桃是我国重要的经济果树之一。由于桃树生长比较旺盛,新梢生长量大,栽培的过程中需要进行频繁的修剪或喷施生长抑制剂等来控制桃树的长势,这不仅增加了果园的管理难度,增加了劳动力成本,而且造成了树体营养的浪费。为减少人力物力的投入,减轻化学试剂对环境的污染,培育便于树体管理的桃优良品种则显得尤为重要。因此,解析桃树枝条节间长度的调控机理,将有助于培育符合矮化栽培要求的桃树新品种。本课题主要研究的是调控桃生长抑制蛋白DELLA磷酸化程度的PpTOPP4基因。根据已公布的桃基因组,鉴定桃基因组中的PpTOPP4基因。以’秋蜜红’桃为试验材料,分析PpTOPP4基因家族成员在不同组织部位的转录水平。构建了PpTOPP4基因过表达载体,对PpTOPP4基因家族成员进行功能验证。主要试验结果如下:1、PpTOPP4基因家族成员的克隆与生物信息学分析:参考已公布的桃基因组数据库,筛选到4个桃 PpTOPP4基因,分别命名为PpTOPP4-1、PpTOPP4-2、PpTOPP4-3、PpTOPP4-4。以’秋蜜红’桃茎尖为试验材料,克隆出了4个PpTOPP4基因,其CDS区域全长分别为1111bp、1060bp、1022bp、1008bp,各自编码 316、342、320、325 个氨基酸。多重序列比对发现,PpTOPP4基因家族成员与拟南芥中9个TOPPs成员具有较高的同源性为75.06%。系统进化树结果表明PpTOPP4-1与拟南芥中蛋白磷酸酶TOPP4的同源性最高为99%。2、PpTOPP4基因在’秋蜜红’不同组织特异性表达分析及亚细胞定位分析:分别检测4个PpTOPP4基因在 ’秋蜜红’桃花、果、茎上部、茎中部、茎下部、叶片、桃仁等组织中转录水平,结果表明PpTOPP4基因家族的四个成员在每个被检测的组织中都有转录,且都在’秋蜜红’花中的转录水平最高。在多个组织中PpTOPP4-1和PpTOPP4-2具有非常相似的表达模式。利用同源重组法构建了 PpTOPP4-1-GFP、PpTOPP4-3-GFP、PpTOPP4-4-GFP 融合蛋白的表达载体,通过农杆菌介导法注射本氏烟草,激光共聚焦显微镜下瞬时表达的结果显示PpTOPP4基因家族成员都为核膜共表达。3、PpTOPP4基因家族成员的功能验证:通过农杆菌蘸花法分别获得三个PpTOPP4基因的过表达拟南芥转基因植株。结果表明:18d苗龄时过表达PpTOPP4-1和Pp TOPP4-4的转基因拟南芥其株高显著的矮于野生型,而过表达Pp TOPP4-3的转基因株系显著的高于野生型;在45天苗龄时,三个基因的过表达株系其株高与野生型不存在显著差异。基于以上结果,我们认为PpTOPP4-1、Pp TOPP4-3和PpTOPP4-4可影响拟南芥抽薹时间进而影响了拟南芥生长前期的株高,但拟南芥生长末期的株高不存在显著影响。