苹果与甜樱桃花粉S-单元型特异的多态性F-box基因克隆及其鉴定

摘要

为分离苹果(Malus×domestica)和甜樱桃(Prunusavium)花粉S-决定子基因，本研究采用苹果自交亲和品种‘惠’(S2S9)及自交不亲和的‘国光’(S1S2)、‘红玉’(S7S9)以及甜樱桃自交不亲和品种‘红灯’为试材，根据其他物种同源序列设计兼并引物，应用RT-PCR等技术分离并鉴定了几个花粉S-单元型特异的多态性F-box基因。结果如下： 1.应用RT-PCR技术，从3个苹果品种花粉cDNA中分离到了超过16个不同的克隆序列。经5’-和3'-RACE结合RT-PCR技术，获得RJ28-2(命名为SLFB1)和Mg1(SLFB2)全长基因。开放式阅读框显示它们编码两个393氨基酸的多态性F-box基因(氨基酸同一性70％)。组织特异性表达分析显示，两个基因具有单元型特异的花粉特异性表达模式。对7个不同基因型品种的PCR鉴定显示，SLFB1和SLFB2分别与S1-RNase和S2-RNase连锁。上述结果完全符合花粉S-基因的特征，因此确定SLFB1(GenBank登陆号：DQ422810)和SLFB2(DQ422811)为苹果自交不亲和性花粉S-决定子最佳候选基因。排除了‘惠’自交亲和性可能是由S2-单元型连锁的SLFB2基因碱基序列的突变或该基因的转录缺陷所导致的可能性。 2.进化树分析结果表明，蔷薇科(Rosaceae)苹果SLFB蛋白与玄参科(Scrophulareacea)和茄科(Solanaceae)花粉决定子SLF位于同一个进化分枝，而蔷薇科李属SLF/SFB位于包括PaSFB9的另一个分枝，表明苹果属植物与玄参科及茄科植物可能具有比李属植物更近的进化关系，显示花粉S-决定子基因的多态性可能在科的分化之前就已形成。MdSLFB和苹果花柱S-RNase在各自的进化树中表现出相近的分枝结构，暗示了两者潜在的共进化关系。 3.在苹果花粉cDNA中还分离了多个与SLFB序列相似度高的SLFB-like基因RJ28、RJ37、RJ47、Jt24、Jt24-2(氨基酸同一性62％～92％)：其中，RJ28、Jt24、Jt24-2在花粉组织中特异性表达，其产物可能参与花粉特异的生理反应，这些基因是否与自交不亲和性功能相关，有待进一步验证。 4.从甜樱桃‘红灯’花粉cDNA中分离到了两个编码F-box蛋白的基因；其中全长1205bp的基因编码一个与GenBankPaSFB3(登录号：AB096857，甜樱桃花粉S3-决定子候选基因)推导氨基酸序列完全一致的多肽，另一全长1151bp的基因编码376个氨基酸的多肽，与PaSFB1-SFB6表现出等位基因多态性的特征(氨基酸同一性为76％～82％)。该基因在‘红灯，花粉组织中特异性表达，在不同基因型的6个品种中与S9-单元型表现连锁关系，确定其为S9-单元型花粉决定子候选基因SFB9(GenBank登陆号：DQ422809)。‘红灯’品种基因型初步确定为S3S9。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章文献综述：自交不亲和性的分子和遗传学基础

第二章苹果花粉S-单元型特异的多态性F-box基因克隆及其鉴定

第三章甜樱桃花粉S-单元型特异的多态性F-box基因克隆及其鉴定

结论

参考文献

致谢

附录

简历