论文部分内容阅读
洋葱(Allium cepa L.)为单子叶天门冬目(Asparagale)葱科(Alliacea)葱属(Allium)两年生二倍体(2n=2x=16)蔬菜作物,原产于亚洲,因含有丰富的营养成分和耐储运等特点而被广泛种植。为解释洋葱花器官发育的分子机制,本研究以紫皮洋葱常规品种‘RUPI’为实验材料,应用RACE方法克隆了6个洋葱MADS-box基因AcFUL、AcDEF, AcPI、AcAG、AcAGL6和AcSEP3的全长cDNA序列,基于生物信息学方法对基因的氨基酸序列进行了序列特征分析和系统发育分析。半定量RT-PCR和实时定量PCR分析基因在洋葱不同器官的表达模式。本研究结果为深入阐释洋葱花器官同源异型MADS-box基因调控花发育的分子机理奠定了基础。(1)应用RACE方法获得了包含完整开放阅读框的AcFUL、AcDEF、AcPI、 AcAG、AcAGL6和AcSEP3基因的全长cDNA序列。(2)为阐释所克隆基因与已确认的MADS-box基因之间的同源性,利用生物信息学相关软件对6个基因的氨基酸序列进行了序列特征和系统发育分析。序列特征分析结果显示,AcFUL、AcDEF, AcPI、AcAG、AcAGL6和AcSEP3基因分别编码242、205、224、229、241和240个氨基酸,其氨基酸序列都具有典型的MIKC型结构,多肽链的C末端分别含有A、B、C、E功能基因家族特有的基序。系统发育分析表明,AcFUL基因属于单子叶A功能基因中的FUL-like进化系；AcPl基因和AcDEF基因分别属于单子叶B功能基因家族的PI/GLO进化系和AP3/DEF进化系；AcAG基因属于单子叶C功能基因家族的AG-like进化系；AcAGL6基因属于单子叶E功能基因家族的AGL6-like进化系；AcSEP3基因属于单子叶E功能基因家族的SEP3-like进化系。(3)半定量RT-PCR和实时定量PCR分析结果表明：洋葱的6个MADS-box基因在所有的花器官中均能检测到表达,在营养器官中未检测到表达信号或者低水平表达。AcFUL基因在花蕾、叶和花葶中低水平表达,在膜状总苞、雄蕊和花瓣中中等水平表达,在心皮和开放的花中高水平表达,这些揭示了AcFUL基因不仅参与花器官特性的决定,还可能与果实和叶片发育有关；AcPI和AcDEF基因在花瓣和雄蕊高水平表达,在膜状总苞、花瓣、花蕾、开放的花和花葶中中等水平表达,在根、假茎和叶中低水平表达,与B功能基因主要决定花瓣和雄蕊的特性相符；AcAG基因特异地在雌雄蕊中高水平表达,在膜状总苞、花瓣、花蕾和开放的花中中等水平表达,与C功能基因主要决定雌雄蕊的特性相符；AcAGL6基因在根、假茎、叶片和花葶中低水平表达,在膜状总苞、花瓣、雄蕊、心皮、花蕾和开放的花中的表达量呈现递增的趋势；AcSEP3基因在4轮花器官花蕾和开放的花中的表达量基本一致,与E功能基因参与四轮花器官决定过程相符。