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茄子单性结实抑制差减文库的构建及相关基因的克隆



全 文 :园 艺 学 报 2011,38(增刊):2555 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com

收稿日期:2011–08–01
基金项目:国家自然科学基金项目(30771475);国家‘863’计划项目(2006AA10Z1A6,2009AA10Z104);农业部园艺作物遗传改良
重点开放实验室项目
* E-mail:lfzcaas@126.com;Tel:010-82105948
茄子单性结实抑制差减文库的构建及相关基因
的克隆
刘富中*,张 映,周亚君,陈钰辉,连 勇
(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
茄子单性结实性能克服低温引起的落花、落果障碍,增强坐果能力,显著提高产量,同时还可改
进果实品质,降低栽培成本。本研究旨在构建茄子单性结实果实差异表达基因的抑制性差减 cDNA
文库,分离获得茄子单性结实相关基因,研究茄子单性结实形成的分子机制。
以茄子单性结实品系 D-10和非单性结实品系 03-2的子房 cDNA分别作为实验组(Tester)和对
照组(Driver),进行抑制差减杂交,构建差减 cDNA 文库。对阳性克隆测序、BLAST 比对分析、
GO(gene ontology)功能注释及分类和荧光定量 PCR分析。通过 RACE技术获得与茄子单性结实
相关的基因。
通过抑制差减杂交技术(SSH)构建了茄子单性结实相关基因的正反 4个 SSH-cDNA文库,包
含 2 943个克隆,通过对阳性克隆测序、序列拼接后,获得 1 632个 Unique ESTs,其中 647个 ESTs
为已知功能的基因,另外 275个 ESTs代表了新基因。在功能已知的 ESTs中,包括一些与果实生长
发育相关的基因,如生长素增长启动子蛋白基因和扩张蛋白基因;与花器官发育相关的基因,如转
录因子 MADS-box家族和锌指蛋白基因等;信号传导相关基因,如 MAPKK基因和WRKY转录因
子基因等;以及环境响应因子,如组蛋白等。分析表明,茄子单性结实果实的差异主要发生在细胞
内部,涉及多个生理途径,单性结实性状的表达可能受到一些因子和激酶的调控。获得可能与茄子
单性结实相关的 ESTs有 10条,包括生长素增长蛋白、MADS-box转录因子、果实膨大相关基因等。
通过 RACE 技术成功克隆了 2 条差异基因 cDNA 全长,分别命名为 SmMsrA 和 SmERF。
SmMsrA为甲硫氨酸亚砜还原酶 A基因,cDNA全长序列 934 bp ,基因编码区共 600 bp,编码 199
个氨基酸。荧光定量 PCR研究表明:在不同结实性的子房和果实发育过程中 SmMsrA基因都有表达,
单性结实品系在低温条件下开花当天子房中的 SmMsrA的表达量最高。分析表明,茄子单性结实可
能受茄子甲硫氨酸亚砜还原酶(SmMsrA)的调控。
SmERF为乙烯响应因子,cDNA全长序列 1 342 bp,基因编码区共 723 bp,编码 240个氨基酸,
具有 AP2/EREBP 基因家族结构域。蛋白多序列比对和进化树分析表明,SmMsrA 与烟草乙烯响应
因子的同源性最高(81%),进化距离最近。正在对 SmMsrA和 SmERF基因的生物学功能进行研究。

关键词:茄子;单性结实;抑制差减文库;基因分离
中图分类号:S 641.1 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2011)S-2555-01