蝴蝶兰花发育基因PhSTK的克隆及在突变体中的表达分析

摘要

采用RT-PCR及RACE技术从蝴蝶兰蕊柱中克隆了一个D类MADS-box基因PhSTK (GenBank登录号为MW574998),通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法分析了该基因在蝴蝶兰不同组织及突变体中的表达水平。结果表明,该基因cDNA全长为1 051 bp,具有705 bp的开放阅读框(ORF),可编码234个氨基酸,在其C端具有AG I、AG II和MD基序;系统进化树分析显示该基因编码蛋白与蝴蝶兰属的PeMADS7和PhalAG2蛋白亲缘关系最近;组织表达分析表明,PhSTK基因主要在蕊柱、子房和胚珠中表达,并随着子房发育其表达水平逐渐升高,在胚珠中表达水平最高。在不同突变体中,PhSTK基因在退化雄蕊瓣化突变体的蕊柱中表达水平显著降低,在其子房中的表达水平显著升高;在侧萼唇瓣化和侧瓣唇瓣化突变体的蕊柱和子房中,其表达水平均显著降低;在侧瓣雄化突变体中,该基因的表达水平在蕊柱和子房中均显著升高;在侧瓣退化突变体的子房中其表达水平显著降低。由以上结果可知,PhSTK基因主要调控蝴蝶兰胚珠的发育,并维持蕊柱和子房的形态建成。D类基因可能与其他MADS-box基因互作参与花器官形态的发育调控。