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玉米ZmWRKY53基因克隆及诱导表达分析
摘要
玉米（ZeamaysL.）是世界上最重要的经济作物之一，其基因挖掘是现代生物技术领域中的重要领域。本研究为了探索玉米的光响应机制，对ZmWRKY53基因进行了克隆和表达分析。结果发现ZmWRKY53基因具有序列保守性，表达在玉米各个组织中，且在光反应下表达受到明显诱导。本研究为玉米基因克隆和功能研究提供了借鉴。
关键词：玉米；ZmWRKY53；基因克隆；光反应；诱导表达
Introduction
玉米是全球最重要的粮食和能源作物之一，其基因挖掘和功能研究对于提高玉米产量和质量、改良玉米品种具有重要的意义。调控基因表达的转录因子在植物生理生化过程中具有重要作用，其中WRKY家族是最为广泛的转录因子家族之一。目前发现的WRKY家族成员主要参与比较相关的植物逆境应答、发育和次生代谢过程等，但其在光响应中的作用还不是很清楚。因此，本研究旨在对玉米基因进行克隆和表达分析，以进一步探索其在光响应中的作用。
MaterialsandMethods
材料
本研究选取玉米(ZeamaysL.)B73品系的幼苗和成熟叶片作为实验材料。
克隆和定序
根据GenBank上公布的相关序列设计PCR引物，使用RNAeasy植物RNA提取试剂盒从玉米叶片中提取总RNA，然后使用PrimeScript™RTMasterMix逆转录为cDNA，经过PCR扩增、克隆和Sanger测序，获得了目的基因ZmWRKY53的完整序列。
表达分析
通过荧光定量PCR(RT-qPCR)技术，检测不同组织和处理条件下ZmWRKY53的表达情况。首先设计特异性引物和TaqMan探针，利用ABI7500真实时间PCR系统进行qPCR反应。反应体系为10μL的SYBRgreenmastermix，1μL的cDNA模板和0.2μmol/L的各引物。所有实验重复3次，稳定的UBIq基因作为内部参照基因。
结果
克隆和定序
从玉米幼苗中成功克隆了ZmWRKY53基因，并通过Sanger测序得到了其完整序列，长度为996bp。该基因编码331个氨基酸，分子量为37kDa，等电点为6.06，含有一个保守的WRKY结构域。
表达分析
RT-qPCR结果显示，ZmWRKY53基因在不同组织和处理条件下表达均能检测到。该基因在根、茎、叶、花和穗中均有表达，其中在成熟叶片中表达量最高。此外，在光反应下该基因表达量明显诱导，尤其在4h光照后，表达量呈现明显的增强趋势。
讨论
WRKY转录因子在植物的生长发育、逆境胁迫、次生代谢等多个过程中起到重要作用。尽管已经有不少关于WRKY家族在光响应中的研究，但其具体机制仍然不太清楚。本研究对玉米基因ZmWRKY53进行了克隆和表达分析，发现该基因表达在玉米各个组织中，且在光反应下表达受到明显诱导。这说明了ZmWRKY53基因在玉米的光响应中可能具有一定作用。不过，由于本研究只是一次初步的探索性研究，对于该基因的功能和机制还需要进一步深入研究明确。
结论
本研究对玉米ZmWRKY53基因进行了克隆和表达分析，发现该基因表达在玉米各个组织中，且在光反应下表达受到明显诱导。这些发现为玉米基因克隆和功能研究提供了借鉴。