山核桃CcFLC同源基因鑒定與表達(dá)分析.pdf

1、山核桃（CaryacathayensisSarg）為胡桃科、山核桃屬,是我國特有的名優(yōu)干果和木本油料樹種,也是重要生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種。其花芽雌雄同株,為菜荑花序類植物,具有單性花成花時(shí)空表達(dá)特異性。由于雌雄花器官發(fā)育存在時(shí)空差異,雄花芽發(fā)育期導(dǎo)致雌花芽大量脫落,直接影響了山核桃的產(chǎn)量。通過對其生長特性和成花決定過程的研究,從形態(tài)學(xué)上已經(jīng)掌握了雌雄花芽分化發(fā)育時(shí)期,但從分子水平上對山核桃成花相關(guān)基因調(diào)控機(jī)理的研究還不是很深入。FLC作為春化作用

2、途徑調(diào)控開花時(shí)間的關(guān)鍵基因,對植物開花控制起決定性的作用,通過抑制下游開花基因的表達(dá)抑制植物開花。本課題組通過對山核桃雌花發(fā)生發(fā)育過程兩個不同階段的混合樣品進(jìn)行454測序,其中測得CcFLC存在兩個完整的ORF,本研究對這兩個ORF從山核桃花芽中進(jìn)行PCR鑒定,利用實(shí)時(shí)定量PCR和原位雜交分析它們在山核桃不同時(shí)期不同組織中的表達(dá)情況。為進(jìn)一步探索山核桃成花調(diào)控機(jī)理并從根本上提高山核桃產(chǎn)量奠定一定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下:
　　 (

3、1)從山.核桃花芽中鑒定到CcFLC同源基因兩個ORF,大小分別為639bp和612bp,都包含_個TAA終止密碼子,編碼212個和203個氨基酸,初步命名為CcFLCI（GenBank登錄號為JQ829074）、CcFLC2（GenBank登錄號為JQ829075）。生物信息學(xué)分析表明,這兩個氨基酸都具有MADS-box基因家族結(jié)構(gòu)域,初步確定CcFLC1和CcFLC2屬于MADS-box家族中的成員;BLAST比對結(jié)果顯示,它們核苷

4、酸和氨基酸水平同源性分別為78％和67％,其中5’端高度同源,3’端差異較大。氨基酸疏水性分析顯示,CcFLC1和CcFLC2蛋白都有較強(qiáng)的親水性,都沒有跨膜結(jié)構(gòu)域。
　　 (2)與已報(bào)道其他物種FLC氨基酸同源序列進(jìn)行比對,結(jié)果表明,CcFLC1、CcFLC2與太行花TrMADS3(AB061200.1)分別具有53％,57％的同源性,與梨PpFLC(BAI99733.1)的同源性分別為52％,56％,表明它們與太行花和梨的同

5、源基因FLC親緣關(guān)系較近。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明,CcFLC1和CcFLC2聚類同-分支上。
　　 (3)實(shí)時(shí)定量PCR分析表明,CcFLCI和CcFLC2在山核桃幼莖、幼葉、項(xiàng)芽、雌花芽和雄花芽中都有表達(dá),CcFLC2的表達(dá)水平較低,CcFLC1則有較高的表達(dá)量,且不同組織表達(dá)差異很大。CcFLC1在雄花芽中的表達(dá)最高,其次是幼莖、幼葉和頂芽,在雌花芽表達(dá)最低;CcFLC2在幼莖、幼葉和雄花芽中從ll月份開始一直呈下調(diào)表達(dá)趨勢,但

6、表達(dá)差異不顯著;在雌花芽中的表達(dá)最高。
　　 (4)原位雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雌花芽由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長之前,CcFLCl在營養(yǎng)分生組織和生殖分生組織中表達(dá)強(qiáng)烈,CcFLC2的表達(dá)在此階段不是很強(qiáng)烈。隨著雌雄花芽的進(jìn)一步發(fā)育,CcFLCl在腋芽原基、頂端分生組織的雜交信號比之前減弱,CcFLC2在頂端分生組織表達(dá)強(qiáng)烈。這些結(jié)果說明FLC同源基因可能在山核桃這種多年生植物和一、二年生植物相比發(fā)生功能分化,它們可能在不同時(shí)間抑制雌雄花