紫云英(Astragalus sinicus)LHY基因克隆及鉴定

紫云英(Astragalus sinicus)是我国南方稻区主要绿肥作物之一,对土壤资源可持续利用具有重要意义,花期调控是紫云英育种中的重要目标.生物钟基因响应昼夜节律变化,通过影响光周期途径中成花基因的表达参与植物开花调控,LHY(late elongated hypocoty l)基因是关键生物钟基因之一.为探究紫云英中LHY基因的功能,本研究利用Illumina Hiseq方法和RACE(rapid-amplification of cDNA ends)克隆技术分离了紫云英LHY基因全长序列;利用生物信息学分析软件进行LHY基因的生物信息学分析;qRT-PCR分析LHY基因在不同组织中的表达模式,揭示基因表达与紫云英成花的关系;并通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)遗传转化,进一步鉴定紫云英LHY基因的功能,明确其对成花的影响.结果表明,本文首次克隆了紫云英LHY基因(GenBank No.OP455117),cDNA全长为2865 bp,含开放阅读框长度为2259 bp,编码752个氨基酸,LHY基因的同源蛋白在不同植物间具有较高的相似性,尤其与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)、野生大豆(Glycine soja)等豆科植物相似性达75%以上.qRT-PCR分析结果显示,在紫云英叶片、花和花芽中LHY基因的表达量最高.超表达紫云英LHY基因的转基因拟南芥株系,表现出了显著的晚花性状,抽薹天数平均比野生型晚18.36 d,开花天数平均比野生型晚20.72 d,表明紫云英LHY基因可能具有晚花功能,抑制植物开花.本研究为解析紫云英开花调控机理提供了科学依据.