【摘 要】
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芸薹属植物甘蓝的自交不亲和性是由花粉决定因子与柱头决定因子共同控制，柱头接受来自花粉的信号后调控下游的信号传递.研究甘蓝自交不亲和柱头响应基因BoStZ的功能，可以了解授粉后下游信号通路中柱头表达基因在此过程中所发挥的分子机制.本研究中以高自交不亲和系甘蓝A4为材料，取花期自花授粉15 min、30min、1h后的柱头进行转录组测序分析，发现BoStZ基因表达量在自花授粉后出现下调，在30 min
【机 构】
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西南大学园艺园林学院,重庆400700 西南大学农学与生物科技学院,重庆400700
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芸薹属植物甘蓝的自交不亲和性是由花粉决定因子与柱头决定因子共同控制，柱头接受来自花粉的信号后调控下游的信号传递.研究甘蓝自交不亲和柱头响应基因BoStZ的功能，可以了解授粉后下游信号通路中柱头表达基因在此过程中所发挥的分子机制.本研究中以高自交不亲和系甘蓝A4为材料，取花期自花授粉15 min、30min、1h后的柱头进行转录组测序分析，发现BoStZ基因表达量在自花授粉后出现下调，在30 min时表达量达到最低.基因克隆及测序分析BoStZ基因编码一个锌指蛋白，在十字花科植物中高度保守.利用GUS表达标签融合BoStZ启动子进行组织特异性表达分析，构建pBoStZ∷GUS表达载体并通过农杆菌介导转入拟南芥中，取阳性转基因植株进行GUS显色，发现BoStZ在拟南芥萼片、花丝、柱头和根中均有表达，根部主要在根尖分生区以及伸长区中表达.构建BoStZ-GFP表达载体转入拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析，利用共聚焦显微镜在细胞核中发现绿色荧光信号，说明BoStZ定位于细胞核中，是一个包含锌指蛋白的转录因子.BoStZ同源基因拟南芥突变体中发现种子萌发后主根根尖不能正常生长，同时产生的侧根数明显多于野生型中.突变体果荚在扫描电子扫面显微镜下观察到柱头变短，果荚顶端两侧膨大，花丝形态发生变化，果荚中籽粒较少.体外花粉萌发试验证明突变体中花粉萌发率显著偏低，导致授粉后果荚中籽粒较少，说明BoStZ通过影响花丝的细胞分裂来控制花粉的萌发活力.上述研究结果表明：BoStZ基因是一个锌指蛋白转录因子，为自交不亲和反应的下游响应基因，在自花授粉过程中响应自交不亲和反应.
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