互花米草育性基因Pollen Tube Blocked 1的自然变异及其表达与自交结实的相关性

摘要

互花米草(Spartina alterniflora)作为我国当前主要入侵植物之一,其高纬度地区种群的结实率显著高于低纬度地区种群,推测很可能发生了自交进化.为研究其内在遗传机制,选取8个不同纬度地区的互花米草种群为材料,对影响种子结实的主效基因Pollen Tube Blocked 1(SaPTB1)进行扩增并测序以检测单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,再通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测其表达,并通过套袋实验检测种群的自交结实情况.结果显示:SaPTB1中存在两个SNP位点,其中一个位点的变异导致天冬氨酸和天冬酰胺的替换,形成单倍型1和单倍型2;两种单倍型广泛分布于整个沿海地区,与自交结实率无明显相关性.RT-qPCR定量结果显示,该基因在最高纬度(东营)和最低纬度(雷州)的两个种群中表达水平高于其他种群.对不同种群的自交结实情况分析表明,中国的互花米草具有一定的自交结实能力,尤其在SaPTB1表达水平最高的东营和雷州种群中,其自交结实率也是最高的,说明SaPTB1的表达对互花米草的结实具有重要影响.