富士蘋果短枝型性狀相關(guān)基因的分離及表達(dá).pdf

1、芽變選種是優(yōu)中選優(yōu)，是果樹品種改良的重要途徑之一。通過芽變選種，使果樹株型、著色等農(nóng)藝和品質(zhì)性狀得到了有效改良，推動了果樹品種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整與升級換代。短枝型芽變品種因其優(yōu)異的株型特征，使矮化密植集約化栽培方式得到有力的推廣，推動了世界蘋果栽培制度的變革，促進(jìn)了蘋果產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。所以，進(jìn)一步探討短枝型芽變的形成機(jī)理對蘋果品種改良及蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
　　 本文以富士蘋果短枝型芽變‘龍富短枝’和非短枝型對照品種‘長富二號

2、’為試材，深入研究短枝型芽變形成的調(diào)控機(jī)理。文中分別測量了兩試材枝條的節(jié)間長度和果型指數(shù)等指標(biāo)：測定了兩試材的內(nèi)源激素赤霉素含量；克隆了赤霉素合成途徑中關(guān)鍵基因，并對其表達(dá)模式進(jìn)行了分析：以‘龍富短枝’為研究材料，‘長富二號’作為參照，采用抑制性差減雜交技術(shù)分析了兩者基因組表達(dá)的差異；克隆了赤霉素受體MdGID1基因和DELLA蛋白，并分析其表達(dá)模式。主要研究成果如下：
　　 1.測量了‘龍富短枝’和‘長富二號’枝條的節(jié)間長度及

3、果型指數(shù)等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在花后的4個(gè)時(shí)期，兩試材枝條的節(jié)間長度均存在明顯差異，‘龍富短枝’枝條節(jié)間的平均長度為2.0cm，‘長富二號’指條節(jié)間的平均長度為2.6cm。二者的果型指數(shù)、單果重及果實(shí)糖酸比差異均不顯著。
　　 2.利用HPLC測定了兩試材內(nèi)源激素赤霉素的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在花后四個(gè)時(shí)期，赤霉素含量在兩試材中均呈先升高后下降的趨勢。在花后80d，兩試材的赤霉素含量存在明顯差異，‘龍富短枝’中赤霉素含量為110ng·g-

4、1FW，‘長富二號’為249ng·g-1FW。初步結(jié)果認(rèn)為，由于‘龍富短枝’中赤霉素含量的降低，使其發(fā)生了短枝型突變現(xiàn)象
　　 3.利用同源克隆技術(shù)分離得到赤霉素合成途徑中關(guān)鍵基因GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶cDNA序列，并分析了其在兩試材中的表達(dá)模式。結(jié)果顯示，GA20-氧化酶和貝殼杉烯氧化酶cDNA序列在兩試材中相同，無堿基突變、插入或缺失現(xiàn)象；其相對表達(dá)量的變化趨勢與赤霉素含量的變化趨勢相似。初步結(jié)果表明，GA20-氧

5、化酶和貝殼杉烯氧化酶基因在兩試材中的表達(dá)量差異，是造成其赤霉素含量變化的原因。
　　 4.利用抑制性差減雜交結(jié)合Real-timePCR技術(shù)，分析了在兩材料中差異表達(dá)的基因，并根據(jù)其功能對差異基因進(jìn)行分類。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩試材中有大量差異表達(dá)的基因，主要參與代謝過程、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)運(yùn)、光形態(tài)建成和響應(yīng)脅迫。
　　 5.利用RT-PCR和RACE技術(shù)分離得到短枝型芽變‘龍富短枝’中赤霉素受體MdGID1基因cDNA序列。結(jié)果顯示

6、，MdGID1全長1041bp，編碼346個(gè)氨基酸；序列比對及進(jìn)化樹分析結(jié)果顯示MdGID1與其它植物中赤霉素受體GID1同源性很高。初步證明MdGID1是蘋果中的赤霉素受體。
　　 6.利用High-Tail技術(shù)分離得到MdGID1的基因組及其上游調(diào)控序列，并對其進(jìn)行分析。結(jié)果表明，MdGID1含有兩個(gè)外顯子和一個(gè)內(nèi)含子；上游調(diào)控序列具有植物激素、光和溫度等順式作用元件。Real-timePCR分析發(fā)現(xiàn)，MdGID1在蘋果枝條