森林草莓中反应调控因子的鉴定及表达模式分析

• 作 者: 杨迎春
• 机 构: 南京农业大学
• 出 处: 南京农业大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 草莓 反应调控因子 系统发生 组织特异性 抗逆性

草毒(Fragaria × ananassa Duch)属于蔷薇科、草莓属多年生草本植物,原产于南美洲,由于草莓具有很高的营养价值及保健功能,因此在各地广泛种植,颇受消费者喜爱。森林草莓(Fragariavescaa)是二倍体草毒,且基因组测序已经完成,由于其易于种植和繁殖的特点,可作为栽培草莓及其他蔷薇科植物的模式植物。反应调控因子是双组份信号系统的重要组成部分,参与细胞分裂素、逆境等的响应,对植物的生长发育具有重要的调控作用。通过对反应调控因子的鉴定及对其功能的分析,进而通过特异性的调控基因表达,能增强作物的抗逆性,调节植物生长发育,使作物生长发育达到预期目标。本实验以森林草莓为研究对象,利用生物信息学方法对草莓基因组中存在的反应调控因子进行鉴定和进化分析,并以Hawaii 4为植物材料,对草莓中反应调控因子的组织特异性、抗逆性及对ABA的响应进行了分析,以确定各个反应调控因子的表达模式及对逆境的不同响应,为以后对草莓反应调控因子的功能研究打下基础。主要研究结果如下:1.利用拟南芥中的所有反应调控因子序列对草莓数据库进行比对,找出草莓中所有可能的反应调控因子,再通过Pfam对结构域进行验证,进而对鉴定得到的反应调控因子进行系统进化树分析、顺式元件分析、外显子和内含子分布结构分析。结果表明:草莓中有18个反应调控因子,根据这些反应调控因子的序列结构和进化树分析,可进一步将这18个反应调控因子分为A类(FvRR1-7)、B类(FvRR8-14)和C类(FvRR15-1);大多数拟南芥和草莓中的反应调控因子在进化树上均有其相应的直系同源基因的存在,表明反应调控因子在拟南芥和草莓这两个物种中的进化比较保守,可以根据拟南芥中反应调控因子的功能对草莓中反应调控因子的功能进行预测。2.在草莓生殖生长时期,选取草莓的根、茎、匍匐茎、叶、花、幼果和成熟果,利用实时定量PCR检测各个反应调控因子在不同组织和器官中的表达情况。结果表明:多数A类和B类反应调控因子主要在营养组织中表达,而C类反应调控因子主要在繁殖器官中表达;从实时定量PCR的结果来看,A类反应调控因子中的FvRR1、FvRR2和FvRR3具有相对较高的表达量,而A类反应调控因子中的FvRR7、B类反应调控因子中的FvRRR12、FvRR14及C类反应调控因子中的FvRR16和FvRR17的表达量相对较低.3.在草莓幼苗期,对草莓进行高温、高盐、脱水及ABA处理,利用实时定量PCR检测草莓中各个反应调控因子在根中和叶中对不同处理的响应.结果表明:在不同的处理条件下,草莓中的多数反应调控因子表达下调；不同的反应调控因子对本实验采用的一种或多种处理,存在相同的响应模式,表明了不同的反应调控因子间可能存在功能冗余性;同一个反应调控因子对不同的处理表现出不同的响应模式,表明反应调控因子在不同的逆境中发挥不同的作用;此外,在同样的处理条件下,一些反应调控因子在根和叶中表现出不同的响应模式。