论文部分内容阅读
在真核生物中,选择性剪接(Alternative Splicing,AS)又被称为可变剪接,是指mRNA前体(Pre-mRNA)经过不同方式的剪接,产生多样的mRNA剪接异构体,并最终产生多种蛋白产物的过程。作为转录后调控的重要方式,AS过程大大提高了真核生物遗传水平的多样性。为了进一步了解这种由AS导致的多样性在植物内的实际存在状况,我们选取陆地棉(Gossypium hirsutum L.)的栽培品种和野生变种作为研究材料,以5个不同类型的AS事件为例,定性、定量比较了不同同源剪接异构体在陆地棉叶和棉纤维上的存在和表达方式,并初步对其功能的分化进行了讨论,主要研究结果如下:1、利用之前获得的陆地棉纤维转录组数据,从具有5种常见AS类型(内含子保留型RI、外显子跳过型SE、5′剪接位点的选择性剪接型A5SS、3′剪接位点的选择性剪接型A3SS、以及互斥外显子型MXE)的基因中,分别选取TUBA1、CSFS50、GBE1、Myosin2和DAD等5个基因开展研究,这些基因受AS调控分别产生2-3个异构体。其中TUBA1和DAD的异构体在叶和纤维中均表达,但在纤维中的表达要远远高于叶子中的表达;而另外3个基因的异构体则主要在叶子中表达。这5个基因各自不同的异构体在相同器官内均存在显著的差异表达现象,而相同的异构体在陆地棉栽培和野生变种之间也显示了明显的表达分化现象。2、以抗细胞凋亡基因(Defender against Apoptotic Death,DAD)为例研究了多倍体植物中亲本倍增拷贝(homoeolog)和AS调控同时出现时,多个转录本的共存和相对表达模式。通过对DAD基因mRNA的克隆测序,发现在具有AADD基因组的G.hirsutum中,DAD基因的AS调控只出现在D基因组的homoeolog中,因此该基因共产生3个转录本:Dt1、Dt2和At。定量分析表明,这3个转录本存在明显的时空分化表达的现象,其中At主要在叶中表达;Dt1在叶子和纤维中均表达,但在纤维中表达量更高,且该转录本的表达水平随着发育时间有大幅度上升的趋势;而Dt2仅在栽培棉花的幼叶和纤维发育后期有较弱的表达。3、为探究陆地棉中DAD基因3种转录本的表达差异是否与其功能有关,分别构建3种转录本的pBI121过表达载体,利用农杆菌介导转染Columbia-0野生型拟南芥。转基因植株和野生型进行比较后发现:含有Dt1的转基因植株生活能力强,生长旺盛,叶片最大、植株最高,种子产量最高,转入Dt2的拟南芥次之;而转入At的植株在表型、生活力等方面和野生型接近,但结实量下降。