杜仲EuGIF1基因鉴定及其表达和蛋白互作分析

　　

摘要：

目的 基于杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.）全基因组数据，系统鉴定GIF（GRF-interacting factor）基因家族成员，分析GIF基因家族成员基因表达模式及蛋白互作特性，为解析杜仲器官发育调控网络及优化杜仲的遗传转化体系提供理论依据。 方法 利用HMMER和BLASTP方法鉴定杜仲GIF基因家族成员，结合生物信息学工具分析蛋白理化性质、三维结构及启动子顺式元件；通过RT-qPCR检测基因组织特异性及赤霉素GA?诱导表达模式；采用酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）实验验证EuGIF1与EuGRF5的互作关系；此外，用EuGIF1基因的过表达载体对拟南芥gif1突变体进行遗传互补。 结果 在杜仲的基因组中共鉴定到了3个EuGIF基因，EuGIF1、EuGIF2和EuGIF3，其中，EuGIF1和EuGIF2位于杜仲基因组的7号染色体，EuGIF3位于杜仲基因组的17号染色体。EuGIF1、EuGIF2和EuGIF3编码的蛋白均含保守的SSXT/SNH结构域。启动子序列分析显示，EuGIF1基因的启动子区域含有2个赤霉素响应元件。EuGIF1在顶端分生组织中高表达且受赤霉素GA?快速诱导；蛋白的三维结构预测显示SSXT/SNH结构域可形成蛋白互作界面。共表达分析表明EuGIF1与EuGRF1/3/5表达模式相似，但Y2H和BiFC实验均未检测到EuGIF1与EuGRF5的直接互作。此外，EuGIF1基因在拟南芥中的过表达无法互补拟南芥gif1突变体中叶片窄小的表型。 结论 EuGIF1可能在赤霉素信号介导的杜仲器官发育中发挥重要作用，GIF1与GRF的互作可能具有物种特异性，且基因功能的保守性在不同物种之间存在一定的局限性。