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忍冬(Lonicera japonica Thunb.)俗称金银花,《中国药典》(2010年版)记载为一种常用中药,专指忍冬属忍冬的干燥花蕾或初开的花,花蕾上粗下细,对生于叶腋,在同一枝条上存在不同发育时期的花蕾,作为药材一般于夏初花开放前采收,开放后花蕾前端裂开,呈二唇形;该属的另一个种灰毡毛忍冬(Lonicera macranthoides Hand.-Mazz.)被收录在山银花中,与金银花外形酷似,但花期更长,‘湘中’为该种的一个品种,其花蕾成熟时不开放,保持闭合状态,总花梗集结成簇,而非对生。 花朵的生长发育是一系列复杂的调控过程,花朵的形状、大小受到一系列基因的调控,由细胞数目和细胞大小表现出来。其中,细胞数目由细胞分裂过程决定,花发育早期一般以细胞分裂为主;而细胞大小的变化涉及细胞壁的伸展,这一变化过程包括新的结构大分子加入到原有细胞壁中和细胞壁在对抗细胞膨压产生的机械力时的重新塑形。扩张素蛋白(Expansin)作为一种促进细胞伸长、松弛细胞壁压力的重要细胞壁蛋白,在一定程度上调节着上述过程。 本研究利用同源克隆技术,分别从忍冬和‘湘中’中克隆得到了扩张素蛋白基因LjEXP和LmEXP,全长750 bp,编码249个氨基酸,二者仅在靠近羧基端的位置有两个氨基酸位点的差异,均具有典型的氨基端信号肽序列、氨基端保守的半胱氨酸(Cys,符号C)残基、中间的组氨酸-苯丙氨酸-天冬氨酸基序(HFD motif)和羧基端的色氨酸(Trp,符号W)残基等。利用荧光定量PCR技术分析二者在不同发育时期的花蕾和叶片中基因的相对表达量发现,LjEXP和LmEXP在叶片内的基因表达量接近,但在花蕾中的相对表达量差异很大,‘湘中’各阶段的相对表达量始终显著高于忍冬,但二者随花蕾由小到大的发育过程中的变化趋势大致相同,在花蕾发育末期(忍冬开放期)相对表达量均迅速下降。通过构建过表达载体转化拟南芥,发现35S∷LjEXP和35S∷LmEXP植株叶片下表皮细胞面积明显变小,且与野生型相比表现出一定的抗盐性。