林业科学

作者：费越,王军辉,卢楠,张苗苗*

单位：林木遗传育种全国重点实验室　国家林业和草原局林木培育重点实验室　中国林业科学研究院林业研究所　北京 100091

关键词：楸树,PDS)')">八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS),基因沉默,花斑叶

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（CAFYBB2021QD001-2）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（CAFYBB2020SY005）。

目的: 构建一种作用于楸树叶片的瞬时基因沉默技术体系，以阐明楸树八氢番茄红素脱氢酶基因CbuPDS-5在楸树叶片类胡萝卜素合成途径中的作用。方法: 以楸树为研究对象，在楸树基因组中鉴定楸树PDS基因家族成员，并基于表达模式分析明确CbuPDS在楸树各组织的表达量情况。进一步通过同源克隆从楸树中获得了CbuPDS-5的cDNA序列。通过构建系统发育树和同源蛋白序列比对分析其结构和类型。利用同源重组技术，构建TRV2-CbuPDS-5表达载体，利用农杆菌注射法侵染楸树叶片创制楸树基因沉默株系。同时，通过表型观察和实时荧光定量PCR技术分析CbuPDS-5基因沉默对楸树生长和叶片色素合成的影响。结果: 在楸树全基因组中鉴定出6个楸树PDS成员，并分别在叶片、花等组织中存在显著差异。其中，选择与番茄CaPDS相似度最高和在叶片中显著高表达的CbuPDS-5基因作为目标基因。本研究分离得到的CbuPDS-5基因全长1095 bp，其中ORF长948 bp，共编码315个氨基酸，含有1个二核苷酸结合基序，但在C端存在氨基酸缺失。功能验证结果表明，侵染2个月后的新生叶片呈现明显光漂白症状，并且多次侵染可显著增加叶片白化范围。qRT-PCR结果证明出现光漂白症状的叶片，其CbuPDS-5基因的相对表达水平显著降低。结论: 试验结果表明，VIGS系统可以用于楸树的瞬时基因沉默。楸树CbuPDS-5基因可作为指示基因更快验证林木瞬转体系的有效性和沉默时长，而由CbuPDS-5基因创制的花斑叶楸树可有效提高楸树的园林观赏价值，同时为观材两用的花斑叶楸树新品种的培育奠定遗传和材料基础。

来源：2025年第6期

《林业科学》期刊编辑部

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