全 文 ：第３１卷 第５期
２０１２年　１０月
华　中　农　业　大　学　学　报
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕａｚｈｏｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．５
Ｏｃｔ．２０１２，５７８～５８３
收稿日期：２０１１－１２－２７
基金项目：国家自然科学基金项目（３１１０１２０２）和长江大学博士启动基金项目（８０１１９００１０１１８）
刘志雄，博士，讲师．研究方向：园林植物生物技术．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｘｌｉｕ１９７７＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
日本晚樱同源异型基因ＰｒｓｅＡＰ３的克隆
及其在单瓣与重瓣花中的表达分析
刘志雄　于先泥
长江大学园艺园林学院，荆州４３４０２５
摘要　用同源克隆的方法和３′ＲＡＣＥ技术，从日本晚樱（Ｐｒｕｎｕｓ　ｌａｎｎｅｓｉａｎａ）中分离得到了１个ＡＰ３同源
基因ＰｒｓｅＡＰ３的ｃＤＮＡ全长，ＧｅｎＢａｎｋ登录号为ＪＦ７１０３７１。其ｃＤＮＡ全长９７７ｂｐ，包括１个编码２３５个氨基酸
共７０８ｂｐ的开放阅读框。序列比对和分子系统发生分析表明，ＰｒｓｅＡＰ３是拟南芥的ＡＰ３同源基因，其蛋白质
的Ｃ末端具有２个保守基元：ＰＩ－ｄｅｒｉｖｅｄ模体和ｐａｌｅｏＡＰ３模体，属Ｂ类转录因子中ｐａｌｅｏＡＰ３进化系。半定量ＲＴ－
ＰＣＲ分析表明，ＰｒｓｅＡＰ３主要在单瓣日本晚樱品种大岛的萼片、花瓣和雄蕊中表达；在重瓣品种一叶的花瓣、雄蕊
和叶化心皮中表达。其表达组织特异性在２个品种间表现出明显的差异，并与拟南芥的ＡＰ３基因有一定的差别。
关键词　日本晚樱；花发育；花同源异型基因；ＡＰＥＴＡＬＡ３；同源克隆；３′ＲＡＣＥ技术；半定量ＲＴ－ＰＣＲ
中图分类号　Ｓ　６８５　　文献标识码　Ａ　　文章编号　１０００－２４２１（２０１２）０５－０５７８－０６
　　花瓣是观赏花木最具观赏性的结构之一，花瓣
的形态、数量及花色一直是花卉育种的３个重要方
向［１］。在拟南芥中，ＡＰＥＴＡＬＡ３（ＡＰ３）是参与控
制花瓣和雄蕊特征的Ｂ类 ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因，其表达
模式有很强的时空特异性［２］。近年研究发现，ＡＰ３
同源基因表达模式在不同被子植物类群中呈现出一
定的差异，并发生功能分化，进而参与调控植物花器
官的形态差别［３－６］。鉴于该基因在植物花型调控中
的重要作用，其表达模式和功能的研究目前正成为
花发育研究的热点领域，但主要集中在模式植物、观
赏价值较高的兰科和菊科花卉以及一些花型奇特的
基部被子植物，并发现这些基因表达模式改变和功
能分化与植物花被形态分化密切相关［３，６－７］。相对模
式植物和草本观赏花卉而言，木本植物童期长、生长
发育调控复杂以及遗传转化体系建立困难等，其花
发育调控方面的研究相对滞后。
日本晚樱（Ｐｒｕｎｕｓ　ｌａｎｎｅｓｉａｎａ）是蔷薇科（Ｒｏ－
ｓａｃｅａｅ）樱属著名的观赏花木。因其花色娇艳，树形
优美，品种繁多，适应性广且观赏价值高，被广泛应
用于园林绿化和景观建设。本研究分别选用遗传背
景相近的日本晚樱白花单瓣品种大岛（Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉ－
ａｎａ ‘Ｍａｋｉｎｏ’）与重瓣品种一叶（Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ
‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’），比较分析其参与控制日本晚樱花瓣特
征决定的ＡＰ３同源基因的表达模式和功能，为解析
日本晚樱花瓣形态建成的分子机制积累资料。
１　材料与方法
１．１　材　料
２０１０年４月初采集供试品种大岛（Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉ－
ａｎａ‘Ｍａｋｉｎｏ’）和一叶（Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ ‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’）
（图１）蕾期雌雄蕊刚发育成熟时的花芽，并将萼片、
花瓣、雄蕊和雌蕊共４轮花器官分开，迅速置于液氮
中速冻，－８０℃超低温冰箱中保存备用。大岛与一
叶分别采自中国农业大学校园和清华园。
１．２　ＲＮＡ分离和ｃＤＮＡ合成
用ＥＡＳＹｓｐｉｎ植物 ＲＮＡ快速提取试剂盒（北
京艾德莱生物科技有限公司）提取日本晚樱花芽和
４种花器官（萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊）的总 ＲＮＡ。
用 Ｍ－ＭＬＶ 逆转录酶（ＴａＫａＲａ公司）合成第一链
ｃＤＮＡ，反应体系和操作按说明书进行。
１．３　日本晚樱ＡＰ３同源基因ＰｒｓｅＡＰ３的分离
　　根据ＮＣＢＩ上现有其他植物的ＡＰ３同源基因序
列，直接设计３′－ＲＡＣＥ引物５′－ＡＡＣＡＡＧＡＴＣＡＡ－
ＣＡＧＧＣＡＧＧＴＧ－３′，用 ３′－ｆｕｌ　ＲＡＣＥ　Ｃｏｒｅ　Ｓｅｔ
Ｖｅｒ．２．０试剂盒（ＴａＫａＲａ公司）进行ＰｒｓｅＡＰ３基因３′
端的克隆，操作按说明书进行。再根据获得的３′－ＲＡＣＥ
DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2012.05.018
　第５期 刘志雄 等：日本晚樱同源异型基因ＰｒｓｅＡＰ３的克隆及其在单瓣与重瓣花中的表达分析 　
Ａ：大岛的花 Ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒ　ｏｆ‘Ｍａｋｉｎｏ’；Ｂ：一叶的花 Ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒ　ｏｆ‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’．
图１　单瓣日本晚樱大岛与重瓣日本晚樱一叶花器官形态比较
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｉｎｇｌｅ－ｆｌｏｗｅｒｅｄ　Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ
‘Ｍａｋｉｎｏ’ａｎｄ　ｄｏｕｂｌｅ－ｆｌｏｗｅｒｅｄ　Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’
序列的非翻译区（３′－ＵＴＲ）和蔷薇科近缘种ＡＰ３同
源基 因 ５′－ＵＴＲ 的保守序列设计 上 下 游 引 物
ＦＬＡＰ３Ｆ （５′－ＴＴＡＴＧＧＧＴＣＧＴＧＧＧＡＡＧＡＴＴＧ－
３′） 和 ＦＬＡＰ３Ｒ （５′－ＣＣＧＡＧＴＣＣＡＡＧＴＣ－
ＣＡＡＧＴＣＴＡＡＧ－３′），分别从大岛和一叶花芽总
ＲＮＡ逆转录产物中获取基因的全长。ＰＣＲ反应体
系、扩增程序和阳性克隆的鉴定参照文献［８］，鉴定
后送样测序，分离出ＰｒｓｅＡＰ３基因。所有引物均由
上海生工生物技术有限公司合成，ＤＮＡ测序由华大
基因公司完成。
１．４　蛋白质序列比对与系统发生分析
将ＰｒｓｅＡＰ３基因开放阅读框（ｏｐｅｎ　ｒｅａｄｉｎｇ
ｆｒａｍｅ，ＯＲＦ）编码的氨基酸序列在ＥＢＩ数据库中进
行Ｂｌａｓｔ分析。用Ｃｌｕｓｔａ１Ｘ１．８３软件，将ＰｒｓｅＡＰ３
基因推导的氨基酸序列同ＮＣＢＩ上ＡＰ３同源蛋白序
列 ＭｄＡＰ３（苹果 Ｍａｌｕｓ×ｄｏｍｅｓｔｉｃａ，ＢＡＣ１１９０７）、
ＲｒＡＰ３（玫瑰Ｒｏｓａ　ｒｕｇｏｓａ，ＢＡＢ６３２６１）、ＴｒＡＰ３（太行
花Ｔａｉｈａｎｇｉａ　ｒｕｐｅｓｔｒｉｓ，ＡＢＢ５９９９２）、ＨｍＡＰ３（八仙花
Ｈｙｄｒａｎｇｅａ　ｍａｃｒｏｐｈｙｌｌａ，ＢＡＧ６８９５０）、ＰｔＡＰ３（毛白
杨Ｐｏｐｕｌｕｓ　ｔｏｍｅｎｔｏｓａ，ＡＡＯ４９７１３）、ＡＰ３（拟南芥Ａｒ－
ａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ，ＢＡＡ０４６６５）、ＶｖＡＰ３（葡萄 Ｖｉｔｉｓ
ｖｉｎｉｆｅｒａ，ＸＰ＿００２２７３２２３）、ＴａＡＰ３（昆栏树Ｔｒｏｃｈｏｄｅｎ－
ｄｒｏｎ　ａｒａｌｉｏｉｄｅｓ，ＡＢＥ１１６０１）、ＥｐＡＰ３（领春木Ｅｕｐｔｅ－
ｌｅａ　ｐｌｅｉｏｓｐｅｒｍａ，ＡＤＣ７９６９６）、ＰａＡＰ３（二球悬铃木
Ｐｌａｔａｎｕｓ×ａｃｅｒｉｆｏｌｉａ，ＡＢＯ９３６２２）、ＡｋｔＡＰ３（三叶木
通 Ａｋｅｂｉａ　ｔｒｉｆｏｌｉａｔａ，ＡＡＴ４６０９７）、ＤＥＦ（金鱼草
Ａｎｔｉｒｒｈｉｎｕｍ　ｍａｊｕｓ，ＢＡＩ６８３８９）和ＰｈＤＥＦ（矮牵牛
Ｐｅｔｕｎｉａ×ｈｙｂｒｉｄａ，ＡＡＱ７２５１０）进行多重比较。
在对上述来自不同类群植物的１２个ＡＰ３同源基因
进行系统发生分析时，选择拟南芥的 ＡＰ１ （ＡＰ－
ＥＴＡＬＡ１，ＮＰ＿１７７０７４）、ＰＩ（ＰＩＳＴＩＬＬＡＴＡ，ＮＰ＿
１９７５２４）、ＡＧ （ＡＧＡＭＯＵＳ，ＮＰ＿５６７５６９）、ＡＧＬ１／
ＳＨＰ１（ＳＨＡＴＴＥＲＰＲＯＯＦ１，ＮＰ＿１９１４３７）、ＡＧＬ５／
ＳＨＰ２（ＳＨＡＴＴＥＲＰＲＯＯＦ２，ＮＰ＿８５０３７７）、ＳＴＫ／
ＡＧＬ１１（ＳＥＥＤＳＴＩＣＫ，ＮＰ＿１９２７３４）、ＳＥＰ１（ＳＥＰＡ－
ＬＬＡＴＡ，ＮＰ＿５６８３２２）、ＳＥＰ２（ＮＰ＿１８６８８０）、ＳＥＰ３
（ＮＰ＿８５０９５３）和ＳＥＰ４（ＮＰ＿８４９９３０）以及日本晚樱
的ＣＬＡＰ１（ＡＣＴ６７６８８）共１１个 ＡＢＣＤＥ类蛋白作
外类群，用 ＭＥＧＡ４．０软件，以连接近邻法（ｎｅｉｇｈ－
ｂｏｕｒ　ｊｏｉｎｉｎｇ，ＮＪ）构建系统进化树［９］。
１．５　半定量ＲＴ－ＰＣＲ与组织表达特异性分析
用半定量ＲＴ－ＰＣＲ技术检测ＰｒｓｅＡＰ３基因在
供试的２个日本晚樱品种共４轮花器官中表达的组
织特性。根据日本晚樱ＰｒｓｅＡＰ３基因的序列分别
设计上下游引物 ＲＴＡＰ３Ｆ（５′－ＡＴＧＧＧＴＣＧＴＧＧ－
ＧＡＡＧＡＴＴＧ－３′）和 ＲＴＡＰ３Ｒ（５′－ＴＡＴＣＡＡＴＡＧ－
ＣＡＧＣＧＴＣＡＧＴＣＡＡＧ－３′），并在进行 ＲＴ－ＰＣＲ之
前，检测引物的特异性；以日本晚樱ａｃｔｉｎ基因作内
参，内参引物和ＲＴ－ＰＣＲ方法参照文献［８］进行。
２　结果与分析
２．１　ＰｒｓｅＡＰ３基因全长ｃＤＮＡ序列的克隆
同源克隆结合ＲＡＣＥ技术，分别从大岛和一叶
中克隆得到了完整的ＰｒｓｅＡＰ３基因全长ｃＤＮＡ。
９７５
　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第３１卷　
结果表明，ＰｒｓｅＡＰ３基因序列结构在２个品种中完
全一致，其ｃＤＮＡ序列全长９７７ｂｐ，包括２６９ｂｐ的
３′非翻译区和７０８ｂｐ的完整ＯＲＦ，编码２３５个氨基
酸和１个终止密码子。根据ＮＣＢＩ网站的Ｂｌａｓｔ分
析，它与 ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因家族中ｐａｌｅｏＡＰ３进化系
基因的同源性最高，命名为ＰｒｓｅＡＰ３，ＧｅｎＢａｎｋ登
录号为ＪＦ７１０３７１。
２．２　蛋白质序列比对与分子系统发生分析
蛋白质序列同源比对结果（图２）显示：ＰｒｓｅＡＰ３
拥有１个高度保守的 ＭＡＤＳ结构域（ＭＡＤＳ　ｄｏ－
ｍａｉｎ）、１个次级保守的 Ｋ结构域、１个保守性相对
较低的Ⅰ区和１个变异较大的Ｃ末端结构域。其
中，Ｍ区（１～５７）含５７个氨基酸，Ⅰ区（５８～８６）有
２　９个氨基酸，Ｋ区（８７～１６８）含８２个氨基酸，Ｃ结构
　第１个和第２个画线的部分分别代表 ＭＡＤＳ－ｂｏｘ区和Ｋ区；其他物种同源蛋白氨基酸残基与ＰｒｓｅＡＰ３相同的部分用圆点表示 ＰＩ－
ｄｅｒｉｖｅｄ　ｍｏｔｉｆ，ａｐａｌｅｏＡＰ３－ｍｏｔｉｆ　ａｎｄ　ｅｕＡＰ３－ｍｏｔｉｆ　ｏｆ　ＡＰ３－ｌｉｋｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｂｏｘｅｄ．Ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄ　ｕｎｄｅｒｌｉｎｅｄ　ｒｅｇｉｏｎｓ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ
ｔｈｅ　ＭＡＤＳ　ｄｏｍａｉｎ　ａｎｄ　Ｋ　ｄｏｍａｉｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ　ｉｄｅｎｔｉｃａｌ　ｔｏ　ＰｒｓｅＡＰ３ａｒｅ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ａｓ　ｄｏｔｓ．
图２　ＰｒｓｅＡＰ３基因所编码氨基酸结构域Ｂｌａｓｔ分析及ＰＩ－ｄｅｒｉｖｅｄ模体、ｐａｌｅｏＡＰ３和ｅｕＡＰ３模体
Ｆｉｇ．２　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＰｒｓｅＡＰ３
ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ｉｎ　Ｂｌａｓｔ
０８５
　第５期 刘志雄 等：日本晚樱同源异型基因ＰｒｓｅＡＰ３的克隆及其在单瓣与重瓣花中的表达分析 　
图３　ＰｒｓｅＡＰ３蛋白与其他ＡＰ３同源蛋白的分子系统发生分析
Ｆｉｇ．３　Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＰｒｓｅＡＰ３　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ＡＰ３－ｌｉｋｅ　ＭＡＤＳ－ｂｏｘ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ
域（１６９～２３５）含 ６７ 个氨基酸。在 Ｋ 结构域，
这２个基因产物都包括３个保守的区域 Ｋ１（８７～
１０８）、Ｋ２（１２１～１３５）和Ｋ３（１４３～１６８），并且这３个
保守的区域含有许多疏水氨基酸位点［１０］。另外
ＰｒｓｅＡＰ３的Ｃ末端结构域拥有保守的ＰＩ－ｄｅｒｉｖｅｄ模
体和ｐａｌｅｏＡＰ３模体，属Ｂ类转录因子中ｐａｌｅｏＡＰ３
进化系，与拟南芥 ＡＰ３蛋白所属的ｅｕＡＰ３进化系
不同，并与其他 ＡＣＤＥ类基因区分开来（图２、３）。
分子系统发生分析表明，日本晚樱ＰｒｓｅＡＰ３和苹果
的 ＭｄＡＰ３聚于进化树的一个分支，亲缘关系最近，
与太行花、玫瑰的亲缘关系次之，但是蔷薇科植物共
同聚于一个大的分支，与其他科中物种区分开来，与
传统分类学所得的结果基本一致（图３）。
２．３　半定量ＲＴ－ＰＣＲ与组织表达特异性分析
半定量ＲＴ－ＰＣＲ技术检测ＰｒｓｅＡＰ３在日本晚
樱单重瓣品种４轮花器官中表达的组织特异性结果
（图４、５）显示，ＰｒｓｅＡＰ３主要在单瓣日本晚樱品种
大岛的萼片、花瓣和雄蕊中表达，且在花瓣和雄蕊中
的表达量极显著高于萼片（Ｐ＜０．０１），但花瓣和雄
蕊中的表达量无显著差异（Ｐ＞０．０５），在心皮中仅
能检测到微弱的转录信号。ＰｒｓｅＡＰ３主要在重瓣
日本晚樱品种一叶的花瓣、雄蕊和叶化的心皮中表
达，且 在 这 ３ 轮 花 器 官 中 的 表 达 量 无 显 著 差
异（Ｐ＞０．０５），在萼片中仅能检测到微弱的转录信
号，但极显著低于内３轮花器官（Ｐ＜０．０１），其在重瓣
品种中表达的组织特异性与单瓣品种明显不同。进一
步对ＰｒｓｅＡＰ３在单瓣和重瓣品种同轮花器官中的表达
量进行方差分析，结果显示，其在２个品种萼片、花瓣
和雄蕊等３种器官中的表达量无显著差异（Ｐ＞０．０５），
但在重瓣品种一叶叶化雌蕊中的表达量极显著高于单
瓣品种大岛正常雌蕊中的表达量（Ｐ＜０．０１）。
１８５
　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第３１卷　
　Ｓｅ：萼片Ｓｅｐａｌ；ｐｅ：花瓣Ｐｅｔａｌ；ｓｔ：雄蕊Ｓｔａｍｅｎ；ｃａ：心皮 Ｃａｒ－
ｐｅｌ．
图４　ＰｒｓｅＡＰ３基因在２个品种４轮花器官中
表达的半定量ＲＴ－ＰＣＲ分析
Ｆｉｇ．４　Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＰｒｓｅＡＰ３ｉｎ　ｓｅｐａｌ，
ｐｅｔａｌ，ｓｔａｍｅｎ　ａｎｄ　ｃａｒｐｅｌ　ｏｆ　ｔｗｏ　Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ　ｃｕｌｔｉｖａｒｓ
ｂｙ　ｓｅｍｉｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＲＴ－ＰＣＲ　ｗｉｔｈ　ａｃｔｉｎ　ａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ
图５　ＰｒｓｅＡＰ３基因在２个品种４轮花器官中的表达比较
Ｆｉｇ．５　Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ＰｒｓｅＡＰ３ｉｎ　ｓｅｐａｌ，
ｐｅｔａｌ，ｓｔａｍｅｎ　ａｎｄ　ｃａｒｐｅｌ　ｏｆ‘Ｍａｋｉｎｏ’ａｎｄ‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’ｂｙ
ｓｅｍｉｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＲＴ－ＰＣＲ　ｗｉｔｈ　ａｃｔｉｎ　ａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ
３　讨　论
测序结果表明，从单瓣大岛和重瓣一叶中分离
到的ＰｒｓｅＡＰ３基因核苷酸序列完全一致。蛋白质
序列同源比对分析（图２）表明，ＰｒｓｅＡＰ３的Ｃ末端
结构域拥有保守的ＰＩ－ｄｅｒｉｖｅｄ模体和ｐａｌｅｏＡＰ３模
体，分子系统发生和进化树重建（图３）进一步证实
其属Ｂ类转录因子中ｐａｌｅｏＡＰ３进化系，是拟南芥
ＡＰ３的同源蛋白；但拟南芥的 ＡＰ３属ｅｕＡＰ３型蛋
白，ＰｒｓｅＡＰ３属于ｐａｌｅｏＡＰ３型蛋白。功能分析表
明，ＭＡＤＳ－ｂｏｘ转录因子 Ｃ末端结构域在转录激
活、蛋白四聚体形成以及蛋白功能特化方面有着非
常重要的作用［１１］，因此，日本晚樱ＰｒｓｅＡＰ３基因的
表达模式和功能可能与拟南芥的ＡＰ３呈现差别。
半定量ＲＴ－ＰＣＲ分析表明，ＰｒｓｅＡＰ３主要在单瓣日
本晚樱品种大岛的萼片、花瓣与雄蕊中表达，且在花
瓣和雄蕊中的表达量极显著高于萼片（Ｐ＜０．０１）；
在重瓣品种一叶中，其转录活性主要局限在花瓣、雄
蕊和叶化的雌蕊中，并且在一叶叶化雌蕊中的表达
量极显著高于单瓣品种大岛正常雌蕊中的表达
量（Ｐ＜０．０１）。重瓣品种一叶心皮叶化（图１），雌蕊
通过同源 异 型 转 变 形 成 类 似 萼 片 的 结 构［１２］；
ＰｒｓｅＡＰ３在重瓣品种雌蕊轮的表达量显著升高可
能与其参与这种萼片化结构的发育相关，进而造成
日本晚樱单重瓣花雌蕊轮的形态差异。
从基因表达的组织特异性看，ＰｒｓｅＡＰ３主要在
日本晚樱花瓣和雄蕊轮表达，在萼片和雌蕊轮也能
检测到转录信号，其表达组织特异性与Ｅ类基因相
似，但蛋白序列比对和分子系统发生分析又将其与
Ｅ类基因区分开来（图３）。其他植物ｐａｌｅｏＡＰ３型
基因的表达也呈现类似的结果，在兰科（Ｏｒｃｈｉｄａｃｅ－
ａｅ）植物文心兰属（Ｏｎｃｉｄｉｕｍ）植物中，其ｐａｌｅｏＡＰ３
型基因ＯＭＡＤＳ３在４轮花器官中都有表达［４］；进
一步研究发现，其他兰科植物ｐａｌｅｏＡＰ３型基因的
表达调控也类似［６］。在睡莲科（Ｎｙｍｐｈａｅａｃｅａｅ）植
物圆叶萍蓬草（Ｎｕｐｈａｒ　ａｄｖｅｎａ）中，其ｐａｌｅｏＡＰ３
型基因Ｎｕ．ａｄ．ＡＰ３．１在４轮花器官中表达量均
很高；而在佛罗里达八角茴香（Ｉｌｌｉｃｉｕｍ　ｆｌｏｒｉｄａ－
ｎｕｍ）和荷花玉兰（Ｍａｇｎｏｌｉａ　ｇｒａｎｄｉｆｌｏｒａ）中，其
ｐａｌｅｏＡＰ３型基因主要在萼片、花瓣和雄蕊中表达，
在雌蕊轮不表达［１３］。在基部真双子叶植物三叶木
通（Ａｋｅｂｉａ　ｔｒｉｆｏｌｉａｔａ）中，其ｐａｌｅｏＡＰ３型基因Ａｋ－
ｔＡＰ３＿３在每轮花器官均有表达［１４］。可见ｐａｌｅｏ－
ＡＰ３型基因的表达模式在不同植物花发育调控中
呈现差异，这种差异是基因功能进化和分化的结果，
并参与植物花器官形态多样化的进化［５，１５］。在日本
晚樱近缘种蔷薇科李亚科植物中，有关ＡＰ３同源基
因调控花发育的相关研究也未见报道，日本晚樱
ｐａｌｅｏＡＰ３型基因ＰｒｓｅＡＰ３参与花发育调控的生
理活性和功能，仍有待进一步研究。
参 考 文 献
［１］　ＤＵＢＯＩＳ　Ａ，ＲＡＹＭＯＮＤ　Ｏ，ＭＡＥＮＥ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｉｎｋｅｒｉｎｇ　ｗｉｔｈ
ｔｈｅ　Ｃ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ａ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｆｒａｍｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ
ｆｌｏｗｅｒｓ　ｉｎ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ　ｒｏｓｅｓ［Ｊ］．ＰＬｏＳ　ＯＮＥ，２０１０，５（２）：ｅ９２８８．
［２］　ＺＡＨＮ　Ｌ　Ｍ，ＦＥＮＧ　Ｂ　Ｍ，ＭＡ　Ｈ．Ｂｅｙｏｎｄ　ｔｈｅ　ＡＢＣ－ｍｏｄｅｌ：ｒｅｇ－
ｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ　ｇｅｎｅｓ［Ｊ］．Ａｄｖ　Ｂｏｔ　Ｒｅｓ，２００６，４４
（６）：１６４－１９６．
［３］　ＳＯＬＴＩＳ　Ｐ　Ｓ，ＳＯＬＴＩＳ　Ｄ　Ｅ，ＫＩＭ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｏｒａｌ
ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ　ｉｎ　ｂａｓａｌ　ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎ　ａｎｄ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ
２８５
　第５期 刘志雄 等：日本晚樱同源异型基因ＰｒｓｅＡＰ３的克隆及其在单瓣与重瓣花中的表达分析 　
ＡＢＣ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｄｖ　Ｂｏｔ　Ｒｅｓ，２００６，４４：３２３－３４７．
［４］　ＣＨＡＮＧ　Ｙ　Ｙ，ＫＡＯ　Ｎ　Ｈ，ＬＩ　Ｊ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｒｏｌｅｓ　ｆｏｒ　ｂ　ｃｌａｓｓ　ＭＡＤＳ　ｂｏｘ　ｇｅｎｅｓ　ｉｎ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｅｒ－
ｉａｎｔｈ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｒｃｈｉｄ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，２０１０，１５２：８３７－
８５３．
［５］　ＭＯＮＤＲＡＧＯＮ－ＰＡＬＯＭＩＮＯ　Ｍ，ＴＨＥＩＢＥＮ　Ｇ．Ｗｈｙ　ａｒｅ　ｏｒ－
ｃｈｉｄ　ｆｌｏｗｅｒｓ　ｓｏ　ｄｉｖｅｒｓｅ？Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ
ｂｙ　ｐａｒａｌｏｇｕｅｓ　ｏｆ　ｃｌａｓｓ　Ｂ　ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ　ｇｅｎｅｓ［Ｊ］．Ａｎｎ　Ｂｏｔ，
２００９，１０４（３）：５８３－５９４．
［６］　ＭＯＮＤＲＡＧＯＮ－ＰＡＬＯＭＩＮＯ　Ｍ，ＴＨＥＩＢＥＮ　Ｇ．Ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ　ｄｉｆ－
ｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｒａｌｏｇｏｕｓ　ＤＥＦＩＣＩＥＮＳ－ａｎｄ　ＧＬＯＢＯ－
ＳＡ－ｌｉｋｅ　ＭＡＤＳ－ｂｏｘ　ｇｅｎｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌｏｗｅｒｓ　ｏｆ　Ｏｒｃｈｉｄａｃｅａｅ：ｒｅｆｉ－
ｎｉｎｇ　ｔｈｅ‘ｏｒｃｈｉｄ　ｃｏｄｅ’［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｊ，２０１１，６６（６）：１００８－１０１９．
［７］　ＢＲＯＨＯＬＭ　Ｓ　Ｋ，ＰＯＬＬＡＮＥＮ　Ｅ，ＲＵＯＫＯＬＡＩＮＥＮ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．
Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂ　ｃｌａｓｓ　ＭＡＤＳ－ｂｏｘ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ
ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎ　Ｇｅｒｂｅｒａ　ｈｙｂｒｉｄａ［Ｊ］．Ｊ　Ｅｘｐ　Ｂｏｔ，２０１０，６１：７５－８５．
［８］　刘志雄，王莹，吕小蒙，等．日本晚樱花器官特征基因ＣｌＡＰ１的
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ｆｏｒ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｆｏｒ　ｆｌｏｗｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
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ｂｏｘ　ｇｅｎｅｓ　ｉｎ　ｂａｓａｌ　ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍｓ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ
ｆｌｏｒａｌ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉａｎｔｈ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｊ，２００５，４３（５）：７２４－
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Ｃｌｏｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａ　ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ
ｇｅｎｅ　ＰｒｓｅＡＰ３　ｆｒｏｍＰｒｕｎｕｓ　ｌａｎｎｅｓｉａｎａ
ＬＩＵ　Ｚｈｉ－ｘｉｏｎｇ　ＹＵ　Ｘｉａｎ－ｎｉ
Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｇａｒｄｅｎｉｎｇ，Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ　４３４０２５，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｇｅｎｅｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｌｏｒａｌ　ｏｒｇａｎｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｒｕｎｕｓ　ｌａｎｎｅｓｉａｎａ，ｃＤＮＡｓ　ｆｏｒ　ｏｎｅ
ＭＡＤＳ－ｂｏｘ　ｇｅｎｅｓ，ＰｒｓｅＡＰ３ｗｉｔｈ　ＧｅｎＢａｎｋ　ａｃｃｅｓｓｉｏｎ　Ｎｏ．ＪＦ７１０３７１，ｗａｓ　ｃｌｏｎｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ　ｃｌｏ－
ｎｉｎｇ　ａｎｄ　３′－ＲＡＣＥ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｏｆ　ＮＣＢＩ．Ｔｈｅ　ｆｕｌ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＰｒｓｅＡＰ３ｃＤＮＡ　ｉｓ
９７７ｂｐ，ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ａｎ　ｏｐｅｎ　ｒｅａｄｉｎｇ　ｆｒａｍｅ（ＯＲＦ）ｏｆ　７０８ｂｐ　ａｎｄ　ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ａ　ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ　ｏｆ　２３５ａｍｉｎｏ
ａｃｉｄ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ．Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｔｈａｔ　ＰｒｓｅＡＰ３ｗａｓ　ｈｉｇｈｌｙ　ｈｏｍｏｌｏ－
ｇｏｕｓ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ＡＰ３ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓａｎｄ　ｂｅｌｏｎｇｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐａｌｅｏＡＰ３ｃｌａｄｅ　ｏｆ　ｃｌａｓｓ　Ｂ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｅｍｉｑｕａｎｔｉ－
ｔａｔｉｖｅ　ＲＴ－ＰＣＲ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ＰｒｓｅＡＰ３ｗａｓ　ｓｔｒｏｎｇｌｙ　ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ　ｉｎ　ｐｅｔａｌ　ａｎｄ　ｓｔａｍｅｎ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ－
ｆｌｏｗｅｒｅｄ　Ｐ．ｌａｎｎｅｓｉａｎａ　ｃｕｌｔｉｖａｒ‘Ｍａｋｉｎｏ’，ａｎｄ　ｉｎ　ｐｅｔａｌ，ｓｔａｍｅｎ　ａｎｄ　ｌｅａｆ－ｌｉｋｅ　ｃａｒｐｅｌ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－ｆｌｏｗｅｒｅｄ
ｃｕｌｔｉｖａｒ‘Ｈｉｓａｋｕｒａ’，ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ＡＰ３ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｐｒｕｎｕｓ　ｌａｎｎｅｓｉａｎａ；ｆｌｏｗｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ　ｇｅｎｅ；ＡＰＥＴＡＬＡ３；ｈｏｍｏｌｏ－
ｇｏｕｓ　ｃｌｏｎｉｎｇ；３′－ＲＡＣＥ　ｍｅｔｈｏｄ；ｓｅｍｉｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ＲＴ－ＰＣＲ
（责任编辑：张志钰）
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