梨‘中矮1號’矮生基因的篩選及PcAHS克隆與表達分析.pdf

1、‘中矮1號’是從‘錦香’梨實生后代中選出的優(yōu)良梨矮化砧木。樹體矮小緊湊，作砧木促進樹體矮化，但其矮生和致矮機理尚不清楚。
　　以‘中矮1號’及‘錦香’新梢嫩葉為試材，進行RNA-Seq分析，共獲得2個品種46619個unigenes，其中長度大于1000 bp占23.25％，約71％的unigenes至少具有1條注釋。使用IDE6軟件對基因進行表達分析，控制FDR低于0.05，并且基因的最高表達量達到最低表達量的1.5倍時，該基因

2、為差異表達基因?！邪?號’和‘錦香’中存在很多個差異表達的基因，有些可以作為矮化相關(guān)的候選基因，包括1個編碼GA-3氧化酶基因，5個編碼生長素相關(guān)蛋白基因，4個編碼細胞色素P450蛋白基因，1個編碼類LRR受體絲氨酸/蘇氨酸激酶基因;2個編碼脫落酸合成酶基因，3個編碼乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子基因，6個編碼水分相關(guān)蛋白基因，2個NAC類轉(zhuǎn)錄因子和4個WRKY類轉(zhuǎn)錄因子基因。從中選取10個差異表達基因進行qRT-PCR驗證，結(jié)果表明qRT-PCR

3、結(jié)果與RNA-Seq結(jié)果一致。
　　在上述差異表達的基因中，有1個注釋為生長素氫轉(zhuǎn)運體的基因在‘中矮1號’中為低表達，可能限制生長素的極性運輸而導(dǎo)致‘中矮1號’矮生。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果，設(shè)計特異性引物，分別在‘中矮1號’和‘錦香’中克隆到了該基因序列。其全長1239 bp，在2個品種間沒有序列差異，均編碼412個氨基酸，其氨基酸序列與蘋果(NM001293843.1)、梅（xp_008242099.1）、毛果楊(xp_002

4、306421.2)、草莓(xp_004287713.1)的生長素氫轉(zhuǎn)運體基因氨基酸序列的相似性在67％～99％之間，將其命名為PcAHS。qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，在新梢旺盛生長期，PcAHS基因在‘中矮1號’新梢韌皮部中的表達量均低于母本‘錦香’，推測二者啟動子序列可能存在差異。分別克隆了‘中矮1號’及其母本‘錦香’PcAHS基因上游啟動子序列片段，長度分別為828 bp和888 bp，二者相似性為89.1％。序列分析發(fā)現(xiàn)‘中矮1號’P

5、cAHS基因啟動子上有一段58 bp(-496 bp～-553 bp)的缺失;利用植物順式作用元件數(shù)據(jù)庫PLACE和PLANTCARE分析表明，2個品種啟動子上除了含有TATA-box、CAAT-box等共有的轉(zhuǎn)錄必需調(diào)控元件外，‘中矮1號’中還含有一個‘錦香’沒有的BPBF轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的P-box元件。推測‘中矮1號’PcAHS基因啟動子上所特有的P-box轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合元件和片段缺失可能是導(dǎo)致其表達量低的原因，并通過影響生長素的運輸最