全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2014, 50 (11): 1630~1638　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2014.02951630
收稿 2014-06-30　　修定 2014-09-22
资助 河南省基础与前沿技术项目(132300410034)和公益性行业
(农业)科研专项(201003064-7)。
* 通讯作者(E-mail: zhouhoucheng@caas.cn; Tel: 0371-
65330972)。
森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实
FaMADS1基因克隆
周厚成1,2,*, 李刚1, 赵霞1, 康兆茹1, 郭蔼光2
1中国农业科学院郑州果树研究所, 郑州450009; 2西北农林科技大学生命科学学院, 陕西杨凌712100
摘要: 本文利用生物信息学方法对森林草莓(Fragaria vesca)基因组数据库中MADS-box基因的数量、结构类型、序列特征
及染色体定位进行分析。结果表明, 获得70个含SRF-TF结构域的森林草莓FvMADS基因, DNA长度289~14 596 bp, 编码
66~1 437个氨基酸残基, 有21个FvMADS没有内含子, 在7条染色体上呈不均匀分布; 68个FvMADS蛋白序列含有保守基序
Motif 1, 最佳匹配序列为“RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF”。另外, 从栽培品种‘丰香’草莓果
实中克隆了FaMADS1基因, 该基因属于MADS-box基因家族, cDNA全长1 167 bp, 编码区750 bp, 推导编码249个氨基酸, 具
有MADS结构域和K-box结构域。
关键词: 草莓; MADS-box; 转录因子; 生物信息学; FaMADS1基因
Genome-Wide Sequence Identification of MADS-Box Transcription Factor Gene
Family from Fragaria vesca and Cloning of FaMADS1 gene from F. ananassa Fruit
ZHOU Hou-Cheng1,2,*, LI Gang1, ZHAO Xia1, KANG Zhao-Ru1, GUO Ai-Guang2
1Zhengzhou Fruit Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450009, China; 2College of Life Sci-
ences, Northwest A & F University, Yangling, Shaanxi 712100, China
Abstract: In this paper, MADS-box genes were obtained by Fragaria vesca genome database query and named
FvMADS. MADS-box genes family, including the number of the FvMADS genes, structure type, sequence char-
acteristic and chromosomal localization, was analyzed by using bioinformatics methods. The results showed
that 70 FvMADS genes including SRF-TF structure domain were obtained. These FvMADS gene family DNA
sequence were 289–14 596 bp in length and encoded 66–1 437 amino acid residues, and 21 FvMADS genes had
no introns. These genes were not evenly distributed on 7 chromosomes. 68 FvMADS proteins contained a con-
served base sequence Motif 1 of the best matching sequences for “RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAE-
VALIIFSSRGKLYEF”. In addition, the FaMADS1 gene from F. ananassa cv. ‘Toyonoka’ fruit was cloned. The
gene which belonged to MADS-box gene family, the full-length cDNA of 1 167 bp encoding 249 amino acids,
was derived by MADS and K-box structure domains.
Key words: Fragaria; MADS-box; transcription factor; bioinformatics; FaMADS1 gene
研究报告 Original Papers
植物MADS-box基因家族数量众多, 功能多
样, 编码具有重要生物学功能的转录因子。植物
特异MIKC型MADS-box转录因子具有MADS结构
域(M区)以及I (intervening)区、K (keratin)区、C末
端(C-terminal)等4个结构域。M区位于MADS-box
蛋白的N末端, 是由大约60个氨基酸组成的高度保
守结构, 具有与特异DNA结合和蛋白质二聚化等
功能; I区是一个由大约30个氨基酸组成的序列保
守性较低的区域, 作用是选择性帮助二聚体转录
因子与DNA结合形成复合体; 中度保守的K区大约
有70个氨基酸, 具有3个α螺旋组成的coiled-coil结
构, 参与蛋白质间的相互作用; C末端是在序列和
长度上变化最大的区域, 在蛋白复合体的形成和
转录激活中起重要作用(Smaczniak等2012)。
MADS-box蛋白结构域在序列和结构上存在差异
周厚成等: 森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆 1631
与其功能作用密切相关。在植物中, MADS-box基
因家族被认为是调节生殖生长和营养器官发育的
关键基因家族, 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(Schwarz-Sommer
等1990; Becker和Theißen 2003; 刘菊华等2010;
Smaczniak等2012)。近年来对MADS-box基因的研
究主要集中于对花发育的调控, 对果实发育成熟
的调节作用研究较少, 但MADS-box基因也参与果
实的成熟调控(Vrevalov等2002; 刘菊华等2010)。
目前已克隆出非乙烯调控途径调控果实成熟的
MADS-box基因 , 主要集中于番茄(Ito等2008;
Vrevalov等2002)、葡萄和香蕉等跃变型果实
(Poupin等2007; Liu等2009; 张远森等2013)。但
MADS-box基因也参与调控草莓果实的成熟(Sey-
mour等2011)。草莓是典型的非呼吸跃变型果实,
研究乙烯之外的调节因子对草莓果实的发育和成
熟、延缓草莓果实成熟软化、增强果实耐贮运性
能, 具有重要的理论和生产意义。
MADS-box基因为一个庞大的基因家族, 已发
现拟南芥中有107个MADS-box基因(Paenicová等
2003), 水稻中有75个MADS-box基因(Arora等
2007), 黄瓜中有43个MADS-box基因(Hu和Liu
2012), 大豆中有106个MADS-box基因(Shu等2013)
等。森林草莓(Fragaria vesca, 2n=2x=14)基因组测
序已经完成(Shulaev等2011), 为开展栽培种凤梨草
莓(F. ananassa, 2n=8x=56)的全基因组基因挖掘和
分子育种提供了重要的参考信息。本文利用生物
信息学方法搜索森林草莓基因组数据库中MADS-
box基因家族, 分析MADS-box基因的数量、结构
类型、序列特征及染色体定位, 为MADS-box基因
的功能鉴定特别是在果实发育成熟过程中的作用
分析奠定基础。并从草莓栽培品种果实中克隆了
MADS-box基因FaMADS1, 旨在为进一步研究Fa-
MADS1调控草莓果实发育和成熟的功能和机理奠
定基础。
材料与方法
1 基因数据与材料
森林草莓(Fragaria vesca L.)基因组数据来自
植物基因组数据库网站http://www.phytozome.
net/。FaMADS9基因序列从NCBI获得(登录号
AF484683)。凤梨草莓品种‘丰香’ (F. ananassa
Duch. cv. ‘Toyonoka’)果实采自中国农业科学院郑
州果树研究所草莓试验基地, 液氮速冻后–80 ℃保
存用于RNA提取。
2 森林草莓MADS-box基因的筛选
首先利用Pfam数据库(http://pfam.sanger.
ac.uk/)搜索关键词“MADS”, 获得登录号PF00319
文件, 该文件含长度为51个氨基酸残基SRF-TF结
构的MADS-box蛋白保守结构域序列10个。选择
S E P 1 _ A R AT H / 9 - 5 9 ( K R I E N K I N R Q V T-
FAKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSNRGK-
LYEFCS)与森林草莓全基因组数据库(http://www.
phytozome.net)进行Blastp (E-value=0.001)序列比
对, 获得MADS-box基因序列。
3 MADS-box基因结构分析、染色体定位和模体
预测
森林草莓MADS-box基因的相关信息, 包括登
录号、所在染色体及基因组位置由基因组数据库
获得; 登陆GSDS网站(Gene Structure Display Server,
http://gsds.cbi.pku.edu.cn)分析MADS-box基因结
构。森林草莓MADS-box蛋白的模体(Motif)分析
采用模体分析工具The MEME Suite (Motif-based
sequence analysis tools, http://meme.nbcr.net/meme/
intro.html) MEME模块(Multiple Em for Motif Elici-
tation, http://meme.nbcr.net/meme/cgi-bin/meme.
cgi), 参数设置如下: 同一Motif在1条序列中出现的
次数为0或1, Motif最大发现数目4个, 基序长度范
围最大100个氨基酸残基, 其他参数为默认值。
4 FaMADS1基因克隆
果实总RNA的提取采用改良CTAB法。RT-
PCR法克隆MADS-box基因片段, 以纯化的mRNA
为模板, Oligo (dT15)为引物, 按照MLV反转录酶
(TaKaRa公司)说明书合成cDNA, 然后以FaMADS9
(NCBI序列号AF484683)基因序列设计2对引物P1:
P2和P3:P4进行PCR扩增(表1), 反应程序为: 94 ℃
5 min, 94 ℃ 30 s、55 ℃ 40 s、72 ℃ 90 s、35个循
环, 72 ℃延伸10 min。1%琼脂糖凝胶电泳检测, 回
收片段进行T/A克隆测序。
使用SMARTerTM RACE cDNA amplification
kit (BD Bioscience Clontech Company, USA)提供的
引物3 CDS, 反转录合成3 RACE Ready cDNA。
植物生理学报1632
据以上所得MADS-box基因片段序列设计3 RACE
特异引物GSP1, 结合通用引物UPM进行PCR。反
应程序为94 ℃ 5 min, 94 ℃ 30 s、68 ℃ 30 s、72
℃ 3 min、35个循环, 72 ℃延伸10 min。利用
DNAMAN 6.0软件进行序列拼接分析。
实验结果
1 森林草莓MADS-box基因的序列特征、基因结
构与染色体定位
利用M A D S - b o x蛋白保守基序 S E P 1 _
ARATH/9-59, 采用Blastp程序搜索森林草莓基因
组数据库, 获得70个含SRF-TF结构域的MADS-
box基因, 分别命名为FvMADS1~FvMADS70。Fv-
MADS基因DNA长度289~14 596 bp, 其中Fv-
MADS19的序列最长, 为14 596 bp, 而FvMADS11的
序列最短, 仅为289 bp。70个FvMADS蛋白中, 最
短的只含有66个氨基酸残基(FvMADS11和Fv-
MADS50), 最长的由1 437个氨基酸残基组成(Fv-
MADS48) (表2)。
利用GSDS在线工具获得MADS-box基因结构,
部分基因的内含子和外显子分布如图1所示。森林
草莓MADS-box基因家族成员的外显子数量为1~25,
FvMADS51的外显子数量最多, 为25个; FvMADS19
次之, 为23个; 有21个FvMADS仅有1个外显子。
FvMADS在染色体的物理定位分析表明, 70个
FvMADS在森林草莓7条染色体上呈不均匀分布,
除5个FvMADS基因未能定位外, 其余65个FvMADS
基因分布在7条染色体上, 其中6个FvMADS基因位
于1号染色体, 8个分布在2号染色体, 3号、4号染色
体分别分布7个, 5、6号染色体分别分布14个, 7号
染色体分布9个(图2)。
2 森林草莓MADS-box蛋白的基序分布及序列特
征分析
利用在线MEME模体(Motif)分析工具对森林
草莓MADS-box蛋白的保守性进行分析。结果表
明, 70个森林草莓MADS-box蛋白中有4类Motif,
表1 PCR引物序列
Table 1 Sequence of PCR primers
引物名称 序列(5→3)
P1 ATGGGGAGGGGAAGAGTGGAG
P2 GCATTTGCATATAGAAGTGACGAA
P3 GGTAGGCAGAGGAAATTGGTGTAT
P4 GCTGCTGCATGCTATCTCA
3 CDS AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTAC(T)30VN
GSP1 CAGCAGCAGCCTAGCAGATGCTCTTAT
UPM long-CTAATACGACTCACTATAGGGCAAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT
short-CTAATACGAC TCACTATAGGGC

图1 森林草莓MADS-box部分基因家族成员的基因结构
Fig.1 Gene structures of partial MADS-box gene family members of F. vesca
周厚成等: 森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆 1633
表2 森林草莓FvMADS基因的基本信息
Table 2 Basic information of the FvMADS genes from F. vesca
基因名称 序列号 DNA长度/bp CDS长度/bp 氨基酸数目 染色体定位 正(+)/负(-)链
FvMADS1 gene04229.1 3 550 750 249 LG6: 32713572~32717121 -
FvMADS2 gene04563.1 2 935 642 213 LG4: 26502083~26505017 -
FvMADS3 gene19428.1 5 838 1 398 465 LG7: 4394291~4400128 -
FvMADS4 gene24852.1 4 799 753 250 LG3: 3939971~3944769 +
FvMADS5 gene24494.1 8 874 789 262 LG6: 29313839~29322712 -
FvMADS6 gene13354.1 3 672 645 214 LG7: 22117084~22120755 +
FvMADS7 gene04562.1 2 931 738 245 LG4: 26497226~26500156 -
FvMADS8 gene25070.1 4 461 693 230 LG3: 11745926~11750386 -
FvMADS9 gene26119.1 3 546 855 284 LG5: 7921634~7925179 +
FvMADS10 gene01336.1 2 170 378 125 LG6: 37712160~37714329 -
FvMADS11 gene26429.1 289 201 66 LG1: 4034162~4034450 +
FvMADS12 gene19425.1 5 116 930 309 LG7: 4380104~4385219 +
FvMADS13 gene04228.1 4 698 774 257 LG6: 32701767~32706464 -
FvMADS14 gene25618.1 2 303 642 213 unanchored: 6827902~6830204 -
FvMADS15 gene31290.1 3 366 1 053 350 LG5: 14099242~14102607 -
FvMADS16 gene29503.1 3 918 930 309 LG7: 8235519~8239436 +
FvMADS17 gene20808.1 3 960 675 224 unanchored: 2475365~2479324 +
FvMADS18 gene20134.1 6 161 831 276 LG3: 8329328~8335488 +
FvMADS19 gene13356.1 14 596 2 790 929 LG7: 22131204~22145799 -
FvMADS20 gene11268.1 2 090 429 142 LG2: 17155740~17157829 +
FvMADS21 gene05027.1 3 832 825 274 LG4: 21916620~21920451 +
FvMADS22 gene27105.1 2 262 591 196 LG5: 23134576~23136837 -
FvMADS23 gene12119.1 10 797 708 235 LG5: 24719403~24730199 +
FvMADS24 gene22696.1 4 545 795 264 LG5: 13273715~13278259 +
FvMADS25 gene26118.1 6 371 630 209 LG5: 7910922~7917292 +
FvMADS26 gene06301 1 185 474 157 LG5: 4625966~4627150 -
FvMADS27 gene13358.1 1 836 468 155 LG7: 22152939~22154774 -
FvMADS28 gene14896.1 1 761 699 232 LG1: 8179391~8181151 -
FvMADS29 gene25669.1 678 687 225 LG5: 23457653~23458330 -
FvMADS30 gene11267.1 2 417 606 201 LG2: 17151913~17154329 +
FvMADS31 gene12120.1 7 012 708 235 LG5: 24734690~24741701 +
FvMADS32 gene30741.1 669 669 222 LG3: 2995375~2996043 -
FvMADS33 gene05564.1 612 612 203 LG1: 15877291~15877902 +
FvMADS34 gene00615.1 684 684 227 LG4: 14922036~14922719 +
FvMADS35 gene15090.1 675 675 224 LG2: 22071433~22072107 +
FvMADS36 gene05180.1 1 571 297 98 LG4: 22804817~22806387 +
FvMADS37 gene31594.1 847 504 197 LG1: 13712298~13713144 +
FvMADS38 gene03714.1 5 318 675 224 LG4: 25089184~25094501 -
FvMADS39 gene03748.1 5 360 675 224 LG4: 25288329~25293588 +
FvMADS40 gene31068.1 636 636 211 LG1: 2362822~2363457 -
FvMADS41 gene26028.1 7 302 2 103 700 LG5: 7161605~7168906 +
FvMADS42 gene14058.1 555 555 184 LG3: 26460131~26460685 -
FvMADS43 gene01788.1 696 696 231 LG2: 7400967~7401662 -
FvMADS44 gene30567.1 549 549 182 LG3: 1609369~1609917 +
FvMADS45 gene01789.1 663 663 220 LG2: 7405163~7405825 -
FvMADS46 gene05451.1 702 702 233 LG6: 27709858~ 27710559 +
FvMADS47 gene07364.1 738 738 245 unanchored: 7465583~7466320 -
FvMADS48 gene25753.1 10 062 4 434 1 437 LG6: 25500708~25510769 +
FvMADS49 gene24978.1 3 524 1 407 468 LG2: 3477474~3480997 -
FvMADS50 gene11073.1 319 201 66 LG5: 20793873~20794191 +

植物生理学报1634
表2 (续)
基因名称 序列号 DNA长度/bp CDS长度/bp 氨基酸数目 染色体定位 正(+)/负(-)链
FvMADS51 gene18483.1 9 245 2 592 863 LG7: 226718~235962 +
FvMADS52 gene13277.1 4 680 1 941 646 LG7: 21736485~21741164 -
FvMADS53 gene32155.1 675 675 224 LG5: 3040980~3041654 +
FvMADS54 gene11233.1 945 945 314 LG2: 16968321~16969265 -
FvMADS55 gene07365.1 6 393 1 425 474 unanchored: 7468076~7474468 -
FvMADS56 gene17829.1 2 056 978 325 LG6: 21269834~21271889 +
FvMADS57 gene18094.1 498 498 165 LG6: 17778486~17778983 -
FvMADS58 gene05411.1 4 168 1 587 528 LG6: 27471686~27475853 -
FvMADS59 gene25871.1 4 775 1 296 431 LG6: 38261461~38266235 -
FvMADS60 gene15563.1 597 597 198 LG6: 15023108~15023704 +
FvMADS61 gene07361.1 531 531 176 unanchored: 7431451~7431981 -
FvMADS62 gene28409.1 651 651 216 LG6: 36645777~36646427 +
FvMADS63 gene16491 498 498 165 LG1: 19537208~19537705 +
FvMADS64 gene11244.1 3 263 1 524 507 LG2: 17020653~17023915 +
FvMADS65 gene23924.1 2 692 1 356 451 LG6: 34281039~34283730 -
FvMADS66 gene10739.1 735 735 244 LG5: 11718000~11718734 -
FvMADS67 gene24650.1 453 453 150 LG5: 19474~19926 +
FvMADS68 gene04949.1 510 510 169 LG7: 11118553~11119062 +
FvMADS69 gene15899.1 6 411 891 296 LG6: 21989895~21996305 -
FvMADS70 gene20015.1 1 816 765 254 LG3: 7575627~7577442 +

图2 森林草莓FvMADS基因的物理定位
Fig.2 Physical locations of FvMADS genes of F. vesca
其中有68个蛋白序列含有Motif 1, 仅FvMADS36和
FvMADS57不含有Motif 1; 54个蛋白序列含有Mo-
tif 2, 33个蛋白序列含有Motif 3, 53个蛋白序列含
有Motif 4 (图3)。进一步分析发现, Motif 1由41个
氨基酸残基组成 , 最佳匹配序列为FvMADS3
( R Q V T F S K R R N G L L K K AY E L S V L C D A E -
VALIIFSSRGKLYEF); Motif 2由15个氨基酸残基
组成, 最佳匹配序列为FvMADS8 (MGRGKIE-
周厚成等: 森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆 1635
IKRIENTT), Motif 2与Motif 1中间仅隔1个氨基酸
残基, 二者串联组成57个氨基酸残基的MADS-box
蛋白(MIKC类型) M区。在M区后紧接1个保守性
较低的I区(Motif 4), 最佳匹配序列为FvMADS31
(GHPCVESVIERFLTRNPPH), I区后是次级保守
区K区 , 包含有Mot i f 3 , 最佳匹配序列为Fv-
MADS45 (GEDLEGLNIDELQKLEKQIEGGL-
SRVLQTK) (图3和4, 表3)。从图4可以看出, Fv-
MADS48是由2个MADS-box基因转录串联而成,
FvMADS10、FvMADS11、FvMADS27、Fv-
MADS50和FvMADS67等仅有M区而缺少K、I区
等结构域。
图3 森林草莓MADS-box转录因子的模体
Fig.3 Motifs of MADS-box transcription factors from F. vesca
表3 森林草莓MADS-box蛋白的模体组成
Table 3 Motif composition of MADS-box proteins from F. vesca
模体 基序氨基酸数目 最佳匹配
Motif 1 41 RQVTFSKRRNGLLKKAYELSVLCDAEVALIIFSSRGKLYEF
Motif 2 15 MGRGKIEIKRIENTT
Motif 3 30 GEDLEGLNIDELQKLEKQIEGGLSRVLQTK
Motif 4 19 GHPCVESVIERFLTRNPPH

3 FaMADS1基因序列分析
利用RT-PCR和RACE技术从‘丰香’草莓果实
总RNA中克隆得到910 bp的中间片段和853 bp的5
端片段以及301 bp的3端片段(图5), 经拼接获得
F a M A D S 1基因 c D N A序列 , N C B I登录号为
HQ602763。FaMADS1基因cDNA全长1 167 bp, 包
含l个750 bp的完整ORF、l个100 bp的5 UTR和l个
287 bp的3 UTR及30个poly(A), ORF推导编码249
个氨基酸。核苷酸序列相似性分析表明 , Fa-
MADS1 (1~1 136位)与FaMADS9 (279~1 410位)相
似性为99%, 与FaMADS9相比, FaMADS1在3 UTR
的poly(A)之前缺少了82 bp的片段。
植物生理学报1636
图4 森林草莓MADS-box蛋白的模体分布
Fig.4 Distribution of conserved motifs of MADS-box proteins of F. vesca
周厚成等: 森林草莓全基因组MADS-box转录因子基因的鉴定及凤梨草莓果实FaMADS1基因克隆 1637
经森林草莓全基因组搜索, FaMADS1与森林
草莓MADS-box转录因子基因FvMADS1匹配, 二者
为同源基因, 这表明FaMADS1可能为FvMADS1经
多次复制形成的。FvMADS1位于第6条染色体上
(32713572~32717121), DNA全长3 550 bp, 由8个外
显子和7个内含子组成, 编码区750 bp, 编码249个
氨基酸残基。
FaMADS1推导的氨基酸结构域分析表明, 该
序列具有MADS结构域(MADS_MEF2_like)和
K-box结构域。在MADS结构域中有DNA结合位
点、二聚体相互作用位点和翻译后修饰的磷酸化
位点, K-box结构域为卷曲螺旋结构(coiled-coil), 参
与形成多聚体。这些结构特征表明FaMADS1基因
属于MADS-box转录因子基因家族。
讨　　论
1 森林草莓全基因组FvMADS基因分析
利用森林草莓基因组序列, 搜索MADS-box蛋
白的保守结构域(SRF-TF结构), 获得70条MADS-
box基因, 表明FvMADS基因为一庞大基因家族。
FvMADS基因推导编码的FvMADS蛋白由66~
1 437个氨基酸残基组成(表2), 基因结构及蛋白结
构变化很大, 表明MADS-box基因可能具有的功能
多样性。
根据基因结构、蛋白结构和系统进化关系的
不同, 植物MADS-box基因分为I型(type I)和II型
(type II)两大类型。植物I型MADS-box基因通常含
有1~2个外显子 , 编码蛋白含有1个高度保守的
SRF-like MADS结构域, 但缺少K结构域。经分析,
70个FvMADS中有34个FvMADS缺少K域, 其中有
16个有1个外显子, 5个有2个外显子, 其它在3~25
个之间。植物II型MADS-box基因, 也叫MIKC型
基因, 一般包含6个内含子和7个外显子。但Fv-
MADS基因结构较为复杂, 有7个外显子的FvMADS
仅有8个, 其它在1~23个之间。MIKC型基因具有
MADS-box基因共有的MADS-box结构域(M区)以
及I区、K区、C末端等4个结构域。K区是MIKC
型MADS-box基因的特征序列, FvMADS中有36个
具有K区, 应归属于MIKC型。MIKC型基因的这4
个结构域在序列和结构上存在差异与其功能作用
密切相关, 由此编码多种具有重要生物学功能的
转录调节因子。
2 草莓果实FaMADS1基因分析
MADS-box转录因子的作用几乎涉及到了植
物生长发育的各个方面, 其中对果实发育成熟的
调控功能是近年来MADS-box基因研究的一个热
点领域。研究发现, 番茄中RIN是MADS-box家族
的重要成员, rin突变体中有2个串联的MADS-box
基因LeMADS-RIN与LeMADS-MC , 由于Le-
MADS-RIN最后一个外显子缺失, 与LeMADS-MC
发生融合, 导致RIN蛋白功能丧失, 果实不能成熟
(Vrebalov等2002)。Moore等(2002)进一步确定RIN
转录因子对果实成熟具有重要的调控作用, RIN蛋
白只在成熟的果实中积累(Ito等2008)。RIN与
MADS-box基因一样, 其功能具有多效性。RIN作
为转录因子, 其直接调控的下游基因主要包括其
它转录因子、乙烯合成及信号转导组分、细胞壁
代谢、类胡萝卜素代谢等多条途径中的关键酶或
相关组分的基因(Fujisawa等2011; Li等2011; Martel
等2011)以及直接调控果实成熟过程中芳香物质的
合成(Qin等2012)。
Vrebalov等(2002)从草莓果实中分离出了同
图5 FaMADS1 cDNA扩增片段
Fig.5 cDNA fragments amplification of FaMADS1 gene
1: 5′端RT-PCR片段; 2: RT-PCR中间片段; 3: 3′ RACE片段; M1: DL2000 DNA marker; M2: 100 bp ladder marker。
植物生理学报1638
源基因FaMADS9, 该基因呈现果实专一的表达模
式。Seymour等(2011)进一步采用基因沉默法使草
莓SEP1/2-like (FaMADS9)基因沉默, 结果表明, 草
莓花瓣、种子和果实等发育成熟受阻, 证明了SEP
为果实成熟的调控因子, 同时调控跃变型果实和
非跃变型果实的成熟。我们利用RT-PCR和RACE
技术从软质草莓品种 ‘丰香 ’果实中克隆了Fa-
MADS1基因 , 获得了其cDNA全长序列。Fa-
MADS1具有MADS结构域和K-box结构域, 属于
MADS-box转录因子基因家族。与FaMADS9相比,
FaMADS1在3 UTR的poly(A)之前缺少了82 bp的
片段。真核生物mRNA的3 UTR在基因表达的转
录后调控中起着重要作用, FaMADS1基因这种缺
失导致的功能变化有待进一步分析。FaMADS1基
因的获得为进一步分析FaMADS1调控草莓果实发
育和成熟的功能机理奠定基础。
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