印度南瓜ACS基因家族的克隆与表达分析

发布时间：2020-09-08 07:48

　　乙烯对作物性别分化具有重要影响,因此探索乙烯生物合成与信号转导对作物性别分化的影响机制一直是葫芦科类作物的研究重点。目前,多数研究集中在黄瓜、甜瓜乙烯生物合成和信号转导途径中相关基因的分离、克隆和功能研究,关于南瓜乙烯合成和信号转导途径中关键基因的研究报道相对较少。本研究根据已经公布的印度南瓜基因组序列信息,分别以南瓜的强雌材料‘2013-12’和强雄材料‘9-6’的cDNA为模板,克隆乙烯合成酶基因(ACS基因),研究ACS家族基因在南瓜不同器官、不同部位中的表达模式,初步预测其功能,为进一步研究南瓜性别分化的分子调控机制提供理论依据。研究表明:(1)在葫芦科基因组数据库中共找到13个印度南瓜ACS基因,按照其基因序列号顺序进行临时命名,并对印度南瓜ACS基因家族成员进行了分组和生物信息学分析。结果表明该基因家族成员在保守结构域序列、染色体定位、基因结构以及理化性质上均存在差异,可能使这些家族成员基因行使不同功能。(2)分别在强雌自交系‘2013-12’和强雄自交系‘9-6’成功克隆出6个ACS基因,分别为CmaACS1、CmaACS4、CmaACS5、CmaACS7、CmaACS9和CmaACS10。克隆片段的开放阅读框全长为1257~1650 bp,编码了418~549个氨基酸。(3)通过分析ACS家族基因在强雌自交系‘2013-12’和强雄自交系‘9-6’不同器官中的表达模式,筛选出4个ACS基因在雌花、雄花中特异表达,分别为CmaACS1、CmaACS4、CmaACS7和CmaACS9。通过不同花发育时期和花器官以及不同药剂处理的表达模式,推测CmaACS1基因对性别分化影响不大,在花瓣中表达量随着花瓣的生长发育逐渐升高,可能参与调控花瓣的生长发育;CmaACS4基因在雌、雄蕊S5~S7时期的表达量升高,可能参与雌、雄蕊发育后期的重要过程;CmaACS7基因在S1时期(2~4 mm的花)雌花的表达量显著高于其他器官,且在不同花发育时期雌蕊表达量均高于雄蕊,该基因可能参与性别分化过程,高水平表达抑制雄蕊发育;CmaACS9基因在S1时期雄花的表达量显著高与其它器官,且在乙烯处理后表达量与雌花率变化相反,表明该基因可能参与性别分化,高水平表达可能抑制南瓜雌蕊发育。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S642.1
【部分图文】：

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图 1-1 植物内源乙烯的生物合成示意图[47]Fig. 1-1 Schematic diagram of biosynthesis of endogenous ethylene in plants[47]1.1.3 乙烯的信号转导乙烯的信号转导过程为：乙烯通过铜离子的介导与内质网膜上的乙烯受体结合。在

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图 1-2 植物内源乙烯的信号转导途径示意图（网络资源）Fig. 1-2 Plant endogenous ethylene signal transduction pathway diagram（Network Resource1.1.4 乙烯生物合成的调控乙烯的生物合成的调控受到内源乙烯含量以及外界环境因子、其他外源植物激素以

植物材料,自交系

注：左为强雄自交系‘9-6’，右为强雌自交系‘2013-12’ Left is strong male inbred ‘9-6’, right is strong female inbred ‘2图 2-1 本试验的植物材料Fig. 2-1 Plant material for this experiment

【参考文献】