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果实大小和重量是影响果实产量和品质的关键因素,果实的生长伴随着细胞数目和体积的持续累积,而细胞周期则是控制果实细胞增殖和细胞膨大的监管机制。蓝莓属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vacciniumspp.),是落叶或常绿木本植物,通常被划分为21个组(Section),约有450种。不同品种蓝莓果实大小存在显著差异,但调控其果实大小的分子机制尚未明确。因此,本研究以南高丛蓝莓中果型品种‘奥尼尔’和小果型品种‘蓝雨’为试验材料,统计果实发育进程中花芽和果实的不同部位细胞层数、细胞数目和细胞大小,研究细胞分裂与膨大规律及不同品种果实大小产生差异的关键时期;分离花芽膨大期到果实发育期的细胞周期相关基因,分析其在果实发育不同时期的表达规律,为进一步探讨这些基因在蓝莓果实发育进程中的分子机制,靶向选择大果形蓝莓栽培品种奠定基础。具体研究结果如下:(1)果实发育呈双“S”型生长模式,子房壁是蓝莓果实生长和增重的关键组织,约70%果皮细胞层在开花前形成。(2)蓝莓果实不同部位细胞数目的变化:表皮和下皮层细胞数目呈现出两个快速增长期,随果实发育总体呈增大趋势;内果皮细胞在Ⅰ-S1期以细胞分裂为主,先保持快速增长,后分裂停滞,在发育后期,细胞数目略有减少;外中果皮的细胞数目仅在III-S1期,以及第二次果实快速生长期(S3-S4)增加;中果皮与内中果皮细胞数目仅在花芽膨大早期(I-II期或I-III期)略有增加外,随后细胞数目基本维持不变;胎座细胞数目在I-V期持续低速增长模式,并在果实S2或S3期急剧下降。(3)蓝莓果实不同部位细胞大小变化:表皮和下皮层细胞大小在整个花芽膨大和果实发育进程均维持低速增长;内果皮细胞在果实发育中后期(S1-S6期)主要以细胞膨大为主;外中果皮细胞大小、中果皮细胞大小和内中果皮细胞大小在整个花芽膨大期皆以较小速率不断膨大,但到果实发育期(S1-S6期)开始快速增加;整个胎座细胞大小在Ⅰ-S3期,增长较为缓慢,在S3-S6期显著增加。(4)比较‘奥尼尔’和‘蓝雨’2个品种的细胞数目与细胞大小,发现2个品种的细胞学发育差异主要表现为:(1)‘蓝雨’表皮和下皮层细胞数目自取样前(即花芽Ⅰ期前起)至果实成熟,均低于‘奥尼尔’;自S2期后,‘奥尼尔’其单个细胞大小均小于‘蓝雨’;(2)‘奥尼尔’内果皮细胞数目在整个果实发育过程中均大于‘蓝雨’,但2个品种间细胞大小无显著性差异;(3)‘奥尼尔’外中果皮细胞数目自花芽膨大IV期起较‘蓝雨’多,并呈现III期-IV期,S0-S1期、S2-S4期3个快速增长阶段。‘蓝雨’单个外中果皮细胞大小在I-IV、S2-S6期大于‘奥尼尔’,该时期也是‘蓝雨’果实外中果皮细胞膨大最快速的时期。(4)‘奥尼尔’中果皮和内中果皮细胞数目在花芽膨大初期与果实成熟前出现快速增殖,而‘蓝雨’在整个发育进程中其细胞数目基本维持恒定,仅在果实成熟期略在增加,推测影响‘奥尼尔’果实大于‘蓝雨’的关键时期应在花芽膨大期I期之前。(5)‘奥尼尔’胎座细胞数目自S2期开始下降,在果实成熟期略高于‘蓝雨’;‘奥尼尔’的整个胎座细胞大小在各时期都大于‘蓝雨’。从S0期开始,‘奥尼尔’的增长速率显著增加,而‘蓝雨’自S3期开始整个胎座细胞大小增长幅度才有明显提高。上述研究表明,外中果皮与胎座的细胞数目和细胞大小变化是影响‘奥尼尔’和‘蓝雨’果实大小形成差异的关键部位。(5)采用同源克隆的方法,从“奥尼尔”花芽中分离出12个细胞周期相关基因,发现这些VcCyclins和VcCDKs基因在序列和结构上均较为保守。分析其表达模式发现:VcCycA2L与VcCycB2L分别在2个品种花芽的II-IV,III-V期表达丰度较高,VcCDKB2;2表达趋势与VcCycA2L,VcCycB2L基因表达趋势一致;VcCycD3;1与VcCycT1;4L于S0-S4期呈现高丰度表达,而VcCDKE1的表达模式趋于一致;VcCycP3;1L与VcCDKC1在整个花芽与果实发育过程中呈现有规律的上升至下降表达模式;VcCycH1;1,VcCDKC1L与VcCDKG2L基因可能不直接参与果实的生长发育。此外,这些基因在花芽膨大与果实发育进程中的表达没有显著性差异,表明已分离的12个细胞周期相关基因不是影响‘奥尼尔’和‘蓝雨’果实大小差异的关键调控基因。