全 文 ：园 艺 学 报 2013，40（2）：307–316 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2012–09–04；修回日期：2013–01–18
基金项目：国家自然科学基金项目（31272199）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：yulong@swu.edu.cn）
矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆及表达分析
邹世慧，王会平，余 勇，马 婧，郭余龙*，李名扬
（西南大学园艺园林学院，重庆市花卉工程技术中心，南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆 400715）
摘 要：ECE 支 TCP 基因调控植物的分枝和花的对称性，但其功能在不同物种间存在差异。利用简
并 PCR 法结合 RACE 技术从矮牵牛（Petunia hybrida Vilm）GL8 自交系中获得了 4 个矮牵牛 ECE 支 TCP
基因家族成员的全长 cDNA 序列，分别命名为 PhTCP1 ~ 4（登录号：JQ400104 ~ JQ400107）。cDNA 和
基因组序列分析表明，PhTCP1 ~ 4 分别编码 406、332、341 和 343 个氨基酸，PhTCP1 不含内含子，其
余 3 个基因含 1 ~ 2 个内含子。进化树分析发现，PhTCP1 ~ 4 分属于 CYC1、CYC2 和 CYC3 分支。荧光
定量 PCR 分析表明，PhTCP1 ~ 4 均在成株期矮牵牛腋芽中优势表达，在不同节位腋芽中表现的表达趋势
各不相同，提示矮牵牛 ECE 支 TCP 基因可能主要与腋芽的生长发育相关。
关键词：矮牵牛；TCP 基因；克隆；表达分析
中图分类号：S 681.6 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2013）02-0307-10

Studies on Molecular Cloning，Expression Pattern of ECE Clade TCP
Genes in Petunia
ZOU Shi-hui，WANG Hui-ping，YU Yong，MA Jing，GUO Yu-long*，and LI Ming-yang
（College of Horticulture and Landscape，Southwest University，Chongqing Engineering Research Center for Floriculture，
Key Laboratory of Horticulture Science for Southern Mountainous Regions，Ministry of Education，Chongqing 400715，
China）
Abstract：The TCP family is an ancient group of plant developmental transcription factors that
regulate cell division in vegetative and reproductive structures. The ECE clade TCP genes include genes
mainly involved in the development of axillary meristems giving rise to either flowers or lateral shoots.
They play critical roles in plant evolution and crop domestication process. In order to study the function of
ECE clade of petunia，degenerate primer PCR method and RACE（rapid amplification of cDNA ends）
method were used to isolate the ECE clade TCP genes from petunia. Four full-length cDNA sequences and
their corresponding gnomic sequences were obtained，and designated as PhTCP1，PhTCP2，PhTCP3 and
PhTCP4 respectively. The GenBank accession numbers for cDNA are JQ400104–JQ400107. Genomic
DNA and cDNA analyses showed that PhTCP1–4 genes encode proteins of 406，332，341 and 343 amino
acids respectively. The PhTCP1 is a gene without intron，while the others have 1–2 introns. Phylogenetic
analysis indicated that PhTCP1–4 genes belong to the CYC1，CYC2 and CYC3 clade respectively.
Real-time quantitative PCR showed that PhTCP1–4 genes were expressed mainly in were expressed mainly


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were expressed mainly in axillary buds of mature petunia，suggesting that the ECE clade TCP genes may
be primarily associated with the growth and development of axillary buds.
Key words：petunia；TCP gene；clone；expression pattern

TCP 蛋白是一类植物特有的含有一个共同 bHLH 基序（TCP 结构域）的转录因子（Cubas et al.，
1999），与细胞的增殖和生长有关（Luo et al.，1996；Kosugi & Ohashi，1997；Li et al.，2005；Kieffer
et al.，2011）。TCP 基因家族根据 TCP 结构域的差异可分成 3 支：PCF，ECE 和 CIN（Navaud et al.，
2007；Martín-Trillo & Cubas，2010）。其中 ECE 分支基因只在被子植物中存在，其大多数成员编码
的蛋白具有保守的 TCP 结构域、R 区（精氨酸富集）和 ECE（谷氨酸–半胱氨酸–谷氨酸）结构
（Howarth & Donoghue，2006；Navaud et al.，2007），它们在植株的分枝特性（顶端优势）和花的
对称性这两个与观赏品质密切相关性状的发育过程中发挥重要的作用。单子叶植物中，ECE 分支通
常只有一个成员（Howarth & Donoghue，2006）。玉米的 ECE 支基因 TB1 具有抑制侧枝生长和调控
花序形成的作用，在大刍草驯化形成玉米的过程中，其表达模式的变化发挥了关键作用（Studer et al.，
2011）。核心双子叶植物中，ECE 支 TCP 基因可能经历了两次重复，形成 3 个分支：CYC1，CYC2，
CYC3（Howarth & Donoghue，2006）。研究表明，双子叶植物拟南芥的 BRC1 和 BRC2 分属于 CYC1
和 CYC3 支，扮演分枝形成信号途径的整合者角色，整合内源和环境的信号，调控腋芽分生组织的
形成和腋芽的伸长（Aguilar-Martínez et al.，2007）。番茄的 SIBRC1a 和 SIBRC1b（Martín-Trillo et al.，
2011）、豌豆的 PsBRC1（Braun et al.，2012）是 CYC1 支 TCP 基因，具有与 AtBRC1 相似的抑制腋
芽伸长的功能。最近，对拟南芥 CYC2 支基因 TCP1 的研究表明，它在芸薹素内脂的合成途径中发
挥正向调控作用（Guo et al.，2010），并可能对茎叶的生长有调控作用（Koyama et al.，2010）。但
是，与拟南芥中的情况不同，已经研究过的两侧对称花植物中，CYC2 分支 TCP 基因的主要功能是
控制花器官两侧对称性（Luo et al.，1996；Cubas et al.，1999；Feng et al.，2006；Busch & Zachgo，
2007；Broholm et al.，2008；Wang et al.，2008），在植物进化、物种多样性的形成过程中发挥了重
要作用。
矮牵牛（Petunia hybrida Vilm）是最为重要的花坛和盆栽植物之一，除栽培广泛、观赏价值高
外，还具有遗传背景清晰、生活周期短、性状变异丰富、遗传操作技术较为成熟等优点，是进行比
较基因组学研究的理想材料（Gerats & Vandenbussche，2005）。矮牵牛的分枝变异丰富，其花为轻
微两侧对称，有别于其它已对 ECE 支基因进行过详细研究的物种。研究矮牵牛 ECE 支基因，对认
识该类基因的功能多样性、花两侧对称性状的进化以及利用该类基因进行作物株形改良和创造新奇
花卉新品种具有意义。
本研究中以矮牵牛为材料，克隆到 4 条 ECE 支 TCP 基因——PhTCP1 ~ 4，对所获得的基因进
行了生物信息学分析，并利用荧光定量 PCR 技术分析其在不同组织及不同腋芽中的表达特性，为研
究 PhTCP1 ~ 4 在矮牵牛发育过程中的功能奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 植物材料
试验于 2011 年 3—12 月在西南大学花卉研究所内进行，以矮牵牛（Petunia hybrida Vilm）自交
系 GL8 为试验材料。该材料为西南大学花卉研究所从金土地商城购买的开放授粉的矮牵牛种子中分
离培育而成，已经过 6 代自交，性状表现稳定，对重庆地区湿度大、夏季气温高的气候有较好的适
2 期 邹世慧等：矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆及表达分析 309

应性。用于研究的 10 叶期幼苗在培养室中培育，光/暗周期为 16 h/8 h，光照强度 200 μmol · m-2 · s-1，
温度为 25 ℃/23 ℃；成株期植株种植于大棚中。
1.2 TCP 基因克隆的策略
根据金鱼草的 CYC、玉米的 TB1、拟南芥的 TCP1 等基因的 TCP 区与 R 区两个保守结构域设计
简并引物 TCP01 ~ TCP07（Patrick & Richard，2003）；在获得的 TCP-R 区片段的基础上设计 RACE
引物扩增基因的 5′和 3′末端，拼接获得全长 cDNA 序列；根据基因的全长 cDNA 序列设计引物，扩
增基因的 ORF 框。引物（表 1）合成与测序均由北京华大基因公司完成。

表 1 试验所用引物的序列
Table 1 Sequences of primers used in this study
用途
Purpose
引物名称
Primer name
序列（5′→3′）
Sequences
兼并引物，扩增 TCP 区至 R 区的
序列
Degenerate primers




扩增 3′末端
3′RACE Rapid amplification of
cDNA 3′ ends





扩增 5′末端 5′RACE
Rapid amplification of cDNA 5′
ends





扩增 CDS 序列
Amplification of CDS sequences






实时荧光定量分析
Real-time PCR analysis






内参
Internal control
TCP01
TCP02
TCP03
TCP04
TCP05
TCP06
TCP07
TCP01-3-GSP
TCP01-3-NGSP
TCP02-3-GSP
TCP02-3-NGSP
TCP03-3-GSP
TCP03-3-NGSP
TCP04-3-GSP
TCP04-3-NGSP
TCP01-5-GSP
TCP01-5-NGSP
TCP02-5-GSP
TCP02-5-NGSP
TCP03-5-GSP
TCP03-5-NGSP
TCP04-5-GSP
TCP04-5-NGSP
T01F
T01R
T02F
T02R
T03F
T03R
T04F
T04R
T01-QF
T01-QR
T02-QF
T02-QR
T03-QF
T03-QR
T04-QF
T04-QR
UBQ-F
UBQ-R
AAGAAGGACCGGCAYWSNAARAT
GTTCTTTCCCTAGCTCTTGCYCTNGCYTT
AARGAYCGNCAYAGSAARAT
CTAGCTCTTGCTCTHGCYTTYKCYC
AAAGAYCGNCACAGCAA
ATCTTCTCCTTAGTCCKYTCNCKNGC
GCNCGNAAWTTHTTYRRYCTCCAVGA
AGGAGAACAGGGAAGAAGGATAGACATAGC
GTGTGAGGAAGTAGTATCAAGATGGGAGGAG
CTATTGGCGTTGCTCGTAAGTTCTTTGAC
AATCAAGAAAATCTGGAGCCAAATTGAAGC
ATCTGCCACAAATGATATTCAAAAG
GGAATCAAGGAAAGAAGCAAGAGCGAG
GGGTCTTTAACATTATTACTGCCACTTTG
TTGCTGTGTCTATCTTTCTTGTAACCTCTC
TTCCATGCCGTGGTGAATAACCTCTAGT
CTCATGGTTATCGAGATATGGAGAAGGG
AGCAACGCCAATAGACAATCTTACCCTC
TTGGTGTTGTTGAAGAAGTATTTGGTTGC
TTCGTTACACAGCTTGGATTCATCACC
ATTGCAGCTCTAATACGACTCGATTTAGC
GAGAGGTTACAAGAAAGATAGACACAGC
AGCATGTTAATATGAGTAAGCAAAGTGGCAG
CCCATGGGCACCTTACAAACCCTCC
CGGATCCGAAAAGTACACCGGAAGG
CCATGGCCAAAATGTTCCCTTCAGG
TCTAGACTTACACGCACGAAAG
CCATGGACATGTACCCCTCAAACAA
GGATCCGTTATTTTAGGTGGTTTGC
CTCGAGTATGTATCCCTCAATTAGC
TCTAGAAAGATGTGACACCTGTTC
CCCCAATGCCCAATGTGGTTCA
ACACCGGAAGGGGAGGAGGAT
GGCTATTCTTCCAATACAAC
TTATCTTACGCTGTCTTCTT
AGCAGTAGCACCATCACAA
AGCAACCACTCCACAGTT
GAGTGAAGAATCAGGACATAA
CTGCTGGTAGTTGAAGATAG
TGGAGGATGGAAGGACTTTGG
CAGGACGACAACAAGCAACAG
N：A/C/G/T；K：G/T；R：A/G；W：A/T；S：C/G；Y：C/T；H：A/C/T。
310 园 艺 学 报 40 卷
1.3 矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的分离和测序
进行简并 PCR 扩增时，以培养 2 周的健康矮牵牛叶片作为材料，使用植物总 DNA 提取试剂盒
（QIAGEN）提取基因组 DNA 为模板，用 Ex Taq DNA 聚合酶（TaKaRa）进行 PCR 扩增。PCR 扩
增条件（TouchDown PCR）：94 ℃，5 min →（94 ℃，30 s，65 ~ 50 ℃，30 s，每循环下降 1 ℃ →
72 ℃，1 min）15 个循环→（94 ℃，30 s → 55 ℃，30 s → 72 ℃，1 min）25 个循环 → 72 ℃，
10 min。PCR 产物在 1.5%琼脂糖凝胶上电泳并回收目的条带，将回收产物连接到 pMD19-T 载体
（TaKaRa），热激法转化到 E. coli 感受态 DH5α 细胞（北京鼎国），在含 50 mg · L-1 氨苄青霉素的
LB 培养基平板上进行阳性克隆筛选，菌液经 PCR 鉴定后测序。
使用 QIAGEN 公司植物 RNA 提取试剂盒提取矮牵牛花瓣和腋芽混合样的总 RNA，1%琼脂糖
凝胶电泳检测 RNA 完整性，紫外分光光度计检测 RNA 浓度及质量，按照 SMART RACE cDNA
Amplification Kit 试剂盒（Clontech）说明进行逆转录，获得 RACE 模板。利用根据已获得的 4 条矮
牵牛 ECE 支 TCP 基因的部分序列设计的引物进行 5′RACE 和 3′RACE 扩增，将目标产物进行克隆测
序。
为了检测对应于基因 5′和 3′UTR 区的基因组 DNA 序列中是否含有内含子，同时使用 5′和
3′RACE 的特异引物分别作为 5′和 3′的 RB0 和 RB2 进行 Hi-TAIL PCR（High-efficient thermal
asymmetric interlaced PCR）（Liu & Chen，2007）扩增。
1.4 荧光定量 PCR 分析
以成株期的矮牵牛植株为材料，分别取根、茎（从顶端数第 2 节间）、幼叶、中花蕾（长度为
花蕾伸长至最大值的 1/2）、大花蕾（长度为花蕾伸长至最大值）、顶芽、< 2 mm 的腋芽、果实、花
萼、花瓣（绽放第 1 天）、雄蕊、雌蕊等各 0.1 g，用于提取总 RNA。将 10 叶期的矮牵牛幼苗的腋
芽，由下至上分 6 个部分（即子叶节、1 ~ 2、3 ~ 4、5 ~ 6、7 ~ 8、9 ~ 10 节），分别取< 2 mm 腋芽
（带少许基部组织）约 50 个混合，用于提取总 RNA。用 1%的琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检
测其质量和浓度。使用 PrimeScript®RT Master Mix Perfect Real Time 试剂盒（TaKaRa）进行反转录，
反转录后的 cDNA 置于–20 ℃保存。
用于扩增 TCP 基因的荧光定量 PCR 引物由 BioRad 公司设计（表 1），华大基因公司合成。根
据前人的研究（Mallona et al.，2010），选择 Ubiquitin 基因作为内标。扩增反应在 CFX96 荧光定量
PCR 仪上进行，反应体系为 10 μL，方法参照 SsoFastTM Eva Green® Super mix 试剂盒（BioRad）。试
验数据用 Bio-Rad ManagerTM Software（Version 1.1）进行分析，2-ΔΔCT 法（Livak & Schmittgen，2001）
计算 PhTCP1 ~ 4 基因的相对表达量。每个样品的扩增按 3 次生物学重复，3 次技术重复进行。
1.5 基因的生物信息学分析
用 DNAStar 7.0 对基因序列及其编码蛋白质进行分析，利用 MEGA 5.0 软件绘制系统进化树，
通过 NCBI 的 BLAST 进行序列同源性比对分析。
1.6 矮牵牛幼苗腋芽生长情况统计
取 10 叶期的矮牵牛幼苗，将腋芽的伸长情况分为 4 个等级：①肉眼不见腋芽着生、②腋芽伸
长 < 2 mm、③腋芽长度 2 ~ 5 mm、④腋芽长度 > 5 mm。随机选取 44 株，对每个节位的腋芽长度
进行统计。
2 期 邹世慧等：矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆及表达分析 311

2 结果与分析
2.1 矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆
以矮牵牛基因组 DNA 为模板，通过简并 PCR 扩增，回收 200 ~ 800 bp 的目的片段，进行测序，
共获得 236 个不同长度的序列片段，所获序列拼接后进行 BLAST 分析表明，4 个 contig 为矮牵牛
ECE 支 TCP 基因的片段（TCP-R 区）。根据所获得的矮牵牛 TCP-R 区片段设计了 5′和 3′RACE 的引
物，分别经过两轮巢式 PCR 扩增（图 1），得到目的条带进行测序。测序结果表明 3′RACE 的扩增
片段与中间片段的 3′端具有一段重叠区，且有 poly(A)结构，5′RACE 的扩增片段与中间片段的 5′端
具有重叠区，表明所克隆的片段正是矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的 3′末端和 5′末端序列。根据矮牵牛
ECE 支 TCP 基因保守区序列、5′端和 3′端延长序列结果，拼接出全长 cDNA，分别命名为 PhTCP1 ~ 4
基因（登录号为 JQ400104 ~ JQ400107）。同时以基因组 DNA 为模板，以跨基因开放阅读框（ORF）
的 PCR 引物进行扩增（图 2）、测序、BLAST 比对，获得 PhTCP1 ~ 4 基因对应的基因组 DNA 序列
（登录号为 JF274249、JF274250、JF274251、JQ400103）。









图 1 矮牵牛 PhTCP1 ~ 4 基因的 PCR 扩增
Fig. 1 PCR amplification of PhTCP1–4 genes in petunia










图 2 PhTCP1 ~ 4 ORF 的 PCR 扩增
Fig. 2 PCR amplification of PhTCP1–4 ORF
2.2 PhTCP1 ~ 4 基因的序列分析
在 DNA 水平上，通过扩增证实，分离得到的 4 条序列中 PhTCP1 不含内含子，PhTCP3 含有 1
个内含子，PhTCP2 和 PhTCP4 分别含有 2 个内含子，这些内含子均符合标准的 GT-AG 剪切规则。
对编码序列分析表明，其编码区（ORF）长度最长的为 PhTCP1，长 1 203 bp，编码 406 个氨基酸，
5′UTR 和 3′UTR 分别为 288 bp 和 80 bp。其余 3 个基因分别编码了 332 个、341 个、343 个氨基酸（图
3）。通过 Hi-TAIL 扩增获得了 4 条基因 UTR 区对应的基因组序列，分析表明，4 条基因的 UTR 区
均无内含子（图 3）。
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图 3 矮牵牛 ECE 支 TCP 基因结构
Fig. 3 Structure of petunia ECE-TCP genes

通过 Blast 分析，已初步判定克隆的基因为 ECE 支 TCP 基因。为了进一步确定各基因在进化中
的位置，将矮牵牛 PhTCP1 ~ 4、金鱼草的 CYC、玉米 TB1 以及拟南芥、番茄 ECE 支 TCP 基因的蛋
白序列用 MEGA5.0 软件（Tamura et al.，2011）中的 ClustW 进行比对，取 TCP-R 区序列以邻接法
（Neighbor-Joining）构建进化树。建树模型选用 Poisson correction 距离法，并进行 1 000 次置信度
检验。结果（图 4）显示，不同植物的 TCP 氨基酸序列分为 3 个不同的组，PhTCP1 与拟南芥的 AtBRC2
关系最近，归为 ECE-CYC3 支。PhTCP2 与金鱼草的 AmCYC，拟南芥的 AtTCP1 等具有较高的同
源性，同属于 ECE-CYC2 支。PhTCP3 和 PhTCP4 与番茄的 SIBRC1a、SIBRC1b 及玉米的 ZmTB1
同属于 ECE-CYC1 支。



图 4 ECE-TCP 基因进化树
Fig. 4 Neighbor-Joining（NJ）phylogenetic unrooted tree of ECE clade genes

2 期 邹世慧等：矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆及表达分析 313

2.3 矮牵牛 PhTCP1 ~ 4 基因在成株期不同组织中的表达
利用荧光定量 PCR 技术，对 PhTCP1 ~ 4 在成株期矮牵牛不同组织的表达情况进行分析，将每
个基因表达量最高的组织的表达量定为“1”。结果（图 5）显示，在已分析的各组织中，PhTCP1
主要在腋芽中表达，尤其在 < 2 mm 腋芽中表达量最高，在茎、叶和花蕾中也有少量表达；PhTCP2
只在根、茎、腋芽中表达，且 < 2 mm 的腋芽具有明显的表达优势；PhTCP3 在腋芽和雄蕊中表达
量相对较高，根、茎、叶、中花蕾、雌蕊中表达量较低，在大花蕾、顶芽及果实中不表达。PhTCP4
在腋芽和幼叶中的表达量相对较高，在花蕾中也有少量表达，其它组织中的表达量很低。


图 5 PhTCP1、PhTCP2、PhTCP3 和 PhTCP4 在不同组织中的表达
1. 根；2. 茎；3. 幼叶；4. 中花蕾；5. 大花蕾；6. < 2 mm 的腋芽；7. 顶芽；8. 果实；9. 花萼；10. 花瓣；11. 雄蕊；12. 雌蕊。
Fig. 5 Relative expression of PhTCP1，PhTCP2，PhTCP3 and PhTCP4 in different tissues of petunia
1. Root；2. Stem；3. Young leaf；4. Middle size flower bud；5. Large size flower bud；6. Axillary buds（< 2 mm）；7. Apex bud；
8. Fruit；9. Sepal；10. Petal；11. Stamen；12. Pistil.

2.4 矮牵牛 PhTCP1 ~ 4 基因在苗期不同节位腋芽中表达
对成株期矮牵牛各器官 PhTCP1 ~ 4 基因的表达分析显示，它们均在腋芽中表达量最高，因此对
矮牵牛不同节位腋芽中基因的表达进行了荧光定量分析，以分析基因表达与腋芽伸长的关系。首先
对 10 叶期矮牵牛的腋芽伸长情况进行了观测，结果（图 6）显示：1 ~ 10 节位，腋芽伸长的程度表
现为先增加后降低。超过 5 mm 的腋芽主要集中在第 3 ~ 8 节，其中在第 5 个节位，腋芽伸长的程度
最高，有 38.6%的植株第 5 个节位的腋芽超过 5 mm，34%的植株第 5 个节位的腋芽介于 2 ~ 5 mm
之间。另外，观测还发现，各子叶节部位均有的腋芽着生，但长度均小于 2 mm。
对不同节位腋芽中 mRNA 含量的分析（图 7）显示：PhTCP1 在子叶节表达量最低，距离顶芽
越近，mRNA 的表达量越高，从下至上各区段腋芽表达量分别为子叶节部位表达量的 2.4 倍、4.7
314 园 艺 学 报 40 卷
倍、5.8 倍、9.3 倍和 10.6 倍；而 PhTCP3 在子叶节部位表达量最高，9 ~ 10 区段腋芽中表达量最低，
与 PhTCP1 的表达趋势恰好相反。PhTCP4 与 PhTCP2 在不同区段腋芽中表达模式较为相似，均在
子叶节部位表达量最高，其余节位由低到高呈现出先增高后降低的变化，但变化的幅度不是很大。

图 6 10 叶期矮牵牛幼苗腋芽伸长情况
Fig. 6 Branch development of petunia seedlings at 10-leaf stage



















图 7 PhTCP1 ~ 4 基因在不同节段腋芽中的表达
A. 子叶节部位；B. 1 ~ 2 节；C. 3 ~ 4 节；D. 5 ~ 6 节；E. 7 ~ 8 节；F. 9 ~ 10 节。
Fig. 7 Expression of PhTCP1–4 in petunia axillary buds
A. Cotyledory node；B. Node 1–2；C. Node 3–4；D. Node 5–6；E. Node 7–8；F. Node 9–10.
3 讨论
基因序列和结构的变化是基因保守性的一个方面。ECE 支 TCP 基因的结构变异较大，内含子数
目从 0 到数个不等，常为 0 ~ 3 个。虽然内含子大多位于近 3′端，但也有位于 TCP 区和 R 区之间的，
如 AtBRC1（图 3）。有些基因的内含子还位于 3′UTR 区，如 AtTCP1（图 3）、AmCYC、HaCYC2a、
HaCYC2b 和 HaCYC2e 等（Chapman et al.，2008）。基因结构的变异可能与该类基因多次发生的基因
重复和随后的功能分化有关。试验中克隆的矮牵牛 ECE 支基因与同科植物番茄的同源基因的序列和
结构相似性较高，但也存在明显差异，例如番茄 CYCl 支和 CYC2 支都只有一个内含子，而矮牵牛
PhTCP4 和 PhTCP2 则各有两个内含子（图 3）。同时，我们没有发现矮牵牛 ECE-TCP 基因 UTR 区
2 期 邹世慧等：矮牵牛 ECE 支 TCP 基因的克隆及表达分析 315

存在内含子的现象。基因结构不同提示其功能可能有其特点。
基因在特定组织中的表达是其在该组织中发挥功能的前提，表达模式的分析是基因功能研究的
基础。分析目前有限的 ECE 支 TCP 基因研究的资料可以看出，同一支基因在不同物种间的表达模
式存在差异。CYCl 支已被证明在拟南芥、番茄和豌豆中具有调控分枝形成的功能，在腋芽中优势
表达，在花蕾、茎尖和叶片等组织中有少量表达，但在花和果实中的表达存在明显差异（Aguilar-
Martínez et al.，2007；Martín-Trillo et al.，2011；Braun et al.，2012）。CYCl 支基因在矮牵牛中的表
达情况与其它植物相似，在腋芽中优势表达（图 5）。但是，雄蕊中较高的表达量及其在根中的表达
（图 5，PhTCP3）与番茄和拟南芥中 CYC1 支基因的表达模式（Aguilar-Martínez et al.，2007；
Martín-Trillo et al.，2011）不同。研究发现拟南芥 TCP16 与花粉发育相关（Takeda et al.，2006），而
玉米 TB1 基因促进雄花序的形成（Doebley et al.，1997），PhTCP3 是否调控雄蕊的发育值得研究。
对 CYC2 支 TCP 基因表达情况的研究主要集中在花器官上，对全株各组织中 CYC2 支基因的研究较
少。mRNA 原位杂交和启动子分析表明，拟南芥 TCP1 在叶柄、花序轴和茎、叶的特定区域，发育
初期的花分生组织和腋芽分生组织中表达（Cubas et al.，2001；Guo et al.，2010；Koyama et al.，2010）。
试验中检测到 PhTCP2 在腋芽中特异表达，这与 AtTCP1 在腋芽分生组织中表达的结果是一致的；
但在矮牵牛其它组织中没有检测到 PhTCP2 的表达，基因表达具有更高的特异性，这与 AtTCP1 存
在差异。推测矮牵牛 CYC2 支基因 PhTCP2 可能只在腋生分生组织的发育工程中发挥作用。有研究
报道认为，番茄 SlBRC2a，SlBRC2b，拟南芥 TCP12（BRC2）表达处于不能被 qRCR 检测的水平
（Finlayson，2007；Martín-Trillo et al.，2011）。但是 Aguilar-Martínez 等（2007）报道，拟南芥 BRC2
的表达模式和功能与 BRC1 相似；而 L. morrowii 中 DipsCYC3B 在背腹两侧花瓣中均有表达（Howarth
& Donoghue，2006）。总的来说 CYC3 支基因的表达量较低，功能（特别是花发育过程中）尚不清
楚。矮牵牛 CYC3 支基因 PhTCP1 在腋芽中表达量最高，在茎、叶和花蕾少量表达，与拟南芥中 BRC2
相似，但在果实中的表达与拟南芥 BRC2 不同（Aguilar-Martínez et al.，2007）。
对矮牵牛自交系 GL8 苗期各节位腋芽伸长情况观测表明，近基部和近顶部的腋芽伸长受抑制的
程度较重，中部较轻，与前人用其它矮牵牛材料所做的观测是一致的（Snowden et al.，2005；
Kretzschmar et al.，2012）。目前对各节位腋芽中 ECE-TCP 基因表达水平的差异研究较少，仅番茄中
对 SlBRC1a 和 SlBRC1b 有研究。PhTCP3 和 PhTCP4 在不同节位腋芽中表达量的变化趋势几乎分别
于 SlBRC1b 和 SlBRC1a 完全一致（图 7），（Martín-Trillo et al.，2011）。根据以上序列和表达分析结
果，推测 PhTCP3 ~ 4 的可能具有与 SlBRC1 相似的抑制分枝伸长的功能；矮牵牛 ECE 支 TCP 基因
可能主要与腋芽的生长发育相关。

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