南京林业大学学报(自然科学版)

作者：郝兆东,马筱筱,衡柳宏,陆叶,鲁路,马营轩,施季森,陈金慧

单位：林木遗传育种全国重点实验室,南方现代林业协同创新中心,南京林业大学林草学院,江苏 南京 210037

关键词：鹅掌楸,生长素转运蛋白,PIN1,表达模式,体胚发生

基金：国家重点研发计划(2023YFD2200101),福建省林业科技项目(2024FKJ05)

【目的】解析鹅掌楸(Liriodendron chinense)生长素转运蛋白PIN1在体胚发生中的表达模式与功能。【方法】通过qRT-PCR初步明确鹅掌楸3个LcPIN1同源基因(LcPIN1a、LcPIN1b和LcPIN1c)在体胚发生中的时序表达模式。进一步通过克隆LcPIN1s启动子,分别驱动GUS报告基因和mCherry荧光报告基因,利用农杆菌介导的遗传转化方法转化杂交鹅掌楸胚性愈伤组织,获得转基因阳性愈伤后进行体胚发生,通过GUS染色和荧光观察,明确LcPIN1s在体胚发生中的时空表达模式。最后,通过克隆LcPIN1s编码序列并构建以CaMV35S启动子驱动的过表达载体,转化杂交鹅掌楸胚性愈伤并进行体胚发生,通过对体胚发生效率的统计分析,解析LcPIN1s在体胚发生中的功能。【结果】表达模式分析显示, LcPIN1同源基因在体胚发生过程中既存在时空上的冗余,也存在特定组织部位的特异性表达。其中,LcPIN1a和LcPIN1c在球形胚时期已经表现出极性表达模式,可能为后续的体胚顶基轴建立和器官分化奠定基础。在心形胚时期,3个同源基因表现出显著的表达分化,LcPIN1a特异定位于维管组织;LcPIN1b呈胚体均匀表达;而LcPIN1c则特异表达于茎尖和子叶原基部位。随着体胚发育进入鱼雷胚和子叶胚时期,3者的表达模式又趋于一致,从子叶顶端沿着维管组织一直延伸到胚根区域,表明其可能共同作用于胚体生长素浓度梯度的维持。过表达试验显示, LcPIN1基因的过表达均会导致体胚发生效率的降低,并且过表达倍数越高,体胚发生效率越低。【结论】在鹅掌楸体胚发生过程中,PIN1蛋白的时空精确性表达对于正常的体胚诱导和形态建成具有重要作用,过表达可能破坏生长素梯度稳态,不利于体胚发生。

来源：2025年第4期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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