荷花B类MADS-box基因家族NnDEF基因的克隆及表达分析

摘要

以荷花品种‘重瓣一丈青’(Nelumbo nucifera'chongban yizhangqing')为试材,采用同源克隆方法获得2个AP3/DEF同源基因NnDEF1和NnDEF2。NnDEF1基因CDS序列全长678 bp,编码225个氨基酸;NnDEF2基因CDS序列全长693 bp,编码230个氨基酸;2个基因的C-末端序列均包含典型的PI衍生基序和PaleoAP3基序。序列比对和系统进化分析表明,NnDEF1和NnDEF2基因属于B功能基因家族AP3/DEF亚家族,2个基因序列比对其同源性远高于其它物种同源基因,表明荷花进化中可能存在基因加倍事件。表达模式分析显示,NnDEF1和NnDEF2基因表达具有品种间相似性和个体内差异性,NnDEF1倾向于在花瓣和雄蕊组织中表达,尤其内侧花瓣表达量最高;而NnDEF2则表达更广泛,在茎、叶、萼片、花瓣组织中均有表达,在外轮花瓣组织中表达量最高。基因表达差异表明,NnDEF1基因可能在荷花瓣化现象中发挥作用。上述研究结果可为探讨荷花花发育及瓣化现象分子机制的研究奠定基础。