2个玉米光敏色素C基因的克隆及功能验证

为了研究玉米与拟南芥光敏色素C(Phytochrome C,PHYC)功能的异同,以及2个玉米PHYC基因在光形态建成和避荫性反应中的作用,克隆了玉米2个PHYC基因,用生物信息学方法分析玉米PHYC蛋白结构域,与常见物种PHYC蛋白进行系统进化分析,并利用转基因技术在拟南芥中验证玉米PHYC基因的功能.结果表明,从玉米B73自交系中克隆了ZmPHYC1和ZmPHYC2基因.它们的编码区长度为3405 bp,编码具有1135个氨基酸残基、分子质量为126.14 ku和126.07 ku的蛋白质.ZmPHYC1和ZmPHYC2蛋白结构域与拟南芥和水稻的PHYC蛋白相似,包含1个PAS_2结构域、1个GAF结构域、1个PHY结构域、2个PAS重复结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类组氨酸激酶ATP酶结构域.氨基酸序列同源性分析发现,二者与高粱PHYC同源性最高.在拟南芥中过量表达ZmPHYC1和ZmPHYC2可以互补红光下拟南芥phyC-2突变体的长下胚轴表型,并且在持续红光和蓝光条件下均能促进幼苗的去黄化反应,在避荫条件下抑制下胚轴的伸长生长.在促进幼苗的去黄化反应和抑制避荫反应方面,ZmPHYC1的作用优于ZmPHYC2.