株的表达量上调。 结论 本研究克隆得到菊花CmETR2基因具有延迟拟南芥开花的功能。