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MADS-box家族基因广泛参与植物的根、叶、花和果实的发育以及果实的成熟进程,是调节植物生殖生长和营养器官发育的关键基因家族。草莓是典型的非呼吸跃变型果实,在草莓果实的成熟过程中非依赖于乙烯的调控途径起到主要的作用。MADS-box转录因子能够调控多种果实的成熟过程,本研究中克隆得到两个MADS-box基因FaMADS1和FaMADS2,二者在草莓果实发育过程中的表达模式相反,推测在草莓果实成熟过程中的作用不同,本文通过FaMADS1和FaMADS2基因的功能鉴定,解析两个MADS-box基因在草莓成熟过程中的作用。本研究不但为深入理解MADS-box基因在非跃变型果实成熟中的作用,而且对为通过遗传手段增强草莓的耐贮运性提供理论支持和基因储备都具有重要的理论意义和实际应用价值。本试验以甜查理草莓转色期果实为试材,克隆得到两个MADS-box转录因子FaMADS1和FaMADS2,并进行相关生物信息学分析。用qRT-PCR分析FaMADS1和FaMADS2在甜查理草莓七个不同发育时期(小绿果、大绿果、绿白果、白果、转色期、成熟期、过熟期),以及四个不同器官中(幼叶、功能叶、花、茎)的表达模式。构建过量表达载体35S:FaMADS1、35S:FaMADS2,遗传转化拟南芥和番茄,进行基因转化和功能验证研究。本试验主要取得如下结果:1.以花后30 d的甜查理草莓果实为试材,克隆得到2个MADS-box基因FaMADS1和FaMADS2;测序结果显示,FaMADS1的ORF由768个碱基组成,共编码255个氨基酸;蛋白多序列比对结果显示,它与番茄SlRIN同源性较高。FaMADS2的ORF由621个碱基组成,共编码206个氨基酸;蛋白多序列比对结果显示,它与拟南芥AtAP3同源性较高。2.对MADS基因进行蛋白结构域分析表明了FaMADS1和FaMADS2都含有保守程度较高的MADS-box和K-box结构域。3.通过幼叶、功能叶、花、茎四个不同发育器官的时空表达模式分析,FaMADS1和FaMADS2在花中相对表达量最高。在草莓七个不同发育时期果实的表达模式分析结果表明,FaMADS1在果实发育过程中表达量上升,并在白果期表达量最高,FaMADS2在果实发育前期表达量较高,在白果期急剧降低。两个基因在果实发育过程中表达模式相反,推测FaMADS1和FaMADS2在果实发育过程中具有不同的功能。4.成功构建了过量表达载体35S:FaMADS1和35S:FaMADS2,35S:FaMADS1成功转化拟南芥,获得转基因植株5棵;35S:FaMADS1和35S:FaMADS2成功转化Micro-Tom番茄,鉴定得到FaMADS1转基因番茄8棵,FaMADS2转基因番茄3棵。5.注射法在草莓果实中过量表达FaMADS1和FaMADS2基因,FaMADS1没有改变注射区草莓果实的成熟进程,而FaMADS2明显抑制了注射区草莓果实的成熟进程,推测FaMADS2在果实发育过程中具有抑制果实成熟的功能,而FaMADS1在果实发育过程中不具有抑制果实成熟的功能。