论文部分内容阅读
成花是果树结实的前提,深入研究花发育的机理对于果树栽培与育种工作的发展以及促进果品生产都具有重要意义。因此,果树开花机理的研究一直备受果树研究者的重视。与一年生植物不同,大多数果树的花器官在开花前是以花芽形式存在,这一特点使果树花芽成为研究自然界花发育的独特材料之一。果树童期是实生树从种子萌发到具有开花潜能之前,采取任何措施都不能人工诱致开花的发育时期。对木本植物的育种和以果实为收获对象的果树种类来说,童期是缩短育种期限和早期丰产的严重障碍。因此对于如何缩短童期,促进开花的研究具有重要的现实意义。本文结合模式植物花发育的研究热点,对柱型苹果花发育相关的重要基因进行了研究。
本试验利用同源基因克隆的方法,以柱型苹果的早花株系为试材,用RT-PCR的方法克隆得到柱型苹果花发育相关基因MdFLC及MdSOC1,并对其核苷酸和编码的氨基酸序列进行分析,为从分子水平上分析柱型苹果的早花机理以及今后通过基因工程手段缩短苹果童期打下基础。同时利用Real-timePCR技术检测FLC及SOC1基因在柱型和富士苹果中的相对表达量,试图从分子水平上解释机理FLC及SOC1基因的作用机理。研究结果如下:
1.以柱型苹果花芽为供试材料,利用同源基因克隆方法从花芽中克隆得到苹果成花途径中的3个关键基因MdFLC和MdSOCla,MdSOClb,其中克隆得到的MdSOCla和MdSOClb基因为MADS-box基因家族的两个同源基因。
2.运用生物信息学对获得的MdFLC和MdSOCla,MdSOClb的核苷酸以及编码的氨基酸序列进行分析。分析结果表明,MdFLC开放阅读框长度为603bp,编码201个氨基酸,推测蛋白质分子量为47.68kD,等电点为5.18;MdSOCla开放阅读框长度为708bp,编码235个氨基酸,推测蛋白质分子量为26.95kD,等电点为9.13;MdSOClb开放阅读框长度为717bp,编码238个氨基酸,推测蛋白质分子量为27.49kD,等电点为9.61。MdSOCla和MdSOClb的编码区碱基序列相似性为83.49%,氨基酸的相似性为73.72%。MdSOCla蛋白的二级结构有8个α-螺旋,5个β折叠区,13个β-转角;而MdSOClb蛋白有11个α-螺旋,7个β折叠区,11个β-转角;MdFLC蛋白二级结构包含9个α-螺旋,2个β-折叠区和12个β-转角。氨基酸亲水性分析显示MdSOCla、MdSOClb和MdFLC蛋白的大多数氨基酸为亲水性氨基酸。
3.利用Real-timePCR技术检测MdFL及MdSOC1基因在富士苹果和柱型苹果株系(95-31,95-41,95-45,95-107,95-152)中花芽和花不同部位中(花瓣,花蕊,花萼,花托)的相对表达量,分析结果表明MdFLC和MdSOC1基因在富士及柱型苹果株系的花芽和花不同部位(花瓣、花蕊、花萼、花托)均有表达:MdFLC在柱型苹果花芽、花瓣、花蕊、花萼及花托中的表达量均低于在富士苹果中对应部位的表达量,而MdSOC1在柱型苹果花芽、花瓣、花蕊、花萼及花托中的表达量均高于富士苹果中对应部位的表达量,MdSOC1在花芽和花的不同部位中的表达量以花托中最高,MdFLC并没有明确的显示出在花的某个特定部位的高表达量。