全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
#"""()"!$
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#
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$
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%
-
+.//0+#"""()"!$+!"#$+"#+""!%
收稿日期$
!"#)("(#*
&修改稿收到日期$
!"#)(#!("!
基金项目$国家自然科学基金"
%"""*#
#
作者简介$曹丹琴"
#"&
#!女!在读硕士研究生!主要研究果树种质资源与生物技术育种
1(23.4
$
#$$,5*%$
!
#,%+672
"
通信作者$张水明!博士!副教授!主要从事园艺植物种质资源与生物技术育种研究
1(23.4
$
8930
:
/925%
!
/79;+672
石榴种皮木质素合成相关转录因子
基因
1
2
34%
的克隆与表达
曹丹琴!杨
!
健!关晓弯!张永娟!龚凌燕!张水明"
"安徽农业大学 园艺学院!合肥
!%""%,
#
摘
!
要$为初步探讨石榴"
!"#$%&

(&#&)"*<+
#籽粒硬度产生机理及转录因子基因
!

+,-
在石榴种皮木质素生
物合成途径中的作用!测定了不同石榴品种籽粒硬度及种皮总木质素含量并分析两者关系!利用
=>(?@=
结合
=A@1
技术!克隆了(红玉石籽)石榴的
#
个
+,-
转录因子基因"
!

+,-
#!通过实时荧光定量
?@=
技术分析了
!

+,-
的相对表达量结果表明$"
#
#石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈显著正相关关系!相关系数为
"+",

"
!
#
!

+,-
基因
6BCA
全长
#"55D
E
!开放阅读框
!#D
E
!编码蛋白由
%",
个氨基酸组成!
C
端具有
!
个
FGH
BCA
结合结构域!是植物中一个典型的
=!=%(FGH
转录因子&同源分析显示!该基因编码的氨基酸序列与银合欢
的
FGH#
和拟南芥的
FGH)
一致性分别高达
5I
和
5)I
"
%
#在不同籽粒硬度石榴品种中
!

+,-
的表达与籽
粒硬度和种皮总木质素含量呈负相关关系"
)
#在石榴各个发育时期中!
!

+,-
表达与种皮总木质素含量同样呈
负相关关系推测该基因可能抑制石榴种皮总木质素的生物合成
关键词$石榴&籽粒硬度&种皮&总木质素&
!

+,-
基因&表达分析
中图分类号$
J*5$
&
J*5,
文献标志码$
A
$%"&(&!)*
+
,--#"&".(/#
0
&#&1#"-
2
&34-#-5,%(3!6,(&-7,#
+
3#"&
8(73",9&1
2
34%#&:";
0
,(&(3@AKB30
L
.0
!
GACMN.30
!
MOACP.37Q30
!
RSACMG70
:-
;30
!
MKCM<.0
:T
30
!
RSACMU9;.2.0
:
"
"
@74V
:
V7WS7XY.6;4Y;XV
!
A09;.A
:
X.6;4Y;X34O0.ZVX/.Y
T
!
SVWV.!%""%,
!
@9.03
#
=>-3,(73
$
>7/Y;[
T
Y9V2V6930./27W
E
72V
:
X303YV/VV[93X[0V//
!
30[Y9VW;06Y.707WYX30/6X.
E
Y.70W36Y7X
:
V0V!

+,-.04.
:
0.0D.7/
T
0Y9V/./
E
3Y9Q3
T
7W
E
72V
:
X303YV/VV[673Y
!
QV2V3/;XV[Y9V/VV[93X[0V//30[
Y7Y344.
:
0.0670YV0Y.0[.WWVXV0Y
E
72V
:
X303YV6;4Y.Z3X/+A07ZV4+,-YX30/6X.
E
Y.70W36Y7X
:
V0V!

+,-Q3/
./743YV[WX726;4Y.Z3X
(
S70
:T
;/9.8.
)
D
T
XVZVX/VYX30/6X.
E
Y.70(
E
74
T
2VX3/V693.0XV36Y.70
"
=>(?@=
#
30[
X3
E
.[32
E
4.W.63Y.707W6BCAV0[/
"
=A@1
#
+>9VVE
XV//.704VZV4/7W!

+,-QVXV3034
T
8V[D
T
XV34Y.2V(
?@=+>9VXV/;4Y//97QV[Y93Y
$"
#
#
>9V93X[0V//7W
E
72V
:
X303YV/VV[30[Y9VY7Y344.
:
0.0670YV0Y.0/VV[
673YQVXV
E
7/.Y.ZV4
T
67XXV43YV[Q.Y9367XXV43Y.7067VWW.6.V0Y7W"+",+
"
!
#
>9VW;4(4V0
:
Y96BCA7W!

+,-
Q3/#"55D
E
Q.Y9307
E
V0XV3[.0
:
WX32V7W!#D
E
V067[.0
:
3
E
X7YV.07W%",32.0736.[XV/.[;V/+]Y
)
/3
Y
TE
.634=!=%(FGHYX30/6X.
E
Y.70W36Y7X
:
V0V.0
E
430YQ.Y9YQ7+,-BCAD.0[.0
:
[723.0/3Y.Y/C(YVX2.(
0;/+H43/YP3034
T
/.//97QV[Y93Y!

+,-93[9.
:
9.[V0Y.Y
T
Q.Y9./"%&/#&0/"%1%/
2
3&0&FGH#30[4(&5$6
71
2
8$8)3&0$&#&FGH)3/5I30[5)I
!
XV/
E
V6Y.ZV4
T
+
"
%
#
=V34Y.2V(?@=3034
T
/./.0[.63YV[Y93YY9VXV43Y.ZV
VE
XV//.707W!

+,- Q3/0V
:
3Y.ZV4
T
67XXV43YV[Q.Y9Y9V93X[0V//7W
E
72V
:
X303YV/VV[30[Y7Y344.
:
0.0
670YV0Y.0/VV[673Y+
"
)
#
AYV369/Y3
:
V7W
(
S70
:T
;/9.8.
)
WX;.Y[VZV47
E
2V0Y
!
Y9VXV43Y.ZVVE
XV//.707W!

6
+,-Q3/34Q3
T
/0V
:
3Y.ZV4
T
67XXV43YV[Q.Y9Y9VY7Y344.
:
0.0670YV0Y.0/VV[673Y+]YQ3//
E
V6;43YV[Y93Y!

6
+,-2.
:
9YXV
E
XV//Y9VD.7/
T
0Y9V/./7W4.
:
0.0.0
E
72V
:
X303YV/VV[673Y+>9VXV/;4Y/VE
V6YV[Y743
T
3W7;0(
[3Y.70W7X/Y;[
T
Y9V2V6930./27W
E
72V
:
X303YV/VV[93X[0V//+
?
2
@",!-
$
E
72V
:
X303YV
&
/VV[93X[0V//
&
/VV[673Y
&
4.
:
0.0
&
!

+,-
:
V0V
&
VE
XV//.703034
T
/./
!!
石榴"
!"#$%&

(&#&)"*<+
#为石榴科石榴属多
年生落叶果树!主要分布在陕西*安徽*山东*四川*
新疆*云南等地+#,石榴果实中含有丰富的天然活
性物质!具有较高的保健价值+!,石榴中的软籽品
种核软可食!无需吐籽!因而更受消费者喜爱!但有
关软籽性状形成机理的研究甚少山东农业大学在
枣庄的调查发现石榴树随着更新次数的增加!果实
种子有退化变软现象+%,陆丽娟等+),研究中国代表
性石榴品种硬度时指出石榴种子硬度性状可能受多
基因控制!且可能存在主效基因!同时发现光照*树
体营养等环境因素对种子硬度也具有一定影响
石榴籽粒包含假种皮*种皮和种仁等
%
个部分!
通常可食用部分为假种皮!种仁中富含多种脂肪酸
和蛋白质!具有较高的营养价值+$,!而种皮中木质素
含量较高+,,木质素是植物体内的一种芳香性高聚
物!主要沉积在维管植物次生增厚的细胞壁中+*,
木质素的生物合成主要受两类基因控制!一类是结
构基因!另一类是调节基因研究发现!
FGH
转录
因子广泛参与植物苯丙烷类次生代谢途径的调节!
该过程与木质素的合成调控密切相关+5(,根据高
度保守的
BCA
结合结构域
=
的数目!可以把
FGH
转录因子分为单一
FGH
结构域蛋白"
=%(FGH
#*
!
个重复
FGH
结构域蛋白"
=!=%(FGH
#和
%
个重复
FGH
结构域蛋白"
=#=!=%(FGH
#
+
#"
,
其中
=!=%(
FGH
可能是最直接调控木质素生物合成与沉积的转
录因子!它们能调控参与苯丙烷类物质合成相关基因
的表达!从而影响木质素的含量+##,如火炬松"
!$#"8
)&/7&
#的
!)+,-#
*
!)+,-)
和
!)+,-5
+
#!(#%
,
!拟南芥
的
4)+,-$5
*
4)+,-,%
+
#)
,促进木质素的生物合成
玉米"
9/&*&
:
8
#的
9*+,-%#
和
9*+,-)!
+
#$
,
!拟南
芥的
4)+,-)
+
#,
,
!杂交杨"
!1
2
"0"8)(/*"0& <+^
)(/*"01$7/8F.69\+
#的
!)+,-!#&
+
#*
,
!银合欢"
./"6
%&/#&0/"%1%/
2
3&0&
#的
.0+,-#
+
#5
,
!金鱼草"
4#)$((3$6
#"**&
;
"8<+
#的
4*+,-%"5
和
4*+,-%%"
+
#
,则抑
制木质素的生物合成在石榴中尚未见到关于木质
素生物合成相关
FGH
转录因子的研究报道
本研究通过测定不同石榴品种的籽粒硬度与种
皮总木质素含量!分析两者相关性!同时从参与木质
素合成代谢的转录调控手段入手!应用
=A@1
技术
克隆
!

+,-
基因
6BCA
全长!
=V34Y.2V(?@=
技
术分析
!

+,-
在石榴不同品种和不同发育时期
种皮中的表达特性!为深入研究石榴软籽性状形成
机理打下了基础
#
!
材料和方法
A+A
!
试验材料
材料采自安徽农业大学农业园石榴资源圃!土
肥水管理水平一致于
!"#%
年

月
#$
日分别采集
$
年树龄的(突尼斯软籽)*(会理软籽)和(红玉石
籽)
%
个不同硬度品种成熟度一致的果实若干!剥取
石榴籽粒!部分
)_
保存!用于籽粒硬度和总木质素
含量测定&部分
&5"_
保存!用于基因克隆与表达
!"#%
年
$
月
!"
日始!在花后
!"
*
)"
*
,"
*
5"
*
#""
和
#!"[
!分别从(红玉石籽)树冠外围东*西*南*北
面及内膛枝条上摘取同期坐果*大小一致果实各
!
个!剥取石榴籽粒!部分
)_
保存!用于总木质素含
量测定&部分
&5"_
保存!用于基因表达分析
A+B
!
不同品种石榴籽粒硬度测定
随机选取(突尼斯软籽)*(会理软籽)和(红玉石
籽)
%
个品种的石榴籽粒各
!"
个!去除外层假种皮!
擦净待用选用
>V\Y;XVA034
T
/VX
质构仪
?
%
%,=
圆柱型平底探头!在质构剖面分析"
>V\Y;XV?X7W.4V
A034
T
/./
!
>?A
#测试模式下!设定
"+$22
的目标
压缩形变量"进入样品的运行距离#!探头对样品进
行两次压缩循环!测得所需的硬度质构指标!单位为
:
-
62
&!

A+C
!
总木质素含量测定
采用巯基乙酸法+!",分别对(突尼斯软籽)*(会
理软籽)*(红玉石籽)
%
个石榴品种和花后
!"
*
)"
*
,"
*
5"
*
#""
和
#!"[
的(红玉石籽)石榴种皮的总木
质素含量进行测定!各样品测定均
%
次重复取平
均值
ADE
!
1
2
34%
基因
7FG=
全长克隆及生物信息学分析
ADEDA
!
石榴
34%
基因中间片段的获得
!
根据
MV0(
H30`
上已经登录的几种植物
+,-
基因的
BCA
结
合结构域保守区设计目的片段扩增引物
FGH(a
和
)!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
FGH(=
"表
#
#!参照改良的
@>AH
法+!#,提纯(红玉
石籽)石榴种皮的总
=CA
!以其为模板进行
=>(
?@=
!
?@=
反应条件为$
)_
预变性
%2.0
&
)_
变
性
%"/
!
$)_
退火
%"/
!
*!_
延伸
%"/
!
%$
个循环&
*!_
延伸
#"2.0
!
?@=
产物用
#+"I
琼脂糖凝胶
电泳检测将
?@=
产物进行回收并连接至
E
M1F(
>V3/
T
载体 "
?X72V
:
3
公司#上!转化大肠杆菌
BS$
"
"上海康润生物公司#进行克隆!挑取单菌落
进行菌液
?@=
检测!将阳性菌落送至上海生工生物
公司进行测序
ADEDB
!
7FG=
末端扩增
!
根据获得的
+,-
中间片
段核苷酸序列!设计用于
%b
端和
$b
端克隆的基因特
异引物"表
#
#以
%b(@BU
为接头"表
#
#!反转录得
到
%b(=A@16BCA
!分别用
%bMU?#
*
%bMU?!
和
%b
通用引物
O?F(<70
:
和
CO?
进行
%b
端扩增!具体
操作流程参照
UFA=>VX
>F
=A@16BCAA2
E
4.W.(
63Y.70c.YO/VXF30;34
试剂盒"
@470YV69
公司#说
明书进行用
$bFGH(a#
和
$bFGH(=#
进行
$b
端
序列克隆!回收扩增产物并连接至
E
M1F(>V3/
T
载
体!转化大肠杆菌
BS$
"
!筛选阳性克隆测序鉴定
ADEDC
!
1
2
34%
全长
7FG=
拼接及生物信息学分析
!
将获得的
+,-
中间片段和
6BCA
末端序列进行
拼接!获得
!

+,-
基因的
6BCA
全长序列将
!

6
+,-
序列在
C@H]
数据库中用
H
工具进行同
源分析&利用
K=a
"
K
E
V0=V3[.0
:
aX32V
!
K=a
#
W.0[VX
软件寻找开放阅读框&
?X7Y
E
3X32
软件"
9Y(
Y
E
$%%
QVD+VE
3/
T
+7X
:
%
E
X7Y
E
3X32
%#分析编码蛋白
的氨基酸序列组成*分子量*等电点等理化性质&
?/7XY
"
9YY
E
$%%
E
/7XY+9
:
6+
-E
%
W7X2+9Y24
#进行亚细
胞定位分析&
H.7PF!+,
软件进行蛋白质一致性和
相似性分析&用
F1MA$
软件构建系统进化树
ADH
!
1
2
34%
表达分析
ADHDA
!
1
2
34%
在不同品种石榴种皮的表达分析
!
运用
=>(?@=
检测
!

+,-
基因在(突尼斯软
籽)*(会理软籽)和(红玉石籽)
%
个品种石榴种皮中
的表达情况!以石榴
4%)$#
为内参!设计特异引物
?
:
A6Y.0(a
%
?
:
A6Y.0(=
及
!

+,-(a
%
!

+,-(=
"表
#
#!在
UYV
E
K0V?4;/
>F荧光定量
?@=
仪上进行扩
增采用
!"
#
<
反应体系$
UGH=
>F
?XV2.\<=>&
?
#"
#
<
!
#"
#
274
-
<
&#的上下游引物各
"+5
#
<
!
=KP
=VWVXV06VB
T
V$"P"+)
#
<
!
6BCA
模板
!+"
#
<
!
[[S
!
K,+"
#
<
反应程序为$
$_
预变性
%"/
&
$
_
变性
$/
!
,"_
退火
%"/
!
*!_
延伸
#2.0
!共
)"
个循环每个样品
)
次重复反应完成后!用
!
&
##
@Y法进行相对表达量分析
ADHDB
!
1
2
34%
在不同发育时期石榴种皮的表达
分析
!
以花后
!"
*
)"
*
,"
*
5"
*
#""
和
#!"[
的(红玉
石籽)种皮
6BCA
为模板!以石榴
4%)$#
为内参!对
!

+,-
基因表达量进行荧光定量检测!具体方法
同
#+$+#

!
!
结果与分析
B+A
!
石榴不同品种籽粒硬度和种皮总木质素含量
%
个石榴品种中!(突尼斯软籽)籽粒硬度最小!
种皮总木质素含量最低!分别为
#*
:
-
62
&!和
,+%,I
&其次是(会理软籽)!籽粒硬度为
%5##
:
-
表
A
!
:$I
扩增所用引物及其序列
>3D4V#
!
?X.2VX/30[/V
L
;V06V/XV
L
;.XV[.0?@=32
E
4.W.63Y.70
引物类型
?X.2VXY
TE
V
引物名称
?X.2VX032V
引物序列
?X.2VX/V
L
;V06V
"
$b
$
%b
#
目的片段特异引物
>3X
:
VY
:
V0V
E
X.2VX/
FGH(a @M>MMA@@AAMMAMMAMMA@
FGH(= MMA>M>M@M>M>>@@AM>AM
%b(=A@1
引物
%b(=A@1
E
X.2VX/
%bMU?# MMAAMAM>>M@AMM@>MAMM>MM
%bMU?! @MMA@@MA@AA@MAMA>@AAMAA
%b(@BU AAM@AM>MM>A>@AA@M@AMAM>A@
"
>
#
%"dC
O?F<70
:
@>AA>A@MA@>@A@>A>AMMM@AAM@AM>MM>A>@AA@M@AMAM>
CO? AAM@AM>MM>A>@AA@M@AMAM>
$b
端扩增引物
$bV0[
E
X.2VX/
$bFGH(a# A>MMMMAMM>@M@@M>M@>M@MAMA
$bFGH(=# >AM>>@>@@@>@>@>>AM>MA@M@@A>@MM
荧光定量
?@=
引物
=>(?@=
E
X.2VX/
!

+,-(a @AM>@>M>@>M>M@>M@@A>@>A@
!

+,-(= A>>MAMAA@MAM>A@M>MMMM@>@
?
:
A6Y.0(a AM>@@>@>>@@AM@@A>@>@
?
:
A6Y.0(= @A@>MAM@A@AA>M>>>@@A
$!
#
期
!!!!!!!!!
曹丹琴!等$石榴种皮木质素合成相关转录因子基因
!

+,-
的克隆与表达
62
&!
!种皮总木质素含量为
*+$*I
&籽粒硬度和种
皮总木质素含量均最大的为(红玉石籽)!分别为
)!%$
:
-
62
&!和
+!$I
"图
#
#
U?UU
分析发现!
石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈显著正相关!
相关系数为
"+",

BDB
!
石榴
1
2
34%
基因的克隆
=>(?@=
扩增
+,-
基因
6BCA
同源片段!挑
选阳性克隆测序得到一个长
!#D
E
的核酸片段"图
!
!
A
#!序列比对结果显示!该片段序列与水稻"
A(
:
6
B&8&)$C&
#的
A8+,-!
和玉米的
9*+,-%#
序列一
致性分别高达
5*I
和
5,I
!初步判断该片段为石榴
+,-
基因序列片段
%b
端扩增得到一个
5#D
E
的带有多聚
A
尾巴
的片段"图
!
!
H
#!登陆
C@H]
进行核酸序列比对!表
明该片段 序列与玉米的
9*+,-%#
和柳枝稷
"
!&#$%"*C$(

&)"*
#的
!C+,-)&
序列一致性高
达
5$I
!且
%b
端序列与原同源片段部分重叠!确认
其为石榴
+,-
基因的
%b
端序列
$b
端扩增得到一
个长
)%,D
E
的片段"图
!
!
@
#!序列比对分析确定为
石榴
+,-
基因的
$b
端序列
BDC
!
1
2
34%
全长
7FG=
拼接及生物信息学分析
将获得的两端序列与同源片段序列进行拼接得
图
#
!
石榴不同品种籽粒硬度和种皮总木质素含量
a.
:
+#
!
UVV[93X[0V//30[Y7Y344.
:
0.0670YV0Y.0
/VV[673Y7W[.WWVXV0Y
E
72V
:
X303YV6;4Y.Z3X/
到一个长
#"55D
E
的
6BCA
序列序列分析表明!
!

+,-
基因编码区由
!#
个核苷酸组成!编码一
个含有
%",
个氨基酸的蛋白质!起始密码子为
A>M
!终止密码子为
>MA
"图
%
#
C@H]
在线比对
发现!该基因编码的氨基酸序列与银合欢*杨树
"
!1
2
"0"8
#*拟南芥等植物中
+,-
转录因子基因编
码的氨基酸序列一致性都达到
5)I
以上
?X7Y(
E
3X32
分析其理化性质!推测该蛋白的分子式
@
#),5
S
!%%!
C
)$)
K
),#
U
#*
!相对分子量为
%)!,!+)
!等电点
"
E
]
#为
5+5$

]0YVX?X7
数据库鉴定结果显示!
!

(
+,-
具有两个典型的
FGH(BCA(D.0[.0
:
结构域
"图
)
#!为典型的
=!=%(FGH
转录因子基因亚细
胞定位研究表明!
?
:
FGH
蛋白定位于细胞核"可能
图
%
!
!

+,-
基因的核苷酸序列和推测的氨基酸序列
带下划线的碱基序列
A>M
表示起始密码子&
"
表示终止密码子
>MA
a.
:
+%
!
6BCA/V
L
;V06V30[[V[;6V[32.07
36.[/V
L
;V06V7W!

+,-
>9V0;64V7Y.[V/V
L
;V06VA>MQ.Y9;0[VX4.0V[2V30/
.0.Y.3Y7X67[70
&
>MAQ.Y9
"
2V30/YVX2.03Y7X67[70
图
!
!
!

+,-
基因同源片段"
A
#*
%b(=A@1
"
H
#和
$b(=A@1
"
@
#扩增结果
a.
:
+!
!
?@=
E
X7[;6Y/7W=>(?@=
"
A
#!
%b(=A@1
"
H
#
30[$b(=A@1
"
@
#
7W!

+,-
F+B,!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
图
)
!
不同植物
FGH
氨基酸序列比对
图中从上至下依次代表的是石榴*银合欢*金鱼草*拟南芥*桉树*火炬松中相应的
FGH
氨基酸序列&划线部分为
=!
*
=%BCA
结合结构域
a.
:
+)
!
A4.
:
02V0Y7W32.0736.[/V
L
;V06V/7WFGHWX72[.WWVXV0Y
E
430Y/
>9V32.0736.[/V
L
;V06V.0Y9V23
E
/Q9.69WX72Y9VY7
E
Y7Y9VD7YY72XV
E
XV/V0Y
$
!"#$%&

(&#&)"*
!
./"%&/#&0/"%1%/
2
3&0&
!
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;
"8
!
4(&5$71
2
8$8)3&0$&#&
!
<"%&0
:2
)"8

"##$$
!
!$#"8)&/7&+>9V=!30[=%BCA(D.0[.0
:
/.YV/3XV;0[VX4.0V[
性
#+%I
#!符合转录因子的亚细胞定位特征将
!

+,-
推导的氨基酸序列与其他植物中调控木质
素合成代谢的
=!=%(FGH
转录因子氨基酸序列进
行比对!并构建系统进化树"图
$
#!发现
?
:
FGH
与
桉树"
<"%&0
:2
)"8

"##$$
#的
1
:
FGH#
"
MV0H30`
登
录号$
AN$*,"!)+#
#和拟南芥
AYFGH%!
"
MV0H30`
登录号$
CF
.
##,,$+!
#进化关系相对较近
MV0(
H30`
中做同源性分析表明
!

+,-
基因氨基酸序
列与其他
FGH
转录调控因子的同源区域主要集中
在
C
端
=!=%BCA
结合结构域!在
@
端同源性
极低
BDE
!
不同品种石榴种皮
1
2
34%
的表达和总木质
素含量分析
在籽粒硬度最小的(突尼斯软籽)中
!

+,-
相对表达量最大!以(突尼斯软籽)为
#
!(会理软籽)
中
!

+,-
表达量为(突尼斯软籽)的
"+%5
!籽粒硬
度最大的(红玉石籽)中
!

+,-
表达量最低!仅为
(突尼斯软籽)的
"+!%
籽粒硬度越小的品种!
!

6
+,-
表达量越高!同时种皮总木质素含量就越低!
图
$
!
木质素合成相关
=!=%(FGH
转录因子进化树
图中分支点的数字表示
H77Y/YX3
E
验证中基于
#"""
次重复该节点
可信度的百分比&标尺代表遗传距离&括号的编号为基因登录号
a.
:
+$
!
?9
T
47
:
V0VY.6YXVV672
E
3X.0
:
Y9V32.0736.[
/V
L
;V06V/7W!

+,-Y77Y9VX4.
:
0.0D.7/
T
0Y9V/./(
XV43YV[=!=%(FGHYX30/6X.
E
Y.70W36Y7X/
>9V0;2DVX70Y9VDX3069V/.0[.63YVY9VXV4.3D.4.Y
TE
VX6V0Y7W
H77Y/YX3
E
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E
4.63Y.70/
&
Y9V/634VD3XXV
E
XV/V0Y/
:
V0VY.6[./Y306V
&
>9V366V//.70C7+Q3/
:
.ZV0.0DX36`VY/
相关分析结果显示!
!

+,-
的表达与籽粒硬度和
种皮总木质素含量呈负相关"图
,
#
BDH
!
不同发育时期石榴种皮
1
2
34%
的表达和总
木质素含量分析
=>(?@=
分析
!

+,-
在(红玉石籽)不同发育
*!
#
期
!!!!!!!!!
曹丹琴!等$石榴种皮木质素合成相关转录因子基因
!

+,-
的克隆与表达
图
,
!
不同品种石榴种皮
!

+,-
的
相对表达量和总木质素含量
a.
:
+,
!
=V43Y.ZVVE
XV//.707W!

+,-30[Y7Y344.
:
0.0
670YV0Y.0/VV[673Y7W[.WWVXV0Y
E
72V
:
X303YV6;4Y.Z3X/
图
*
!
不同发育时期石榴种皮
!

+,-
的
相对表达量和总木质素含量
a.
:
+*
!
=V43Y.ZVVE
XV//.707W!

+,-30[Y7Y34
4.
:
0.0670YV0Y.0
E
72V
:
X303YV/VV[673Y3Y
[.WWVXV0Y[VZV47
E
2V0Y34/Y3
:
V/
时期种皮中的表达特性"图
*
#发现$在花后
!"[
!
!

+,-
表达量最高!且随着果实发育!
!

+,-
的
表达量逐渐下降巯基乙酸法测定(红玉石籽)不同
发育时期种皮的总木质素含量"图
*
#!结果显示$盛
花后
!"
*
)"
*
,"
*
5"
*
#""
和
#!"[
!木质素含量持续上
升!在果实发育前期!木质素含量积累较快!后期木
质素含量上升趋势平缓
!

+,-
表达与总木质素
含量呈负相关
%
!
讨
!
论
石榴果实营养丰富!其籽粒中含有丰富的维生
素*烟酸*植物雌激素以及抗氧化物质鞣酸等!具有
多种医疗保健作用+!!,石榴籽粒有软籽和硬籽之
分!市场上较多的是鲜食硬籽品种!营养可利用价值
少!而软籽石榴核软可食!营养充分利用!探讨石榴
软籽性状形成机理具有重要意义本研究通过测定
(突尼斯软籽)*(会理软籽)和(红玉石籽)的籽粒硬
度和种皮总木质素含量并分析两者关系!发现石榴
籽粒硬度与种皮中总木质素含量呈显著正相关!种
皮中的总木质素是构成籽粒硬度的一个重要组分!
这为深入了解石榴软籽性状形成原因提供基础
木质素生物合成主要受结构基因和调节基因两
类基因控制!由调节基因编码的转录因子可以调控
结构基因的表达
FGH
是植物中最重要的转录因
子之一!在不同物种中!
FGH
蛋白结构和序列存在
差异!甚至同一物种的
FGH
家族也存在多个分
支+!%,!
FGH
高度保守的
BCA
结合结构域为分离和
鉴别
FGH
家族成员提供了理论基础+!),本研究根
据与木质素合成相关的
FGH
基因保守区域序列设
计简并引物!结合
=A@1
技术从石榴中分离得到
!

+,-
基因!其推导的氨基酸
C
端具有
!
个保守
的
BCA
结合结构域!亚细胞定位显示其定位于细
胞核!符合转录因子亚细胞定位的特征分析
?
:
(
FGH
蛋白与其他
FGH
蛋白的进化关系发现其与
桉树的
1
:
FGH#
+
!$
,和拟南芥的
AYFGH%!
+
!,
,进化
关系相对较近!而这两者被鉴定为在木质素生物合
成中起转录抑制作用!推测
!

+,-
是一个
=!=%
亚类转录因子基因!可能在石榴种皮木质素生物合
成过程中起抑制作用
本研究通过荧光定量
?@=
技术分析发现
!

6
+,-
在
%
个不同硬度石榴品种中的表达存在差异!
籽粒硬度越小的品种!表达量越高!同时种皮总木质
素含量越低对花后
!"
*
)"
*
,"
*
5"
*
#""
和
#!"[
的
(红玉石籽)石榴种皮总木质素含量进行测定!发现
在其不同发育时期中!木质素含量持续上升!而
!

6
+,-
的表达水平随着发育期的进行逐渐下降!与总
木质素含量呈负相关!推测
!

+,-
可能抑制石榴
种皮木质素的生物合成!这为深入了解和调控石榴
软籽性状奠定了基础木质素是影响石榴籽粒硬度
的一个重要因子!由于木质素生物合成途径复杂!
FGH
蛋白作为植物中一类重要的转录因子!其调
控石榴种皮木质素的生物合成途径及其具体的作用
机理还有待于进一步研究探讨
参考文献!
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"李国秀#!
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