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果树果实发育和成熟调控机理研究是果树学科的核心问题之一。然而,多年来有关果树果实发育和成熟机理的研究基本上都限定在果实生理、生化代谢层面的探讨上,而对操纵果实生理、生化代谢的更为深刻的信号转导机制几乎没有实质性了解。MRLK家族(Malectin-like domain-containing receptor-like kinases)是一类含有Malectin结构域的类受体蛋白激酶家族。因Malectin结构域具有寡聚糖结合特性,因此推测MRLKs可能和寡糖信号转导有着密切的关系。果树果实发育和成熟过程中不可避免地发生细胞壁代谢和寡聚糖信号转导,因此推测MRLKs在果树果实发育和成熟调控中可能起着重要的作用。有鉴于此,本研究以非呼吸跃变型果实草莓为材料,对MRLKs在果树果实发育和成熟调控中的作用进行了研究。主要结果如下:1、首先基于生物信息学分析,首次在草莓基因组中鉴定出62个MRLK家族成员,按照其在染色体上的分布位置命名为FvMRLK1-FvMRLK62。根据FvMRLK蛋白家族胞外的Malectin结构域特征,该家族可分成6个亚家族。FvMRLK家族成员的内含子、外显子和Malectin保守结构域等基因结构和生物遗传进化分析表明,遗传进化相同的家族具有相似的结构特征,相似的结构决定具有相近的功能。2、基因表达谱分析表明,FvMRLK家族成员在根、茎、叶和果等各种组织中均有表达,但是,根中的表达量相对高于其他组织。其中,FvMRLK家族成员中有33个成员在果实中表达。在这33个成员中,60%以上成员的基因表达特征和果实发育与成熟进程有着密切的关系。具体来说,在果实发育的早期,表达量很高,随着果实成熟表达水平急剧下降。进一步分析表明,FvMRLK家族大部分成员都可对操纵草莓果实发育和成熟的内、外因子(如激素和环境因素)产生灵敏的应答反应,这些结果表明FvMRLKs在草莓果实发育和成熟调控中可能起着重要的作用。3、为了进一步证明草莓MRLK家族在草莓果实发育和成熟调控中的作用,通过草莓果实瞬时基因操纵技术,研究了草莓MRLK家族其中的一个成员,FaMRLK47,在草莓果实发育和成熟的作用。结果表明,FaMRLK47的过量表达(over-expression)可显著抑制草莓果实的成熟,相反,FaMRKL47-RNAi沉默可促进草莓果实成熟。与此相一致,FaMRLK47-OE可抑制一系列果实成熟标志基因的表达;相反,FaMRLK47-RNAi可促进草莓果实成熟标志基因的表达。该研究结果为FaMRLK家族参与草莓果实发育和成熟提供了直接证据。4、鉴于FaMRLK家族在草莓果实发育和成熟过程中的重要作用,进一步探讨了寡聚糖信号在草莓果实发育和成熟调控中的作用。成功建立了草莓果实中寡糖分离和分析体系。初步证明,寡聚糖可以作为信号在草莓果实发育和成熟调控中起着重要作用。为更加深入地探讨FaMRKL家族的分子识别,研究建立了 FaMRLK47的表达和纯化体系。等温滴定微量热技术分析初步证实FaMRLK47和寡聚糖信号具有识别特征。该研究结果为深入解析FaMRLKs信号转导机理奠定了重要的基础。综上所述,本研究首次发现草莓MRLKs在果实发育和成熟过程中有重要的调控作用,MRLKs调控草莓果实发育和成熟可能和寡糖信号识别有着密切关系。该研究不仅为深入解析草莓果实发育和成熟机理提供了重要信息,同时对今后草莓分子育种或品质改良也有重要意义。