烟草HD-ZIP转录因子HD20的克隆及纤维分化功能的研究

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0928

生物技术通报 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (6): 84-89.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0928

烟草HD-ZIP转录因子HD20的克隆及纤维分化功能的研究

高洁, 佟硕秋 ,钟杰 ,贡献, 吴拥军

贵州大学生命科学学院，贵阳 550025

收稿日期:2017-10-31 出版日期:2018-06-26 发布日期:2018-07-03
作者简介:高洁，女，硕士研究生，研究方向：植物分子生物学；E-mail：18285118922@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（31071755/C1408），中国烟草总公司/贵州省烟草科学研究院开放课题（中烟办2014-01号〕

Cloning of a HD-ZIP Transcription Factor Gene HD20 and A Preliminary Study on Function of Fiber Differentiation in Tobacco

GAO Jie ,TONG Shuo-qiu ,ZHONG Jie ,GONG Xian, WU Yong-jun

College of Life Science，Guizhou University，Guiyang 550025

Received:2017-10-31 Published:2018-06-26 Online:2018-07-03

摘要/Abstract

摘要： 旨在揭示烟草HD20在植物纤维分化中的作用。基于前期烟草基因组数据库设计特异性引物，通过RT-PCR克隆获得基因cDNA序列，将其命名为HD20，NCBI登录号为KC339003。该基因全长762 bp，编码253个氨基酸，亚细胞定位于细胞核，其编码的HD-ZIP蛋白由2个不同的结构域组成，包括N末端含有60个氨基酸的HD结构域和其后28个氨基酸组成的ZIP基序。构建植物表达载体，通过农杆菌蘸花法遗传转化拟南芥，经筛选获得阳性转基因植株，其石蜡切片显示，茎部木质部较对照发达。HD20对烟草及拟南芥的纤维分化具有调控作用。

关键词: 烟草, HD20, 石蜡切片, 纤维分化

Abstract: To understand the role of HD20 in the specification of fiber differentiation，we cloned the HD20 gene from tobacco by RT-PCR method. The cDNA sequence was cloned according to specific primers designed by the genomic database in tobacco and named asHD20（GenBank accession number：KC339003）. Sequence analysis showed that the cDNA sequence of HD20 was 762 bp and encoded 253 amino acids. Subcellular localization assays showed that it appeared in the nuclei. The HD-ZIP protein contained two significant domains，including the HD domain with 60 amino acids at the N-terminus and a ZIP matrix with 28 amino acids. We introduced HD20 into the expression vector pSH-737，transferred it by Agrobacterium mediated-dip flower method，and obtained positive transgenic plants for paraffin sections. The results of paraffin section showed that the xylem of stem was more developed than the control group. In conclusion，the result provided evidence that HD20 plays a role in the spatial control of fiber differentiation. The analysis of the regulatory effect of HD20 on tobacco and Arabidopsis helps to create a theoretical base for studying HD20 function.

Key words: tobacco, HD20, paraffin section, fiber differentiation

高洁, 佟硕秋 ,钟杰 ,贡献, 吴拥军. 烟草HD-ZIP转录因子HD20的克隆及纤维分化功能的研究[J]. 生物技术通报, 2018, 34(6): 84-89.

GAO Jie ,TONG Shuo-qiu ,ZHONG Jie ,GONG Xian, WU Yong-jun. Cloning of a HD-ZIP Transcription Factor Gene HD20 and A Preliminary Study on Function of Fiber Differentiation in Tobacco[J]. Biotechnology Bulletin, 2018, 34(6): 84-89.

参考文献

[1] Johannesson H, Wang Y, Engstr?m P. DNA-binding and dimerization preferences of Arabidopsis homeodomain-leucine zipper transcription factors in vitro[J] . Plant Molecular Biology, 2001, 45（1）：63-73.
[2] Baima S, Possenti M, Matteucci A, et al. The Arabidopsis ATHB-8 HD-Zip protein acts as a differentiation-promoting transcription factor of the vascular meristems[J] . Plant Physiology, 2001, 126（2）：643-655.
[3] Ariel FD, Manavella PA, Dezar CA, et al. The true story of the HD-Zip family[J] . Trends in Plant Science, 2007, 12（9）：419-426.
[4] Harris JC, Hrmova M, Lopato S, et al. Modulation of plant growth by HD-Zip class I and II transcription factors in response to environmental stimuli[J] . New Phytology, 2011, 190（4）：823-837.
[5] 单淳敏. 棉纤维伸长的关键调控因子GhHOX3的研究[D] . 北京：中国科学院大学, 2014.
[6] M. 阿拉姆, M. S. 伊斯拉姆, B. 艾哈迈德, 等. 编码来自长蒴黄麻和圆果种黄麻的同源框-亮氨酸拉链蛋白hat22（hd-zip蛋白22）的核苷酸序列和使用方法：中国, 105143247 A[P] . 2015-12-09.
[7] Du J, Miura E, Robischon M, et al. The populus class III HD ZIP transcription factor, POPCORONA, affects cell differentiation during secondary growth of woody stems[J] . PLoS One, 2011, 6（2）：e17458.
[8] Meijer AH, Kam RJD, D’Erfurth I, et al. HD-Zip proteins of families I and II from rice：interactions and functional properties[J] . Molecular Genetics and Genomics, 2000, 263（1）：12-21.
[9] 秦永芳, 李登弟, 李学宝. 植物HD-Zip转录因子研究进展[J] . 细胞生物学杂志, 2009, 31（4）：514-520.
[10] Zhong R, Taylor JJ, Ye ZH. Transformation of the collateral vascular bundles into amphivasal vascular bundles in an Arabidopsis mutant[J] . Plant Physiology, 1999, 120（1）：53-64.
[11] 王瑞, 鲁丽丽, 刘拓, 等. 棉花中HD-Zip Ⅳ家族基因的全基因组鉴定及特征分析[J] . 分子植物育种, 2017, 15（8）：2921-2936.
[12] Raud B, Chan RL, Baldwin IT, et al. RNAi-mediated silencing of the HD-Zip gene HD20 in Nicotiana attenuata affects benzyl acetone emission from corollas via ABA levels and the expression of metabolic genes[J] . BMC Plant Biol, 2012, 12（1）：60-75.
[13] 吴拥军, 赵德刚, 许文钊, 等. 转ChIFN-γ基因烟草抗虫作用初步研究[J] . 云南大学学报：自然科学版, 2009, 31（6）：629-631.
[14] Wu YJ, Wu YJ, Luo X, et al. Identification of differentially expressed genes that potentially confer pest resistance in transgenic ChIFN-?3 tobacco[J] . Gene, 2014, 543（2）：181-189.
[15] Li D, Ren W, Wang X, et al. A modified method using TRIzol?, reagent and liquid nitrogen produces high-quality RNA from rat pancreas[J] . Applied Biochemistry & Biotechnology, 2009, 158（2）：253-261.
[16] 徐锦涛. 八棱海棠actin基因的克隆与GO基因转化拟南芥研究[D] . 南京：南京农业大学, 2008.
[17] 蔡雁峰. 拟南芥/柴胡高度不对称体细胞杂种的研究[D] . 济南：山东大学, 2007.
[18] Ré DA, Dezar CA, Chan RL, et al. Nicotiana attenuata NaHD20 plays a role in leaf ABA accumulation during water stress, benzylacetone emission from flowers, and the timing of bolting and flower transitions[J] . J Exp Bot, 2011, 62（1）：155-166.
[19] Sachs T. The induction of fibre differentiation in peas[J] . Annals of Botany, 1972, 36（144）：189-197.
[20] Aloni R. Polarity of induction and pattern of primary phloem fiber differentiation in coleus[J] . American Journal of Botany, 1976, 63（6）：877-889.
[21] Zhong R, Ye ZH. Alteration of auxin polar transport in the Arabidopsis ifl1 mutants[J] . Plant Physiology, 2001, 126（2）：549-563.
[22] Manavella PA, Dezar CA, Bonaventure G, et al. HAHB4, a sunflower HD-Zip protein, integrates signals from the jasmonic acid and ethylene pathways during wounding and biotic stress responses[J] . Plant Journal for Cell & Molecular Biology, 2008, 56（3）：376-388.

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[1]	杨志晓, 侯骞, 刘国权, 卢志刚, 曹毅, 芶剑渝, 王轶, 林英超. 不同抗性烟草品系Rubisco及其活化酶对赤星病胁迫的响应[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 202-212.
[2]	刘珍银, 段郅臻, 彭婷, 王童欣, 王健. 基于三角梅的病毒诱导基因沉默体系的建立与优化[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 123-130.
[3]	李文辰, 刘鑫, 康越, 李伟, 齐泽铮, 于璐, 王芳. TRV病毒诱导大豆基因沉默体系优化及应用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 143-150.
[4]	张路阳, 韩文龙, 徐晓雯, 姚健, 李芳芳, 田效园, 张智强. 烟草TCP基因家族的鉴定及表达分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 248-258.
[5]	王羽, 尹铭绅, 尹晓燕, 奚家勤, 杨建伟, 牛秋红. 烟草甲体内烟碱降解菌的筛选、鉴定及降解特性[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 308-315.
[6]	申云鑫, 施竹凤, 周旭东, 李铭刚, 张庆, 冯路遥, 陈齐斌, 杨佩文. 三株具生防功能芽孢杆菌的分离鉴定及其生物活性研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 267-277.
[7]	余世洲, 曹领改, 王世泽, 刘勇, 边文杰, 任学良. 烟草种质基因分型核心SNP标记的开发[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 89-100.
[8]	杜清洁, 周璐瑶, 杨思震, 张嘉欣, 陈春林, 李娟起, 李猛, 赵士文, 肖怀娟, 王吉庆. 过表达CaCP1提高转基因烟草对盐胁迫的敏感性[J]. 生物技术通报, 2023, 39(2): 172-182.
[9]	汪格格, 邱诗蕊, 张琳晗, 杨国伟, 徐小云, 汪爱羚, 曾淑华, 刘雅洁. 异源三倍体普通烟草（SST）减数分裂期的分子细胞学研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(2): 183-192.
[10]	车永梅, 刘广超, 郭艳苹, 叶青, 赵方贵, 刘新. 一种耐盐复合菌剂的制备和促生作用研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(11): 217-225.
[11]	尹国英, 刘畅, 常永春, 羽王洁, 王兵, 张盼, 郭玉双. 烟草半胱氨酸蛋白酶家族和相应miRNAs的鉴定及其对PVY的响应[J]. 生物技术通报, 2023, 39(10): 184-196.
[12]	刘广超, 叶青, 车永梅, 李雅华, 安东, 刘新. 烟草根际高效解磷菌的筛选鉴定及促生作用研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(8): 179-187.
[13]	张昊鑫, 王中华, 牛兵, 郭慷, 刘璐, 姜瑛, 张仕祥. 产IAA兼具溶磷解钾高效促生菌的筛选、鉴定及其广谱性应用[J]. 生物技术通报, 2022, 38(5): 100-111.
[14]	付偲僮, 司未佳, 刘颖, 程堂仁, 王佳, 张启翔, 潘会堂. TRV介导的小报春基因沉默技术体系的建立[J]. 生物技术通报, 2022, 38(4): 295-302.
[15]	邹雪峰, 李铭刚, 包玲风, 陈齐斌, 赵江源, 汪林, 濮永瑜, 郝大程, 张庆, 杨佩文. 一株分泌型铁载体真菌分离鉴定及生物活性研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(3): 130-138.