【摘 要】
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为了研究B-function基因在山茶重瓣花形成中的作用,通过同源克隆的方法从红山茶(Camellia japonica)的花中发现了不同与目前已报道的B-function基因家族成员片段.通过RACE (rapid-amplification of cDNA ends)技术得到该基因编码区片段序列长度为321bp,编码107个氨基酸残基,该基因片段与已知的B-function家族成员CjHDEF
【机 构】
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中国林业科学研究院亚热带林业研究所,富阳市311400,浙江;中国林业科学研究院经济林研究开发中心,郑州市450003,河南
【出 处】
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中国林学会林木遗传育种分会第七届全国林木遗传育种学术大会
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为了研究B-function基因在山茶重瓣花形成中的作用,通过同源克隆的方法从红山茶(Camellia japonica)的花中发现了不同与目前已报道的B-function基因家族成员片段.通过RACE (rapid-amplification of cDNA ends)技术得到该基因编码区片段序列长度为321bp,编码107个氨基酸残基,该基因片段与已知的B-function家族成员CjHDEF、 CjDEF具有96.30％的核苷酸序列、87.16％的氨基酸序列一致性及典型的MADS-box蛋白结构域,并与B-function家族的DEF亚家族成员优先聚在一起,将其命名为CjHDEF-like,分属AP3基因亚家族.生物信息学分析发现,分离基因的编码区序列片段从第306个核苷酸开始,出现了类似polyA结构;同源比对结果显示,分离的CjHDEF-like基因的cDNA片段已经包含完整的Ⅰ-domian区域及不完整的MADS-domain和K-domain区域,尚未扩增得到C-terminal domain区域,表明尽管分离的CjHDEF-like基因cDNA序列K-domain末尾出现了polyA结构,但并非终止信号;氨基酸比对结果显示,CjHDEF-like与CjHDEF、CjDEF氨基酸序列一致性达到87.16％,其中在MADS-domain至少有3个氨基酸残基不同,Ⅰ-domian区域有2个氨基酸残基不同,K-domain氨基酸残基差异最为显著,存在至少38个氨基酸残基差异,并且这些差异距离AP3-motif基序较近的位置,表明CjHDEF-like可能参与了蛋白质复合体的形成和转录激活;Real-time PCR发现CjHDEF-like在不同花芽发育时期、完全重瓣红十八学士山茶花器官不同部位中表现出与CjHDEF一致的规律,即在山茶中随着花芽发育成熟表达量逐渐下降,而在重瓣红十八学士的初期和开花期DEF-like基因表达量大致相当,只有在中期表达量稍低;但在单瓣山茶花器官中表现出与CjHDEF、 CjOEF不同的表达特点,表现为CjHDEF-like基因在单瓣山茶花融合处(fus)表达量最高,其次是中部花下部(MP low),而在瓣化萼片(pet sep)和雌雄蕊(gyn)部几乎不表达;而CjHDEF基因在山茶花器官各部均有表达,其中在中间花下部表达量最高,其次分别是融合处、外部花的下部(OP low)和雌雄蕊,特别是在具有花瓣属性的瓣化萼片中表达量明显比萼片(sep)中表达量要高.因此我们推测:(1) CjHDEF-like基因在单瓣、完全重瓣两种花型的山茶花中表现出明显的B-function基因家族成员的典型结构域特征和基因表达规律,即在花的第二轮(花瓣)和第三轮(雄蕊)结构中高表达,CjHDEF-like可能是红山茶B-function基因家族存在第五个成员;(2)基因CjHDEF-like在雄蕊融合成花瓣中起到重要作用,可能促进了过渡型花瓣的形成,而与CjHDEF基因推动萼片瓣化成花瓣不同,我们认为它可能在山茶单瓣花向重瓣花转变中扮演重要角色,但前者可能属于雌雄蕊起源的重瓣花,而后者可能属于苞片起源的重瓣花来源.
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