棉花色氨酸脱羧酶GhTDC基因促进烟草BY2细胞的伸长

摘要

色氨酸脱羧酶(Tryptophan decarboxylase,TDC)在生长素(Indoleacetic acid,IAA)合成和植物器官发育等过程中发挥重要作用,其参与纤维发育的研究现有报道。本研究将陆地棉Gh TDC基因转化烟草BY2悬浮细胞,分析TDC在细胞伸长发育过程中的功能。本研究采用RT-PCR方法从陆地棉胚珠和纤维组织中克隆得到Gh TDC基因,该基因的c DNA全长包含完整开放读码框为1491 bp,编码497个氨基酸的多肽,理论分子质量为54.67 ku。生物信息学分析结果表明,Gh TDC蛋白是一个亲水性蛋白,其含有磷酸吡哆醛结合位点和催化结构域。进化树分析结果表明,棉花Gh TDC与黑升麻Ar TDC的亲缘关系上较近。构建原核表达载体p ET32a-Gh TDC并转化大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达,获得分子质量约为54 ku的重组蛋白,重组蛋白具有较高的酶催化活力。q RT-PCR结果分析结果表明,Gh TDC基因在纤维突起时期的开花前3 d和纤维快速伸长发育时期的开花后5-15 d表达丰度较高。将Gh TDC转基因转化烟草BY2悬浮细胞,烟草悬浮细胞的伸长发育获得了显著促进。本研究结果为研究Gh TDC基因在细胞伸长发育过程中的重要调控作用提供了参考。