荆芥StHD1与StHD8基因克隆与调控腺毛的功能分析北大核心CSCD

HD-Zip是植物界一类特有的转录因子,影响植物的生长发育及次生代谢。其中的HD-ZipⅣ被认为在毛状体的发育中具有重要的调控作用。为了探究荆芥HD-ZipⅣ亚家族的2个基因StHD1与StHD8在荆芥腺鳞中的调控作用,利用转录组测序技术、酵母双杂技术等对2个基因的表达模式、蛋白之间的互作进行了分析,并对基因进行了亚细胞定位、在烟草体内和荆芥体内的功能验证。结果表明:荆芥的StHD1与StHD8与其他植物的HD-ZipⅣ亚家族蛋白序列相似性较高,具有HD-ZipⅣ亚家族特征保守结构域,亚细胞定位显示被定位于细胞核;以上2个基因主要在幼嫩组织和花穗中表达;酵母双杂结果表明StHD1与StHD8蛋白之间存在互作。StHD1与StHD8过表达的转基因烟草腺毛密度和长度明显增加。通过VIGS(virus-induced gene silencing)技术在荆芥体内抑制StHD1与StHD8表达会导致腺鳞密度、单萜合成关键基因表达量下降,单萜主要成分柠檬烯和胡薄荷酮相对含量降低。以上结果表明,荆芥的StHD1与StHD8通过形成复合体对荆芥的腺毛具有调控作用,同时影响单萜的生物合成。