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Expression of class I knotted1-like homeobox genes in the storage roots of sweetpotato (Ipomoea batatas)

甘薯 生物 同源盒 基因 同源异型基因 旋花科 形成层 MADS箱 植物 基因表达 贮藏蛋白 EMX2型 木质部 遗传学 拟南芥 突变体
作者
Masaru Tanaka,Nakao Kato,Hiroki Nakayama,Makoto Nakatani,Yoshihito Takahata
出处
期刊:Journal of Plant Physiology [Elsevier]
卷期号:165 (16): 1726-1735 被引量:67
标识
DOI:10.1016/j.jplph.2007.11.009
摘要

As a first step in clarifying the involvement of class I knotted1-like homeobox (KNOXI) genes in the storage root development of sweetpotato (Ipomoea batatas), we isolated three KNOXI genes, named Ibkn1, Ibkn2 and Ibkn3, expressed in the storage roots. Phylogenetic analysis showed that Ibkn1 was homologous to the SHOOT MERISTEMLESS (STM) gene of Arabidopsis, while Ibkn2 and Ibkn3 were homologous to the BREVIPEDICELLUS (BP) gene. Of these, expression of Ibkn1 and Ibkn2 were upregulated in developing and mature storage roots compared with fibrous roots. Ibkn1 and Ibkn2 showed different expression patterns in the storage roots. Ibkn1 was preferentially expressed at the proximal end and around the primary vascular cambium, while Ibkn2 expression was highest in the thickest part and lower in both the proximal and distal ends. In contrast to Ibkn1 and Ibkn2, expression of Ibkn3 in roots was not consistent among sweetpotato cultivars. The distribution of endogenous trans-zeatin riboside (t-ZR) in sweetpotato roots showed a similarity to the expression pattern of KNOXI genes, supporting the idea that KNOXI genes control cytokinin levels in the storage roots. The physiological functions of these KNOXI genes in storage root development are discussed.
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