匍匐翦股颖GIGANTEA基因克隆、亚细胞定位及表达分析

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.09.003

草地学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (9): 2777-2785.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.09.003

匍匐翦股颖GIGANTEA基因克隆、亚细胞定位及表达分析

夏青青, 艾晔, 曾丽萍, 晁跃辉

北京林业大学草业与草原学院, 北京 100083

收稿日期:2024-10-23 修回日期:2024-12-10 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-22
通讯作者: 曾丽萍，E-mail：zenglp@bjfu.edu.cn
作者简介:夏青青（2000-），女，汉族，天津人，硕士研究生，主要从事草地植物遗传育种研究，E-mail：1094211101@qq.com
基金资助:
内蒙古草业技术创新中心有限公司项目（CCPTZX2023B04）资助

Cloning， Subcellular Localization and Expression Analysis of GIGANTEA gene in Agrostis stolonifera L.

XIA Qing-qing, AI Ye, ZENG Li-ping, CHAO Yue-hui

School of Grassland Science, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

Received:2024-10-23 Revised:2024-12-10 Online:2025-09-15 Published:2025-09-22

摘要/Abstract

摘要： GIGANTEA（GI）是一种植物特有的核蛋白，在耐旱耐盐性等方面具有重要作用。为探究匍匐翦股颖（Agrostis stolonifera）GI基因响应逆境胁迫，本研究选取匍匐翦股颖作为材料，针对匍匐翦股颖GI基因的生物学作用进行了基因克隆，生物信息学分析和亚细胞定位，同时也对其表达水平进行分析。结果表明，AsGI基因完整编码区全长3468 bp，编码1156个氨基酸。系统发育树表明GI基因编码的蛋白质与燕麦（Avena sativa）、黑麦草（Lolium perenne）等禾本科植物的同源蛋白质的进化联系十分相近。亚细胞定位结果显示该蛋白位于细胞核。GI基因在匍匐翦股颖的地上和地下部位均有表达。GI基因在幼嫩植株中表达水平最高，在衰老植株中表达水平最低。荧光定量分析不同激素处理和胁迫处理下的表达模式，IAA，6-BA，GA₃和ABA四种激素均能促进GI表达量的升高，盐和干旱胁迫处理也可诱导GI基因的表达。本研究为深入探究GIGANTEA基因的作用提供参考。

关键词: GIGANTEA, 匍匐翦股颖, 表达分析, 核定位蛋白质, 干旱胁迫, 盐胁迫

Abstract: GIGANTEA （GI） is a plant-specific nuclear protein with important role in drought stress and salt stress. In order to investigate the stress responses of GI gene in Agrostis stolonifera （AsGI）， we carried out gene cloning， subcellular localization and its expression analysis. The results showed that the complete coding region of AsGI is 3468 bp in length and it encoded 1156 amino acids. The phylogenetic tree showed that the protein encoded by the GI gene was relatively close to the evolutionary relationship with homologous proteins of Avena sativa， Lolium perenne and other graminoids. The subcellular localization results showed that the protein located in the nucleus， and the AsGI gene was expressed in both aboveground and belowground parts. The expression of the GI gene varied at different developmental stages， as the highest level in young plants and the lowest level in senescent plants. Analysis of the expression pattern with the treatment of different hormones and stresses showed that four hormones， IAA， 6-BA， GA₃ and ABA could promote the GI gene expression. Salt stress and drought stress also induced the expression of the GI gene.This study lays the foundation for further research on the function of GI gene.

Key words: GIGANTEA, Agrostis stolonifera, Expression analysis, Protein localization nucleus, Salt stress, Drought stress

中图分类号:

Q786

夏青青, 艾晔, 曾丽萍, 晁跃辉. 匍匐翦股颖GIGANTEA基因克隆、亚细胞定位及表达分析[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2777-2785.

XIA Qing-qing, AI Ye, ZENG Li-ping, CHAO Yue-hui. Cloning， Subcellular Localization and Expression Analysis of GIGANTEA gene in Agrostis stolonifera L.[J]. Acta Agrestia Sinica, 2025, 33(9): 2777-2785.

参考文献

[1] ABE M， FUJIWARA M， KUROTANI K，et al. Identification of dynamin as an interactor of rice GIGANTEA by tandem affinity purification[J]. Plant Cell Physiol[J].2008，49（3）： 420-432
[2] 帅敏敏，黄有军. 光周期途径成花关键基因GIGANTEA和CONSTANS的研究进展[J].分子植物育种， 2018，16（17）： 5601-5607
[3] HAN Y， ZHANG X， WANG Y， et al. The suppression of WRKY44 by GIGANTEA-miR172 pathway is involved in drought response of Arabidopsis thaliana[J]. Plos One， 2013， 8（11）： e73541
[4] PARK H J， KIM W Y， YUN D J. A role for GIGANTEA： keeping the balance between flowering and salinity stress tolerance[J]. Plant Signal Behavior， 2013，8（7）：
[5] KUREPA J， SMALLE J， VAN MONTAGU M， et al. Oxidative stress tolerance and longevity in Arabidopsis： the late-flowering mutant gigantea is tolerant to paraquat[J]. The Plant Journal， 1998，14（6）：759-64
[6] AKRAM U.棉花GI基因的耐盐性分析及转基因植株创制[D].中国农业科学院，2021：15
[7] CAO S Q， YE M， JIANG S T. Involvement of GIGANTEA gene in the regulation of the cold stress response in Arabidopsis[J]. Plant Cell Reports， 2024（11）： 683-90
[8] KIM W Y， ALI Z， PARK H J， et al. Release of SOS2 kinase from sequestration with GIGANTEA determines salt tolerance in Arabidopsis[J]. Nataure Communication，2013（4）：1352
[9] DONG L，HOU Z，LI H， et al.Agronomical selection on loss-of-function of GIGANTEA simultaneously facilitates soybean salt tolerance and early maturity[J].Journal of Integrative Plant Biology，2022，64（10）：1866-1882
[10] BADER Z E， BAE M J， ALI A， et al. GIGANTEA-ENHANCED EM LEVEL complex initiates drought escape response via dual function of ABA synthesis and flowering promotion[J]. Plant Signal Behavior， 2023， 18（1）：2180056
[11] 陆玉建，张韩杰，韩文瑜，等.农杆菌介导 rd29A 启动子驱动 otsB 基因转化紫茉莉的研究[J]. 植物研究， 2016， 36（3）： 401-408
[12] 朱俊飞.AsHSP26.8介导匍匐翦股颖逆境胁迫响应的研究[D].保定：河北农业大学，2021：9-11
[13] 魏佳兴，朱俊飞，董康挺等.匍匐翦股颖HSP26.7基因启动子的表达分析[J].草原与草坪，2021，41（1）：55-60
[14] LIVAK K J， SCHMITTGEN T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method[J]. Methods， 2001， 25（4）： 402-408
[15] 肖图舰，马玉华，袁启凤，等. 火龙果节律钟输出基因HpGI的克隆与表达分析[J]. 热带作物学报，2020，41（7）：1298-1304
[16] 姜敏.大豆GmGI基因对植物开花及抗逆的调控研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2016：8-9
[17] 赵翔宇. 小麦花发育重要基因TaGI1与TaMADS1的分离与功能分析[D]. 山东：山东农业大学，2005：6-7
[18] 周晓晨，韩洪强，陈火英，等. 甘蓝型油菜生物节律钟输出基因BnGI的克隆和表达分析[J]. 上海交通大学学报（农业科学版），2014，32（5）：5-11
[19] 孙霞，王秀峰，郑成淑，等. 菊花节律钟输出基因CmGI（GIGANTEA）的 cDNA 全长克隆、序列信息及定量表达分析[J]. 中国农业科学，2012，45（13）：2690-2703
[20] 江苏徐淮地区徐州农业科学研究所（江苏徐州甘薯研究中心）. 一种甘薯GIGANTEA基因启动子、表达盒、重组表达载体及其应用：CN201710929353.3[P]. 2020-03-13
[21] 刘锴栋，袁长春，黎海利，等. 番荔枝节律钟输出基因AsGI的克隆、亚细胞定位与表达分析[J]. 园艺学报，2015，42（12）：2395-2404
[22] 袁星，刘金明，郭彩华，等. 核桃JrGI基因克隆及表达分析[J]. 生物工程学报，2023，39（2）：640-652
[23] BAEK D， KIM W Y， CHA J Y， et al. The GIGANTEA-ENHANCED EM LEVEL Complex Enhances Drought Tolerance via Regulation of Abscisic Acid Synthesis[J]. Plant Physiol， 2020，184（1）：443-458
[24] 张锐. 棉花COL家族基因的鉴定、表达与进化分析[D]. 江苏：南京农业大学，2014：8-10
[25] 李艳茹，董笛，晁跃辉.蒺藜苜蓿MtBOP的克隆、亚细胞定位及表达分析[J].草地学报，2024，32（10）：3026-3033
[26] WU R， LIU W H， LIANG G L， et al. Cloning and expression analysis of the AsGRAS36 gene in oat[J]. Acta Agrestia Sinica， 2024， 32（11）： 3371-3382
[27] 唐维，刘亚菊，张允刚，等.植物GI基因生理功能研究进展[J].分子植物育种，2014，12（5）：1044-1049
[28] 陈楚怡，杨小梅，陈胜艳等.ABA和干旱胁迫下菊花脑ZF-HD基因家族的表达分析[J].生物技术通报，2023，39（11）：270-282
[29] CHECKER V G， CHHIBBAR A K， KHURANA P. Stress-in ducible expression of barley Hva1 gene in transgenic mul berry displays enhanced tolerance against drought， salinity and cold stress[J]. Transgenic Research， 2012，21（5）：939-957
[30] 王文凤. 柑橘ClGI基因的表达分析及功能验证[D]. 湖北：华中农业大学，2019：5-11
[31] 万永欢. CiGI调控柑橘干旱成花的机制解析[D]. 湖北：华中农业大学，2021：7-9
[32] 张璇. 月季耐热相关蛋白编码基因的克隆与功能鉴定[D]. 上海：复旦大学，2014：6-7
[33] MISHRA P， PANIGRAHI K C. GIGANTEA-an emerging story[J]. Frontiers in Plant Science， 2015， 6： 8
[34] 苏秋钰，方传雷，曹羊，等.水曲柳节律相关GIGANTEA基因的克隆及同源性比对分析[J].安徽农业科学，2014，42（8）：2297-2300
[35] 李波，陈小翔，张文军等.外源GA_3和ABA对烤烟内源激素调控效应和常规化学成分的影响[J].浙江农业科学，2024，65（1）：181-189
[36] ZOU W P， ZHAI J X， LI D N， et al. Identification of alfalfa NAC gene family and analysis of their expression patterns under abiotic stress[J]. Acta Agrestia Sinica， 2024， 32（8）： 2440-2458

匍匐翦股颖GIGANTEA基因克隆、亚细胞定位及表达分析

Cloning， Subcellular Localization and Expression Analysis of GIGANTEA gene in Agrostis stolonifera L.

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	唐国建, 杨金梅, 蒙元燕, 宋琼梅, 孙婷, 王艺, 武丹, 许留兴. 意大利黑麦草表面微生物对环境胁迫的响应[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2873-2879.
[2]	蒋庆雪, 包秀霞, 殷国梅, 张志鹏, 王学敏, 廉勇. 干旱胁迫对多根葱种子超微结构及内源激素的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2114-2122.
[3]	陈钰, 褚红丽, 杜文华. 基于生理生化指标8份饲用小黑麦品种（系）抗旱性评价[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2238-2248.
[4]	曾怡, 袁嘉苗, 杨静, 王玉祥. 23份紫花苜蓿材料萌发期的耐盐性综合评价[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2249-2261.
[5]	曾雨, 祝建刚, 杜雨, 刘筠, 贾西贝, 郭咏淳, 马瑞, 马彦军. 黑果枸杞GATA转录因子家族鉴定与生物信息学分析[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1724-1735.
[6]	韩占江, 赵晴晴, 姜黎. 药用植物罗布麻和白麻的耐盐特性研究[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1800-1806.
[7]	王怡婷, 刘宇, 韩悦, 念壬婕, 姜恒越, 崔莹, 杨志民, 张夏香. 模拟干旱和盐胁迫对粉黛乱子草种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(5): 1465-1472.
[8]	朱奇萌, 何琳琳, 吴廷达, 张驰, 冉福, 李娟霞, 闫玉邦, 朱雅楠, 张才忠, 白小明. 甘肃南部地区10份野生沿阶草种质资源耐盐性综合评价[J]. 草地学报, 2025, 33(5): 1588-1601.
[9]	李进, 杨艳娇, 贾志锋, 周青平, 陈仕勇. 饲用燕麦TLP基因家族鉴定及干旱胁迫下表达模式分析[J]. 草地学报, 2025, 33(4): 1029-1038.
[10]	张亚慧, 牛莉, 王永新, 张晓燕, 张田, 夏方山, 赵祥, 朱慧森. 外源硫化氢对干旱胁迫下达乌里胡枝子种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(4): 1192-1200.
[11]	雷俊锋, 王沛, 陈有军, 周青平, 汪辉. 基于RGB成像技术估算盐胁迫下紫花苜蓿幼苗生长性能[J]. 草地学报, 2025, 33(4): 1201-1210.
[12]	冉姝琪, 朱天奇, 余易泽, 李晗玉, 刘铁芫, 许岳飞. 高羊茅根际耐盐促生真菌的分离鉴定及其促生效果评价[J]. 草地学报, 2025, 33(4): 1327-1334.
[13]	张岩, 陈崎, 代蕊, 李建伟, 边林, 张志强. 紫花苜蓿MsTIFY77基因克隆及表达分析[J]. 草地学报, 2025, 33(3): 719-727.
[14]	李长然, 刘婧禹, 李若鸿, 毛培胜. 生物炭结壳包衣对蒙古冰草萌发期抗旱特性的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(3): 960-967.
[15]	张杰敏, 张金成, 李嘉俊, 夏方山, 李尹琳, 曾佳. 抗坏血酸引发对盐胁迫下燕麦幼苗线粒体抗氧化性能的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(2): 481-488.