中山真義

參與m RNA分解的2個(gè)順式排列基因

中山真義

研究以矮牽牛為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行花色穩(wěn)定性研究，以證明其花色變白原因。

矮牽牛的某些品種，具有白顏色鑲邊的花瓣（圖1）。現(xiàn)已證明，花瓣邊緣有白色鑲邊是由于查爾酮合成酶（CHSA）的mRNA含量減少而導(dǎo)致花青素合成受阻而引起的。該文主要研究CHSA中mRNA表達(dá)量降低的機(jī)理。

所有矮牽牛鑲邊品種，均具2種結(jié)構(gòu)非常相似的CHSA（圖1）基因，即CHSA的mRNA未成熟型和成熟型。檢測花瓣外圍白色部分發(fā)現(xiàn)，未成熟型的mRNA表達(dá)量沒有減少，而成熟型的有所減少（圖2）。

圖1 矮牽牛的鑲邊品種和鑲邊品種的2個(gè)CHSA結(jié)構(gòu)

圖2 鑲邊花瓣中CHSA的mRNA（成熟型）、pre-mRNA（未成熟型）及siRNA

另一方面，與CHSA基因序列相似的較短siRNA，只在白色部位檢測到（圖2），siRNA的存在，證明成熟型mRNA已被分解。檢測到的siRNA來自CHSA的mRNA，且在雙螺旋結(jié)構(gòu)下才能形成。在花瓣周邊，CHSA的mRNA成熟后，形成雙鏈結(jié)構(gòu)，該雙鏈結(jié)構(gòu)由siRNA為媒介被分解，導(dǎo)致花青素合成受阻，從而出現(xiàn)白色。

2種CHSA基因類型，在染色體中均順式排列。將白色鑲邊品種和無白色鑲邊品種進(jìn)行雜交，在保持鑲邊品種特性的后代中均可檢測到2種CHSA基因類型，且均順式排列。由此可知，2種CHSA基因類型的存在是花瓣周邊變白及分解CHSA的mRNA的必要條件。因此，可推論2個(gè)順式排列的CHSA基因參與了mRNA的分解，且這種順式排列的基因參與mRNA分解的現(xiàn)象在研究中首次發(fā)現(xiàn)。

從堿基序列特點(diǎn)來看，上述2種CHSA基因，可以認(rèn)為是從矮牽牛園藝起源品種Petunia integrifolia 和Petunia inflata而獲得的。2個(gè)CHSA基因順式排列的構(gòu)造，不是由于某個(gè)基因重復(fù)排列形成，而是由不同種同源染色體相結(jié)合形成。

（李蓮花譯）