DAM基因调控多年生果树芽休眠的机制

芽休眠是多年生果树抵御自然界不利环境,完成其生命周期的重要机制之一。芽休眠过程受到品种、光照、温度、酶、基因以及激素等因素的调控。近年来,关于芽休眠相关基因在芽休眠过程中的调控作用报道较多。其中,DAM(Dormancy-associated MADS-box)基因作为芽休眠调控核心基因备受关注。本文综合近年来国内、外研究进展,总结了多年生果树中DAM基因的鉴定结果,从DAM基因对果树芽生长的抑制作用,对FT类基因表达的抑制以及与植物激素之间相互调控3个方面概括了DAM基因调控果树芽休眠的机制,从转录因子调控、表观遗传调控、内含子区域调控、激素调控、温度调控以及光周期调控6个方面总结了影响DAM基因表达的因素,以期为深入研究DAM基因调控多年生果树芽休眠机制提供参考和借鉴。

基于侯选基因标记的四倍体马铃薯休眠QTL关联分析

休眠期是马铃薯(Solanum tuberosum L.)重要的块茎性状之一,寻找调控马铃薯块茎休眠的关键基因,揭示其分子机制以选育具有适宜休眠期长度的马铃薯品种,对于解决当前马铃薯产业中过长或过短休眠期带来的经济损失和食品安全隐患等问题十分关键。前期研究在二倍体马铃薯连锁群体中定位了6个加性休眠QTL,本研究拟在四倍体马铃薯育种材料中验证这些休眠QTL。基于休眠QTL连锁的候选基因标记,采用混合线性模型(MLM),模型中考虑群体结构和亲缘关系(Q+K),在四倍体马铃薯自然群体St-hzau中对马铃薯块茎休眠期进行了关联分析。5号染色体上休眠QTL DorB5.3连锁的候选基因标记S199_300和GWD(根据葡聚糖水双激酶α-glucan water dikinase基因设计)与马铃薯块茎休眠期具有显著的关联(P<0.05),分别解释了休眠期表型变异的7.8%和3.2%,分别能增加休眠期7.1 d和4.5 d,即在二倍体马铃薯连锁群体中定位的稳定主效休眠QTL DorB5.3在四倍体马铃薯关联群体St-hzau中也表现显著,DorB5.3的稳定性在关联分析结果中得到了验证,表明候选基因标记策略在马铃薯块茎休眠QTL关联分析中是一种有效的策略。本研究所验证的主效休眠QTL DorB5.3及相应连锁标记可以直接用于马铃薯休眠育种。据此可以推测GWD可能在控制还原糖含量和块茎休眠2个方面均发挥作用,马铃薯块茎休眠机制与还原糖含量变化机制可能存在着部分交叉。

欧李DAM5基因的克隆及表达分析

休眠相关MADS-box(DAM)基因在植物芽休眠诱导过程中发挥重要作用。该研究以欧李‘农大4号’不同阶段的芽为材料,利用PCR技术,克隆获得ChDAM基因。ChDAM基因全长705 bp,编码234个氨基酸。多序列比对与结构域分析发现,ChDAM基因编码的蛋白具有典型的MADS-box结构域和K-box结构域,其氨基酸序列与桃的DAM5蛋白相似性较高。启动子分析发现,ChDAM5基因的表达可能会受到低温和脱落酸的调控。实时荧光定量PCR分析发现,ChDAM5基因的表达随着休眠诱导进程逐渐升高。研究推测,ChDAM基因在诱导欧李芽休眠中发挥关键作用,为后续深入的代谢途径研究奠定了基础。

蓝莓花芽休眠相关MADS-box基因VcDAM1的克隆与表达分析

休眠相关MADS-box(DAM)基因在植物芽休眠及解除过程中发挥重要作用。本研究以‘蓝丰’蓝莓(Vaccinium corymbosum)休眠花芽为材料,利用RT-PCR及RACE技术,克隆获得Vc DAM1基因(Gen Bank登录号为KF871069)。该基因全长1376 bp,包含一个750 bp的开放阅读框,编码249个氨基酸。序列比对发现,该基因编码的蛋白质具有典型的MIKC^C型MADS-box结构域和K-box结构域,其氨基酸序列与砂梨DAM同源性较高。实时定量PCR结果表明,该基因在蓝莓花芽中表达量最高,且随花芽休眠进程呈现规律变化,在内休眠期间表达量持续上升,内休眠解除后表达量迅速下降;外源脱落酸能使该基因表达上调,外源赤霉素和单氰胺使该基因表达下调。推测该基因调控蓝莓花芽的休眠。