全 文 ：第 8? 卷 第 ? 期
4 A 2 5 年 ? 月
林 业 科 学
7;QRS6QL 7Q!ILR 7QSQ;LR
I.(T8?"S.T?
7-H3" 4 A 2 5
D."!2A322=A=UV32AA2F=8>>34A25A?A=
收稿日期! 4A25 WA2 W28# 修回日期! 4A25 WA5 WA=’
基金项目! 国家自然科学基金项目$525=A:9=% ’
#李伟为通讯作者’
油松雌雄球花高通量基因表达谱芯片分析#
钮世辉2\袁虎威2\陈晓阳2! 4\李\伟2
$23北京林业大学生物科学与技术学院\林木育种国家工程实验室\北京 2AAA>5# 43华南农业大学林学院\广州 92A:84%
摘\要!\生殖调控是针叶树种遗传改良与良种生产过程中的重要环节"已经有许多实践经验积累"然而对其中雌
雄球花发育及调控的分子生物学基础研究仍相当匮乏’ 以油松多个体多组织样本均一化 ,aSL文库为材料"通过
转录组测序"获得 8: 9>8 个油松单基因簇# 基于这些基因信息"设计并定制油松表达谱芯片# 通过对雌雄球花基因
表达芯片分析"筛选到 4 8:A 个在球花发育后期显著差异表达的基因"其中 2 5A? 个在雄球花优势表达" 2 292 个在
雌球花优势表达’ 分别从雄球花与雌球花优势表达的基因中各挑选 2 个表达水平差异超过 >AA 倍的基因"由于其
功能未知"分别命名为 C=>\$$%(-;.&-RcH*-++-D 2%与 3=>\$Z-B%(-;.&-RcH*-++-D 2%"并进一步分析它们在雌雄
球花不同发育阶段的表达规律’ 结果表明!C=>\ 只在雄球花各发育阶段高水平表达"而在雌球花各发育阶段表达
水平极低"推测其参与雄球花的整个发育过程# 3=>\ 在早期雄球花中大量表达"但随着雄球花的发育其表达量会
急剧降低"而在雌球花中却始终稳定地高水平表达"推测其在雌雄球花不同发育阶段发挥不同的作用’ 研究结果
可为油松及近缘树种雌雄球花发育的分子生物学研究提供基础和新的思路’
关键词!\油松# 转录组测序# 基因芯片# 雌球花# 雄球花
中图分类号!7=2>T8:( M?85T4\\\文献标识码!L\\\文章编号!2AA2 W=8>>"4A25#A? WAA8: WA:
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@50’*&,’!\X-H*.D#,)"K-,.&)*.("+%& "BH.*)%&)H%*)./)0-,.&"/-*C-&-)","BH*.K-B-&)%&D +--D H*.D#,)".& H*.,-++" .&
J0",0 )0-*-%*-%(.)./H*%,)",%(-cH-*"-&,-%,,#B#(%)".&3<.J-K-*" )0-*-(-K%&)+)#DG"& B.(-,#(%*E".(.CG.& )0-
D-K-(.HB-&)%&D *-C#(%)".& ./,.&"/-*+B%(-%&D /-B%(-,.&-+"++)"(K-*G+,%*,-360-8+1A-"#;A$#!<)6*+-)*%&+,*"H).B-./
%&.*B%("r-D ,aSL("E*%*G/*.BB#()"H(-)"++#-+%&D "&D"K"D#%(+J%++-P#-&,-D" %&D %).)%(./8: 9>8 #&"C-&-+J-*-
/.#&D3N%+-D .& )0-"&/.*B%)".& ./)0-+-C-&-+" B",*.%**%G+./8%"#;A$#!<)6*+-J-*-D-+"C&-D360*.#C0 )0-B",*.%**%G
%&%(G+"+./(%*C-+,%(-C-&--cH*-++".& H*./"(-+E-)J--& B%(-%&D /-B%(-,.&-+%))0-(%)-*+)%C-./D-K-(.HB-&)" 4 8:A
D"/-*-&)"%(G-cH*-++-D C-&-+J-*-.E)%"&-D" ./J0",0 2 5A? %*-H*-D.B"&%&)(G-cH*-++-D "& B%(-,.&-+J0"(-2 292 %*-
H*-D.B"&%&)(G-cH*-++-D "& /-B%(-,.&-+36J.#&b&.J& /#&,)".& C-&-+J")0 .K-*>AA /.(D ,0%&C-+"& )0-"*-cH*-++".& J-*-
,0.+-& /*.B)0-B%(-%&D /-B%(-%&D &%B-D %+C=>\$$%(-;.&-RcH*-++-D 2%%&D 3=>\ $Z-B%(-;.&-RcH*-++-D 2%"
*-+H-,)"K-(G360-"*-cH*-++".& H%)-*&+J-*-%&%(Gr-D "& B%(-%&D /-B%(-,.&-+%))0-D"/-*-&)D-K-(.HB-&)%(+)%C-+360-
*-+#()++0.J-D )0%))0-C=>\ J%++H-,"/",%(G0"C0(G-cH*-++-D "& B%(-,.&-+" 0.J-K-*%(B.+)&.)-cH*-++-D "& /-B%(-
,.&-+%)D"/-*-&)D-K-(.HB-&)%(+)%C-+" "&D",%)"&C"),.#(D E-"&K.(K-D "& )0-D-K-(.HB-&)./B%(-,.&-+360-3=>\ J%+
0"C0(G-cH*-++-D "& B%(-,.&-+%))0--%*(G+)%C-" %&D )0--cH*-++".& J%+D*%+)",%(G*-D#,-D J")0 )0-D-K-(.HB-&)3
<.J-K-*" )0--cH*-++".& ./)0-3=>\ J%+%(J%G+0"C0(G-cH*-++-D "& /-B%(-,.&-+%)D"/-*-&)D-K-(.HB-&)%(+)%C-+3
60-*-/.*-" )0-3=>\ B%GH(%G%D"/-*-&)*.(-"& )0-D-K-(.HB-&)./B%(-%&D /-B%(-,.&-+360"++)#DGJ.#(D H*.K"D-%
&-JB-)0.D %&D /%,"(")%)-/#)#*-B.(-,#(%*E".(.CG+)#D"-+.& )0-D-K-(.HB-&)./B%(-%&D /-B%(-,.&-+./8%
"#;A$#!<)6*+-%&D .)0-**-(%)-D +H-,"-+3
A/: B"*70!\8+1A-"#;A$#!<)6*+-# )*%&+,*"H).B-+-P#-&,"&C# B",*.%**%G# /-B%(-,.&-+# B%(-,.&-+
\第 ? 期 钮世辉等! 油松雌雄球花高通量基因表达谱芯片分析
\\生殖调控如花期&花量与性别的调控"以及控制
授粉与避免自交等操作是针叶树种遗传改良与良种
生产中的重要环节’ 在长期的生产过程与实践中"
育种工作者已经积累了很多有益的经验"如外施
‘L8 ]=可以促进雌球花花量$X.++!"#$%" 2?>8%"而遮
荫可以促进雄球花形成而抑制雌球花形成$X.++!"
#$%" 2?>=%’ 但是对针叶树雌雄球花发育及调控的
分子生物学研究却严重滞后"很重要的一个原因是
它们的基因组明显比大多数其他植物基因组大
$$.*+-!"#$%" 4AA?%"全基因组测序工作进展缓慢"
直至 4A25 年 9 月才公布了第一种针叶树)))欧洲
云杉$8+,!# #;+!-%的全基因组草图 $SG+)-D)!"#$%"
4A25%’ 另外"与被子植物显著不同"祼子植物生殖
器官多是单性而且缺少花被和心皮 $h%&C!"#$%"
4A2A%"以致许多在被子植物生殖遗传学中取得的
重要进展对祼子植物中的相关研究推动作用有限
$$%)0-J+!"#$%" 4A24%’
第 4 代测序技术的快速发展为这种困境的改变
提供了契机$S-%(-!"#$%" 4AA>%"转录组测序只关注
基因组中转录的部分"可以避开针叶树基因组结构复
杂&多重复序列等不利因素"可以较低的费用&快速地
获得大量的基因组水平上的遗传信息 $Z-*&%&D-rF
1.r.!"#$%" 4A22# !-++-*!"#$%" 4A24%’ 随着测序成本
的降低"公共数据库中基因组信息呈现爆炸式增长"
这为基因芯片技术的发展和应用提供了基础"基因芯
片已经成为生命科学研究中成熟而有效的工具’ 目
前针对拟南芥 $&6#;+()K-+-"/#$+#1#%中所有预测基
因"已经建成详细的基因时空表达数据库$7,0B"D !"
#$3" 4AA9%"其中数据的收集依赖于成熟的基因芯片技
术与数据分析的有效应用’
转录组测序结合基因表达谱芯片分析为针叶树
遗传研究提供了一种可行的&高效的研究手段’ 采
用这种策略"本研究从油松 $8+1A-"#;A$#!<)6*+-%多
个体多组织样本中获得大量的转录本信息"并以此
为基础"设计并定制了油松高通量表达谱基因芯片’
通过芯片杂交"比较油松雌雄球花发育后期的基因
表达谱"筛选出一批稳定的在雌雄球花中表达差异
极显著的基因"并对其中 4 个分别在雌雄球花中优
势表达的基因进行 X-%(F6"B-1;X分析’ 本研究为
油松及近缘树种的雌雄球花发育以及其他生物学发
育过程的分子生物学研究提供了基础和新的思路’
2\材料与方法
EDEF试验材料
油松材料均取自平泉县七沟林场国家重点油松
良种基地$82lA4mS" 22>l:>mR"海拔 8>A f=8A B%’
油松转录组测序使用X.,0-898 ‘7FZ!j6")%&"#B测
序平台’ 基因芯片是基于获得的转录组信息设计&
定制于 LC"(-&)公司的 :A Y油松表达谱芯片’
EDGF研究方法
2T4T2\样品采集与保存\转录组测序样品!4A22
年 9 月和 = 月分 4 次随机选取 2A 株油松"采集针
叶&茎干$包含正常木&应拉木及应压木的木质部&
形成层&韧皮部组织%和球花$包含不同发育阶段的
雌雄球花%混合样品’
芯片杂交样品!4A24 年 8 月 4A 日"随机选取 5
株成熟油松"分别采集雌雄球花样品’
基因表达分析样品!将雌雄球花从表型可辨别
到发育成熟的过程平均分为 8 个阶段"由于雌雄球
花发育不同步"所以从 4A24 年 5 月 48 日到 8 月 4A
日每隔 ? 天采集 2 次雄球花样品"从 4A24 年 8 月 4
日到 8 月 42 日每隔 = 天采集 2 次雌球花样品# X-%(
)"B-1;X分析采集的 8 个不同发育阶段的球花样
品"取 5 个生物学重复"每个重复所有阶段样品均取
自同一株树# 由于前期样品太小"为了提取 XSL的
需要"所以前 4 个发育阶段样品为采集于同一枝条
上的 5 个混合花芽’
样品采集后立即放入液氮里带回实验室’ 在后
续试验之前所有样品均保存于 W>A o超低温冰箱’
2T4T4\XSL提取及 ,aSL和 ,XSL合成与纯化油松组织样品在液氮中研磨成粉后 用 6XQr.(
$Q&K")*.C-&%试剂提取总 XSL"XSL用电泳和紫外
分光光度法检验质量"总 XSL用 MQL‘RSXS-%+G
$"&"Y")进行纯化’ 以纯化后的 XSL为模板"用
7$LX61;X,aSL+G&)0-+"+Y")$;(.&-)-,0% 合成
,aSL# 用 LC"(-&)公司芯片杂交系统试剂合成
,XSL"用 MQL‘RSXS-%+G$"&"Y")进行纯化’ 试验
步骤参见各试剂盒操作说明书’
2T4T5\油松转录组测序 \ 用 ‘7 Z!j 6")%&"#B
‘-&-*%(!"E*%*G1*-H%*%)".& Y")进行转录组测序文库
构建# 用 X.,0-898 高通量测序平台测序’ 转录组
测序原始数据已经上传 S;NQ7XL$ 7-P#-&,-X-%D
L*,0"K-%公共数据库 $登录号!7XLA9:>>=%’ 所分
析的 4 个基因"C=>\ 在本数据库中的编号为
(Jt"+.)"CA8>88" 3=>\ 为 (Jt"+.)"CA>=5?’
测序原始数据经 7-P;(-%& 和 !’;^ 4 软件去除
接头和低质量部分 $!"!"#$%" 4AA8 %"用 S-JE(-*
4T9T5 软件拼接$Y#B%*!"#$%" 4A2A%"拼接好重叠群
$"+.)"C%和单一序列$+"&C(-)%用 ;aF析$<#%&C!"#$%" 4A2A%"相似度大于 ?9d的序列聚
=8
林 业 科 学 8? 卷为一类"其中最长的 2 条序列代表 2 个单基因
$#&"C-&-% 用于芯片设计’ 所有单基因用 ‘-&-
@&).(.CG$‘@%数据库注释 $‘%*r.&F$%*)"&-r!"#$%"
4A24%’
2T4T8\油松表达谱芯片定制与杂交\将序列信息
提交到 LC"(-&)公司网站"利用该平台进行芯片设计
与定制 $ 0)H+!UU-%**%G3,0-B3%C"(-&)3,.BU-%**%G%’
提取油松雌雄球花总 XSL并合成 ,XSL"每组样品
取 5 个生物学重复’ 纯化后的 ,XSL用 LC"(-&)公
司芯片杂交系统试剂片段化后加入杂交液"上芯片"
:9 o" 2A *B"& W2滚动杂交 2= 0’ 杂交后的芯片经
洗涤后用 LC"(-&)扫描仪进行扫描"分辨率为 9 *B"
以 2AAd和 2Ad 1$6各扫描 2 次" 4 次结果用
LC"(-&)软件合并’
2T4T9\基因表达分析\以油松 8 个不同发育阶
段的雌雄球花为材料"提取总 XSL并合成 ,aSL"
用 7#H-*X-%(1*-$"c$ 7 N^X‘*--&% $6QLS‘RS%进
行 X-%(F6"B-1;X分析’ 程序为!?9 o29 B"& 预变
性# ?9 o 2A +":A o 5A +"重复 8A 个循环# 每个
阶段取 5 个生物学重复"每个样品做 5 个技术重
复’ 基因表达分析所用引物序列信息如下!2>7
*XSLFZ! 9mF,CC,)%,,%,%),,%%CC%%F5m" 2>7 *XSLFX!
9mFC,)CC%%)%,,C,CC,)F5m# $;R2FZ! 9mFC,)C,,),),)%,),CF
5m" $;R2FX! 9mF)C,)C),),),),,,%,F5m# Z;R2FZ! 9mF
,%)C%%%)C)C%C%%CC,%F5m"Z;R2FX!9mFCC%,)%)C%,,,%,%CC%F5m’
图 4\油松雌雄球花芯片数据聚类
Z"C34\60-,(#+)-*./)0-B",*.%**%GD%)%E-)J--& /-B%(-,.&-+%&D B%(-,.&-+
L!芯片数据主成分分析$1;L% # N!芯片数据的 ‘@注释分类’
L! 60-H*"&,"H%(,.BH.&-&)%&%(G+"+$1;L% ./)0-B",*.%**%GD%)%# N! 60-‘@%&&.)%)".& ,%)-C.*"-+./B",*.%**%GD%)%3
4\结果与分析
GDEF油松转录组测序
基于 X.,0-898U‘7 Z!j高通量测序平台"利用
2 个测序反应$%*#&%"共获得了 >44 >?2 条 R76序
列"平均长度为 59> EH"高质量的 R76序列进一步
拼接出 8: 9>8 个单基因簇$#&"C-&-+%’
将获得的单基因簇进行 ‘@功能注释"由于裸
子植物基因功能研究不足以及与被子植物功能基因
的差异"只有约 2U4 的基因可以预测出功能"其中
42d参与生物学过程" 24d属于细胞组分" 2=d属
于分子功能基因$图 2%’
图 2\油松转录组单基因簇 ‘@注释分类
Z"C32\60-#&"C-&-+./8%"#;A$#!<)6*+-)*%&+,*"H).B-
/#&,)".&%(G,%)-C.*"r-D "&).‘@,%)-C.*"-+
GDGF基因芯片差异表达基因分析
利用 LC"(-&)软件对杂交芯片扫描图进行质量
分析表明"芯片样本背景信号值与噪点值都在适当
范围内"芯片数据质量较高"可以用于后续分析’ 对
雌雄球花芯片数据进行主成分分析 $ H*"&,"H%(
,.BH.&-&)%&%(G+"+"1;L%"结果显示 4 组样本内 5 个
生物学重复间的重复性很好"而雌雄球花 4 组样本
聚类差别非常明显"表明它们在各自的发育过程中
基因表达差异极大$图 4L%’
>8
\第 ? 期 钮世辉等! 油松雌雄球花高通量基因表达谱芯片分析
比较雌雄球花组织中基因表达差异"参照 Z;
$/.(D ,0%&C-%$9"5 个生物学重复样品间 8’ATA2
的标准"共筛选到 4 8:A 个基因’ 将这些基因进行
‘@功能注释"有 >9d的基因有预测的功能"其中
4?d参与生物学过程" 4:d属于细胞组分"5Ad属
于分子功能基因$图 4N%’
从这 4 8:A 个基因的散点分布图$图 5L%和频
度统计图$图 5N%可以看出"在取样期"雄球花组织
中优势表达的基因相对较多"而且雌球花中优势表
达的基因更多地集中在相对差异较低区域’ 有
2 5A?个基因在雄球花中优势表达"其中有 4Ad的基
因的表达量比雌球花中高 :8 倍 $(.C4:8 k:%以上#
有 2 292 个基因在雌球花中优势表达"但只有 =d的
基因的表达量比雄球花中高 :8 倍以上’ 如果参照
更加严格的重复样品间 8’ATAA2 的标准"表达差
异大于 :8 倍以上的基因占总数的比例分别为 4:d
$雄球花%和 2Ad$雌球花%"共计 544 个’
图 5\雌球花与雄球花差异表达基因的频度分布
Z"C35\60-D"+)*"E#)".& ./D"/-*-&)"%(G-cH*-++-D C-&-+.//-B%(-,.&-+K+3B%(-,.&-+
图L上方点集与图N负值统计区域代表在雄球花中优势表达的基因"图L下方点集与图N正值统计区域代表在雌球花中优势表达的基因’
60-C-&-+H*-D.B"&%&)(G-cH*-++-D "& B%(-,.&-+/%("&).)0-#HH-*(-/)./L%&D )0-&-C%)"K-H%*)./N" %&D )0-C-&-+H*-D.B"&%&)(G-cH*-++-D "&
/-B%(-,.&-+/%("&).)0-(.J-**"C0)./L%&D )0-H.+")"K-H%*)./N3
\\从筛选到的 4 8:A 个基因中随机选取 2AA 个基
因$图 8L%"另外选取雌雄球花中表达差异最大的
各 9A 个基因$图 8N%进行可视化绘图’ 从热图中可
以看出所得到的雌雄球花中差异表达基因的数量和
表达量的差异是稳定的’ 推测这些基因与雌雄球花
发育的进程密切相关"同时为寻找关键调控基因提
供了思路’
图 8\雌雄球花中差异表达基因的热图显示
Z"C38\<-%)B%H ./D"/-*-&)"%(G-cH*-++-D C-&-+"& )0-B%(-%&D /-B%(-,.&-+
L!随机选取的 2AA 个基因#N!在雌雄球花中分别差异最大的 9A 个基因’ 图中单元格颜色越深代表表达量越高’ Z2 " Z4 " Z5 指
雌球花 5 个生物学重复"$2 "$4 " $5 指雄球花 5 个生物学重复’
L! 60-2AA C-&-+*%&D.B(G+-(-,)-D3N! 60-9A C-&-+B.+)H*-D.B"&%&)(G-cH*-++-D "& B%(-,.&-+%&D /-B%(-,.&-+" *-+H-,)"K-(G3
;.(.*+"&D",%)-*-(%)"K--cH*-++".&! /*.B D%*b $ 0"C0(G%E#&D%&)% ).J0")-$J-%b(G%E#&D%&)%3Z2 " Z4 " Z5 ! 60-)0*--E".(.C",%(
*-H(",%)-+.//-B%(-,.&-+# $2 "$4 " $5 ! 60-)0*--E".(.C",%(*-H(",%)-+./B%(-,.&-+3
?8
林 业 科 学 8? 卷GDCF雌雄球花不同发育阶段的基因表达分析
从雌雄球花差异表达基因中"选取 2 个在雄球
花中优 势表 达基 因" 命 名 为 C=>\ $$%(-;.&-
RcH*-++-D 2%"芯片数据显示 C=>\ 在雄球花中的表
达量是雌球花中表达量的 9 >88 倍 $8k2T=5 e
2A W:%"N!L76结果显示 C=>\ 在拟南芥&杨树及其
他松树中存在同源基因"与现有数据库中白云杉
$8+,!# ’$#A,#%的未知功能序列高度同源,S;NQ登
录号!aX9998:?# 相似性为 ?9d$8??U94>%-# 选取
2 个在雌球花中优势表 达基因" 命名为 3=>$Z-B%(-;.&-RcH*-++-D 2%"芯片数据显示 3=>\ 在
雌球花中的表达量是雄球花中表达量的 >8? 倍
$8k9T=> e2A W:%"通过与公共数据库中已知序列
N!L76结果显示 3=>\ 与现有数据库中海岸松
$8+1A-K+1#-"!6%的未知功能序列高度同源,S;NQ登
录号!;69>2?4># 相似性为 ?:d$:55U:9=%-’
为了研究 C=>\ 和 3=>\ 在雌雄球花发育过程
中可能的生物学功能"进一步分析了它们在雌雄球
花不同发育阶段的表达规律’ 将雌雄球花的发育过
程分为 8 个阶段"分别标记为 Z2 W8 和 $2 W8"提取
每一阶段不同样本的总 XSL"反转录成 ,aSL后进
行 X-%(F)"B-1;X分析’
分析结果表明"C=>\ 在不同发育阶段的雄球
花中表达规律呈单峰型"在 $5 阶段表达量最高"比
$2 阶段表达量高 2: 倍$图 9L%’ C=>\ 在雌花中
也呈单峰型表达规律"在 Z4 阶段表达量最高"不过
C=>\ 在任何阶段的雌球花中始终都比雄球花中的
表达量低 2 AAA 倍 $(.C42 AAA k2A%以上 $图 9L%’
上述结果与芯片分析结果相一致"同时说明维持
C=>\ 高水平表达对雄球花的发育至关重要’
3=>\ 在不同阶段的雌球花中一直维持在较高
的表达水平"不过其中 Z2 阶段表达量稍低"约为其
他阶段表达量的 2U8$图 9N%’ 有趣的是 3=>\ 在雄
球花 $2 阶段表达量比任一阶段雌球花中的表达量
都高 2: 倍以上"但在发育后期"其 BXSL含量分别
以 4? 倍&442 倍的速度急剧降到非常低的水平"到
芯片分析阶段$Z8 与 $8%"它在雄球花中的表达水
平已经只有雌球花中的 2U2 AAA 左右 $图 9N%’ 这
些结果表明 3=>\ 并不只在雌球花的发育过程中起
作用"而对雄球花早期的发育也十分重要’ 推测其
在雌雄球花不同发育阶段可能发挥着不同的作用’
5\结论与讨论
油松是我国华北&西北及东北部分地区特有的
重要针叶用材树种"分布于中国北方的 28 个省市自
图 9\C=>\ 和 3=>\ 在不同发育阶段雌雄球花中的表达
Z"C39\60--cH*-++".& %&%(G+"+./C=>\ %&D 3=>\ C-&-./B%(-
%&D /-B%(-,.&-+"& )0-D"/-*-&)D-K-(.HB-&)%(+)%C-+
$2 W8 与 Z2 W8 分别指按时间顺序不同发育阶段的雄球花与雌球花
样本# 图中表达差异倍数均以 Z2 阶段中的样本 2 的数据为参照$设
为 2% ’
60-$2 W8 %&D Z2 W8 "&D",%)-B%(-,.&-%&D /-B%(-,.&-+%BH(-+/*.B
)0--%*(G).)0-(%)-D-K-(.HB-&)%(+)%C-+# 60-*-(%)"K--cH*-++".& (-K-(+
%*-&.*B%("r-D %C%"&+))0-+%BH(-.&-./Z2 $+-)%)2%3
治区"生态适生区达 5AA 万 bB4 $!"!"#$%" 4A22 %’
本研究基于 X.,0-898U‘7 Z!j高通量测序平台"对
油松多个个体&多种组织样本转录组进行了均一化
混合测序"获得了 >44 >?2 条 R76序列"极大地丰富
了公共数据库中油松基因组遗传信息 $此前只有
4>> 条 R76序列信息%’ 为油松以及近缘树种比较
基因组学&基因表达谱分析及分子标记开发等研究
提供了重要资料’
基于获得的转录本信息"设计并定制了 :AY油
松表达谱芯片’ 通过芯片杂交"筛选到了 4 8:A 个
在雌雄球花中差异表达的基因"其中有 ?A 个差异在
9AA 倍以上’ 这些基因的筛选为雌雄球花发育过程
的分子生物学调控机制研究提供了有益的参考’
从中选取了 4 个分别在雌雄球花中优势表达的
基因"由于功能未知"分别命名为 C=>\ 与 3=>\#
基因表达分析表明 C=>\ 可能在雄球花发育过程中
起着重要作用"而 3=>\ 可能在雌雄球花不同发育
阶段起着不用作用"它的表达对雄花的早期发育可
能具有调控作用’ 另外由于 C=>\ 特异地在雄花各
个阶段高效表达"它的启动子可以成为以后油松及
A9
\第 ? 期 钮世辉等! 油松雌雄球花高通量基因表达谱芯片分析
近缘树种雄球花遗传操作中重要的工具’
本研究结果表明油松雌雄球花的发育是 4 个极
其复杂的生物过程"涉及到众多的基因"这些基因还
可能在不同发育阶段起着不同的作用’ 对油松雌雄
球花发育调控分子生物学基础解析需要针对这些基
因开展更加详细和深入的研究’ 关于油松的生殖调
控研究可以为以针叶树为代表的祼子植物与被子植
物生殖调控的比较生物学研究提供基础"有助于更
加深入地理解花的起源与进化进程# 生殖调控分子
生物学基础的解析可以为种子园中父母本的性别调
控提供理论基础和新的调控策略"为提高种子产量
与品质提供技术手段# 生殖调控在用材林中的潜在
应用"可以实现大幅度地降低成熟林在生殖过程中
的营养消耗"提高木材增长量’ 因此"关于油松的生
殖调控的研究具有重要的理论与实践意义"需要开
展更加详细和深入的研究’
目前生殖调控的分子生物学基础研究在被子植
物中"特别是在拟南芥$a*.#%#D !"#$%" 4AA=# ‘"*%#)
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了较大的突破’ 但是在祼子植物中"相关研究却相
当缺乏’
在第二代测序技术快速发展的背景下"本研究
中采用了转录组测序和基因芯片相组合的方法"为
祼子植物生殖调控的转录组水平分子生物学基础研
究提供了一种有效的可操作方案’ 本研究的结果与
方法为油松及近缘树种生殖调控的深入研究提供了
基础’
参 考 文 献
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!责任编辑\徐\红"
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