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山核桃CcFLC同源基因鉴定与表达分析

杨希宏  
【摘要】:山核桃(Carya cathayensis Sarg)为胡桃科、山核桃属,是我国特有的名优干果和木本油料树种,也是重要生态经济树种。其花芽雌雄同株,为葇荑花序类植物,具有单性花成花时空表达特异性。由于雌雄花器官发育存在时空差异,雄花芽发育期导致雌花芽大量脱落,直接影响了山核桃的产量。通过对其生长特性和成花决定过程的研究,从形态学上已经掌握了雌雄花芽分化发育时期,但从分子水平上对山核桃成花相关基因调控机理的研究还不是很深入。FLC作为春化作用途径调控开花时间的关键基因,对植物开花控制起决定性的作用,通过抑制下游开花基因的表达抑制植物开花。本课题组通过对山核桃雌花发生发育过程两个不同阶段的混合样品进行454测序,其中测得CcFLC存在两个完整的ORF,本研究对这两个ORF从山核桃花芽中进行PCR鉴定,利用实时定量PCR和原位杂交分析它们在山核桃不同时期不同组织中的表达情况。为进一步探索山核桃成花调控机理并从根本上提高山核桃产量奠定一定基础。主要研究结论如下: (1)从山核桃花芽中鉴定到CcFLC同源基因两个ORF,大小分别为639bp和612bp,都包含一个TAA终止密码子,编码212个和203个氨基酸,初步命名为CcFLC1(GenBank登录号为JQ829074)、CcFLC2(GenBank登录号为JQ829075)。生物信息学分析表明,这两个氨基酸都具有MADS-box基因家族结构域,初步确定CcFLC1和CcFLC2属于MADS-box家族中的成员;BLAST比对结果显示,它们核苷酸和氨基酸水平同源性分别为78%和67%,其中5'端高度同源,3'端差异较大。氨基酸疏水性分析显示,CcFLC1和CcFLC2蛋白都有较强的亲水性,都没有跨膜结构域。 (2)与已报道其他物种FLC氨基酸同源序列进行比对,结果表明,CcFLC1、CcFLC2与太行花TrMADS3(ABO61200.1)分别具有53%,57%的同源性,与梨PpFLC(BAI99733.1)的同源性分别为52%,56%,表明它们与太行花和梨的同源基因FLC亲缘关系较近。系统进化树分析表明,CcFLC1和CcFLC2聚类同一分支上。 (3)实时定量PCR分析表明,CcFLC1和CcFLC2在山核桃幼茎、幼叶、顶芽、雌花芽和雄花芽中都有表达,CcFLC2的表达水平较低,CcFLC1则有较高的表达量,且不同组织表达差异很大。CcFLC1在雄花芽中的表达最高,其次是幼茎、幼叶和顶芽,在雌花芽表达最低;CcFLC2在幼茎、幼叶和雄花芽中从11月份开始一直呈下调表达趋势,但表达差异不显著;在雌花芽中的表达最高。 (4)原位杂交实验结果表明,雌花芽由营养生长转向生殖生长之前,CcFLC1在营养分生组织和生殖分生组织中表达强烈,CcFLC2的表达在此阶段不是很强烈。随着雌雄花芽的进一步发育,CcFLC1在腋芽原基、顶端分生组织的杂交信号比之前减弱,CcFLC2在顶端分生组织表达强烈。这些结果说明FLC同源基因可能在山核桃这种多年生植物和一、二年生植物相比发生功能分化,它们可能在不同时间抑制雌雄花器官的发育。


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1 杨希宏;山核桃CcFLC同源基因鉴定与表达分析[D];浙江农林大学;2012年
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