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芝麻细胞色素P450超家族的成员鉴定及SiCYP703A2的功能验证

文献类型： 中文期刊

作者： 李田雨;杨远霄;刘红艳;汪魏;周芳;周婷;赵应忠

作者机构：

关键词： 芝麻;细胞色素P450;雄性不育;花粉壁;转基因拟南芥;SiCYP703A2

期刊名称：中国油料作物学报

ISSN： 1007-9084

年卷期： 2022 年

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; CSCD（2021-2022年度） ; 科技核心（2021版） ; 农林核心（2020版）

摘要： 细胞色素P450（CYP450）超家族广泛参与初生和次生代谢物质的生物合成，其中CYP703家族基因参与拟南芥、水稻等的花药发育。本研究利用生物信息学方法，从芝麻基因组中鉴定出303个CYP450基因，发现它们分CYP703家族的功能，克隆并分析了其家族基因SiCYP703A2。系统进化分析表明，SiCYP703A2与拟南芥CYP703A2聚为一类，它们的氨基酸序列一致性为77%。表达分析表明，SiCYP703A2在芝麻的花蕾组织中高量表达，同时在花药发育的四分体阶段表达水平较高。拟南芥中超量表达后发现，SiCYP703A2超表达植株荚果变短、花粉活力降低，花药扫描电镜观察显示花粉壁表面出现不规则突起，花粉壁结构异常。此外，荧光定量PCR结果显示，多个花粉壁发育基因在SiCYP703A2超表达植株的花药中异常表达。这些结果表明，超量表达SiCYP703A2会导致转基因拟南芥花粉壁出现缺陷，导致育性降低，推测SiCYP703A2在花粉粒和花粉壁的形成中发挥作用。

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