玉米ZmCKX1基因的表达分析和遗传转化研究

细胞分裂素是植物生长过程中的一类重要激素，细胞分裂素氧化酶通过移除细胞分裂素的N6-异戊二烯链产生一个腺嘌呤和一个相应的不饱和的乙醛-3-甲基-2-丁烯醛，不可逆的降解细胞分裂素而调控植物的生长发育。本文根据GenBank数据库中OsCKX2的基因序列设计引物，利用RT-PCR技术克隆得到从玉米自交系郑58中克隆了编码细胞分裂素氧化酶1（ZmCKX1）的基因。选取授粉前后不同时间点的玉米自交系及其杂交后代的雌、雄穗，通过荧光定量PCR方法，分析ZmCKX1基因的表达分析。并构建了ZmCKX1基因的过表达和RNA干扰载体，进行了玉米幼胚的遗传转化，主要研究结果如下：1、ZmCKX1基因阅读框全长为1608bp，编码535个氨基酸，蛋白质分子量为57kd，理论等电点pI=5.22。该基因与TaCKX1，AtCKX在核苷酸水平上同源性分别为69%和49%。2、ZmCKX1基因主要表达在雌穗中，并且随着授粉时间的延长，ZmCKX1在雌穗中的表达量逐渐升高，在授粉后30d达到最高，是雌穗10d的5倍，雌穗0d的50倍。并且杂交种中ZmCKX1的表达量明显低于亲本，ZmCKX1的表达分析表明：产量越高，ZmCKX1表达量越低。这表明ZmCKX1的表达水平与玉米的生长活力及产量是负相关的。3、通过农杆菌介导法将ZmCKX1基因的过表达和RNA干扰载体转化500个玉米幼胚，利用抗性基因Hpt和目的基因PCR检测再生的小苗，结果表明，ZmCKX1已经插入到了植物基因组中，共获得30棵ZmCKX1转化植株。