【摘 要】
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黄瓜（Cucumis sativus L.）属葫芦科植物,是一种全球性的重要经济作物,在中国也是种植面积最大、范围最广的蔬菜作物之一,黄瓜花器官的研究对阐明其生殖发育发展机制奠定了一定的基础。SEP-like基因作为花器官发育的重要调控因子在模式植物拟南芥和水稻中发挥了重要作用。然而,对于既含有单性花又包含两性花的模式植物黄瓜,究竟SEP基因如何调控其花的发育目前尚不清楚,值得深入研究。我们的前期
【基金项目】
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国家自然科学基金（NO.31460522）
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黄瓜（Cucumis sativus L.）属葫芦科植物,是一种全球性的重要经济作物,在中国也是种植面积最大、范围最广的蔬菜作物之一,黄瓜花器官的研究对阐明其生殖发育发展机制奠定了一定的基础。SEP-like基因作为花器官发育的重要调控因子在模式植物拟南芥和水稻中发挥了重要作用。然而,对于既含有单性花又包含两性花的模式植物黄瓜,究竟SEP基因如何调控其花的发育目前尚不清楚,值得深入研究。我们的前期研究发现,在黄瓜43个MADS-box基因中,共有4个基因在进化分析上归属于SEP家族,但其功能和可能的分子机理还不清楚。本研究采用同源克隆技术分离得到黄瓜4个SEP基因Cs MADS01-Cs MADS04,并对其进行了生物信息学和表达特性研究。此外,通过构建Cs MADS01-Cs MADS03基因的过表达载体并转化拟南芥,通过分析其突变表型来探究其可能的功能,其具体研究结果如下:1.Cs MADS01-Cs MADS04基因分别位于4、6、1和6号染色体上,这4个SEP蛋白氨基酸数量较接近,从228-258不等,等电点从5.62-9.12,只有Cs MADS04是呈酸性,其他三个呈碱性。采用在线基序分析工具MEME分析了它们的10个保守基序,结果显示,这些基序从6-50个氨基酸不等,4个成员均含有较为保守的Motif1、Motif2、Motif3和Motif5。利用GSDS在线分析工具进行内含子分析,发现这4个SEP基因含有内含子较多,Cs MADS01-Cs MADS03内含子达7个,Cs MADS04为6个。采用Plant CARE启动子软件分析结果表明,有些元件为这4个基因成员所共有,如:UTRPy-rich stretch、ABRE、ACE、CAAT-box、G-Box、GAG-motif、HSE,有些则为某基因所特有,如Cs MADS04中的ERE、P-box,它们分别为乙烯和赤霉素响应元件。2.RT-PCR表达分析结果表明,Cs MADS1和Cs MADS3基因只在花中表达;Cs MADS2基因也只在花中表达,且表达量量极弱;Cs MADS04基因在茎和花中表达,在根和叶中检测不到信号。3.通过过表达载体的构建、转基因拟南芥结果发现,Cs MADS01转化植株相对于野生型,雌雄蕊被类似萼片结构所取代。Cs MADS02转化植株相对于野生型而言差异更大,基部叶消失,茎叶也基本没有,提早着生花序,主枝变得更纤细,无分支,成熟时植株矮小,表明转Cs MADS02基因拟南芥植物出现早育现象。Cs MADS03转化植株基部叶片变少,而且整个植株叶片变得卷曲,顶端叶片轻微呈现花瓣状,植株矮小。以上结果表明黄瓜SEP基因Cs MADS01-Cs MADS03参与了花器官的形成。
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