参与m RNA分解的2个顺式排列基因

中山真义

参与m RNA分解的2个顺式排列基因

中山真义

研究以矮牵牛为实验材料进行花色稳定性研究，以证明其花色变白原因。

矮牵牛的某些品种，具有白颜色镶边的花瓣（图1）。现已证明，花瓣边缘有白色镶边是由于查尔酮合成酶（CHSA）的mRNA含量减少而导致花青素合成受阻而引起的。该文主要研究CHSA中mRNA表达量降低的机理。

所有矮牵牛镶边品种，均具2种结构非常相似的CHSA（图1）基因，即CHSA的mRNA未成熟型和成熟型。检测花瓣外围白色部分发现，未成熟型的mRNA表达量没有减少，而成熟型的有所减少（图2）。

图1 矮牵牛的镶边品种和镶边品种的2个CHSA结构

图2 镶边花瓣中CHSA的mRNA（成熟型）、pre-mRNA（未成熟型）及siRNA

另一方面，与CHSA基因序列相似的较短siRNA，只在白色部位检测到（图2），siRNA的存在，证明成熟型mRNA已被分解。检测到的siRNA来自CHSA的mRNA，且在双螺旋结构下才能形成。在花瓣周边，CHSA的mRNA成熟后，形成双链结构，该双链结构由siRNA为媒介被分解，导致花青素合成受阻，从而出现白色。

2种CHSA基因类型，在染色体中均顺式排列。将白色镶边品种和无白色镶边品种进行杂交，在保持镶边品种特性的后代中均可检测到2种CHSA基因类型，且均顺式排列。由此可知，2种CHSA基因类型的存在是花瓣周边变白及分解CHSA的mRNA的必要条件。因此，可推论2个顺式排列的CHSA基因参与了mRNA的分解，且这种顺式排列的基因参与mRNA分解的现象在研究中首次发现。

从碱基序列特点来看，上述2种CHSA基因，可以认为是从矮牵牛园艺起源品种Petunia integrifolia 和Petunia inflata而获得的。2个CHSA基因顺式排列的构造，不是由于某个基因重复排列形成，而是由不同种同源染色体相结合形成。

（李莲花译）