梅花PmERF4基因的克隆及其表达分析

为阐明梅花(Prunusmume)ERF基因的功能,采用RT-PCR技术从梅花品种‘雪梅’中克隆获得1个PmERF4基因。生物信息学分析表明该基因cDNA全长序列为842bp,完整开放阅读框(ORF)为690bp,编码229个氨基酸。氨基酸序列比对发现,PmERF4蛋白包含1个AP2/ERF保守结构域。系统进化分析结果显示,梅花PmERF4蛋白与李亚科李属植物的ERF蛋白高度同源。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)检测PmERF4基因在非生物胁迫和激素处理下的表达,结果表明:PmERF4基因受低温、氧化胁迫的诱导,但响应程度不同,它能够持续且强烈地响应低温胁迫,对甘露醇、MeJA、SA处理不敏感,而高盐和ABA则抑制其表达;PmERF4基因可能在梅花低温胁迫应答中发挥重要作用。

梅花PmWRKY40基因的克隆及其表达分析

为揭示梅花WRKY基因的功能,采用RT-PCR技术从梅花品种'雪梅'(Prunus mume'Xuemei')中分离得到1个WRKY转录因子基因PmWRKY40。序列分析结果显示,该基因cDNA全长1072bp,完整开放阅读框972bp,编码323个氨基酸,包含1个WRKY结构和1个C2H2型锌指结构。系统进化分析结果显示,梅花PmWRKY40蛋白与欧洲甜樱桃亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析表明:PmWRKY40基因受低温、氧化胁迫诱导,但诱导程度存在差异。此外,SA处理显著提高PmWRKY40的表达,ABA处理则抑制该基因表达。推测PmWRKY40可能在梅花响应低温胁迫过程中起重要作用。

三色堇酪氨酸脱羧酶基因表达的位置效应

植物酪氨酸脱羧酶(TyDC)被认为在花色素形成过程中起作用。三色堇有丰富的花斑变异。为探究酪氨酸脱羧酶基因与花色素形成之间的关系,本研究从三色堇(Viola×wittrockiana)克隆到一个新的酪氨酸脱羧酶基因,命名为VwTyDC-like,并分析了其基因结构、序列特征、系统进化和时空表达模式。结果显示,VwTyDC-like基因gDNA序列为2007 bp,包含2个外显子和1个内含子,编码序列(CDS)为1497 bp,编码498个氨基酸,分子量为54.94 kDa。系统进化树分析显示,VwTyDC-like与VwTyDC蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,VwTyDC-like和VwTyDC基因在不同组织器官、花发育的不同时期、唇瓣不同区域和不同花色品种中的表达模式高度一致,但VwTyDC-like基因的表达量普遍高于VwTyDC。VwTyDC-like和VwTyDC基因在花中的表达量最高;在花发育的S7期,2个基因在花瓣基部的中心色斑区的表达量显著高于非色斑区。在三色堇不同花色品种中,无论花瓣是否带花斑,VwTyDC-like和VwTyDC基因在中心色斑区或其对应区的表达量均显著高于非色斑区或其对应区。同时,在有斑及无斑品种唇瓣的不同区域,2个基因的表达量均由花瓣基部向外逐渐递减。由此推测,VwTyDC-like和VwTyDC在花瓣中的表达具有明显的位置效应。本研究为三色堇花色育种及TyDC基因的功能研究提供了候选基因资源和理论基础。