玉米光敏色素A1与A2在各种光处理下的转录表达特性

光敏色素是一类红光/远红光受体，它们在植物体内有非活性形式的红光吸收型(Pr)和活性形式远红光吸收型(Pfr)2种状态，通常其活性形式负责调控植物的种子萌发、株高、开花时间和避荫性等生长发育过程。在禾本科中，光敏色素只有 PHYA、PHYB 和 PHYC 三个基因亚家族，古四倍体化造成的玉米光敏色素基因有6个成员，即PHYA1、PHYA2、PHYB1、PHYB2、PHYC1和PHYC2。光敏色素A参与抑制下胚轴的伸长、促进张开子叶和花青素的积累、阻断持续远红光条件下的变绿。为了评价ZmPHYA1和ZmPHYA2对光的响应能力及其功能差异，本研究采用实时定量PCR技术分析玉米自交系B73和Mo17中ZmPHYA1和ZmPHYA2对不同光照处理响应的表达模式。结果表明玉米光敏色素A主要在叶片和花丝中表达，并且ZmPHYA1转录丰度是ZmPHYA2的2~8倍；玉米自交系B73和Mo17中胚轴在黑暗、远红光和蓝光条件下较红光和白光下更长。ZmPHYA1和ZmPHYA2的转录水平在持续远红光和蓝光条件下均较高；并且均较迅速响应黑暗到远红光和蓝光光质转换，但是前者的丰度显著高于后者， ZmPHYA1在远红光下更重要，而ZmPHYA2在蓝光下更重要。ZmPHYA1和ZmPHYA2同样响应于黑暗到红光和白光的转换，并且ZmPHYA1和ZmPHYA2表达模式基本一致。ZmPHYA1和ZmPHYA2的表达均能响应长日照和短日照处理，但是ZmPHYA1转录丰度高于ZmPHYA2的2~5倍。以上结果表明， ZmPHYA1和ZmPHYA2的转录能有效地响应各种光处理，可能ZmPHYA1在作物改良上比ZmPHYA2更有效。本研究为进一步了解ZmPHYA1和ZmPHYA2基因功能以及评价二者的光反应能力提供了理论基础。