论文部分内容阅读
甜瓜(Cucumis melo L.)是一种有重要经济价值和食用价值的作物,对甜瓜果实发育成熟分子机理的研究具有重要的理论意义和应用价值。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜(Cucumis melo L.cv Hetao)为材料,根据甜瓜果实转录组数据,选择在果实不同发育时期有显著差异表达的基因CmRGlase3和CmLWRKY48为候选基因,进行了生物信息学分析、克隆、表达谱和遗传转化研究,取得的主要结果如下:(1)甜瓜全基因组中鉴定得到RGlase基因家族共有7个成员,且该基因家族成员在进化上相对保守;RGlase基因家族和WRKY基因家族分别同黄瓜、番茄中的同种家族的成员,进行系统进化树的构建,结果表明甜瓜和黄瓜属于直系同源。对启动子进行分析后发现,CmRGlase3包含o2-site(与蛋白质代谢相关的元件)、MSA-like(参与细胞周期调控的元件)和ABRE(参与脱落酸反应作用的顺势作用的元件);CmLWRKY48包含LTR(低温响应作用元件)、ABR E(参与脱落酸反应作用的顺式作用元件)和TCA-element(参与水杨酸反应作用的顺式作用元件)。(2)应用RT-PCR技术扩增得到CmRGlase3基因和CmLWRKY48基因的cDNA序列,长度分别为1572 bp和1524 bp。通过实时荧光定量PCR分析结果表明,CmRGlase3基因在果实中的表达量明显高于根、茎、叶中的表达量;而且在果实处于呼吸跃变期时表达量达到最大;CmLWRKY48基因在根、茎和叶中也有表达,其中在叶中的表达量较高;在果实中该基因的表达量同样在呼吸跃变期时达到最大值。结果与转录组数据相符。(3)分别构建了CmRGlase3和CmLWRKY48基因的超表达载体和CRISPR/Cas9基因编辑载体,命名为pPRGlase3、pPWRKY48、pYL-RGlase3和pYL-WRKY48,采用子房注射法对甜瓜进行遗传转化。T1代种子快速检测的平均阳性率分别为10.23%、9.52%、8.75%和8.61%。在对T1代果实表型的观察中发现,实现CmRGlase3和CmLWRKY48基因超表达的T1代果实都比对照组的果实更早成熟,分别平均比对照组提前6.2天和6.0天。初步研究结果表明,CmRGlase3和CmLWRKY48基因具有促进甜瓜果实成熟的作用。