芍药花器官发育基因的克隆与表达分析

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1、Cloningandexpressionoffloralorgandevelopment—relatedgenesinherbaceouspeony(PaeonialactifloraPall．)byJintaoGeSupervisedbyProfessorJunTaoADissertationSubmittedtoHorticultureandPlantProtectionCollege，YangzhouUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsforTheMasterDegreeofAgriculturalScienceMa

2、y,2013葛金涛：芍药花器官发育基因的克隆与表达分析摘要花器官发育相关基因不仅调控花器官的形成，而且调节植物的多种生理生化反应。分离芍药花器官发育相关基因，并研究它们在不同芍药花型中的表达特征对于揭示芍药花器官形成的分子机理，为今后开展芍药分子育种工作具有重要的理论价值。本文以芍药品种‘向阳奇花’盛花期的花瓣为实验材料，采用RACE方法分离到了芍药APETALAl(尸从P从APETALA2(P朋尸2)、APETALA3一J(P朋P3一』)、APETALA3—2(PIAP3-2)、PISTILLATA(尸啪和SEPALLATA3(P毽酽3)6个花器官发育相关基因的cDNA全长，并

3、通过相对荧光定量PCR方法对这些基因在3个不同花型芍药品种中的时空表达模式进行了分析。主要研究结果如下：l、分离到芍药花器官发育相关基因6个，分别属于花器官发育模型中A、B、E类基因，其中A类基因包括尸阴PJ『(GenBank登录号：KC354376)和PIAP2(GenBank登录号：KC455454)，其cDNA全长分别为1106bp和1935bp，开放阅读框(ORF)分别为729bp和1575bp；B类基因包括删丹．，(GenBank登录号：KC354377)、尸朋P3—2(GenBank登录号：KC354378)和P脚(GenBank登录号：KC354379)，其cDNA

4、全长分别为895bp、844bp和890bp，ORF分别为663bp、663b和627bp；E类基因P毽酽3(GenBank登录号：KC354380)cDNA全长为1165bp，ORF为729bp。同源性分析显示，所分离的6个芍药花器官发育相关基因与其他植物均具有较高的同源性。2、分离的6个芍药花器官发育相关基因在四轮花器官中都能表达，但表达量差异较大；PlAP3—2、P脚和P，．距P3基因的表达量在各个品种和不同时期都明显高于PIAPl、PIAP2和PlAP3一J：PIAPl基因主要在萼片中表达，花瓣中次之：PIAP2基因主要在心皮和萼片中表达：PlAP3—2和尸删基因在雄蕊中

5、表达量最高，在花瓣中次之；尸朋P3．J基因的表达水平从高到低依次为花瓣、雄蕊、心皮和萼片；PISEP3基因主要在萼片和心皮中表达；各基因在从花蕾期到衰败期之问的表达量差异不显著。3、在由雄蕊不同瓣化程度所形成的花瓣中，尸纠尸

6、『，P朋彤和PlSEP3基因的表达水平均随着雄蕊瓣化程度的加深呈上升趋势，而尸M尸3．J『，PIAP3．2和PIPI基因的表达量整体呈下降趋势。在芍药中，A类基因和E类基因表达量升高可能对雄蕊瓣化具有促进作用，B类基因表达量的降低可能对雄蕊的瓣化具有促进作用。关键词：芍药；花器官发育；基因；克隆；表达扬州大学硕士学位论文AbstractFloralorgan

7、development-relatedgenesnotonlydeterminingthefloralorgandevelopment，butalsoregulatethephysiologicalandbiochemicalresponsesinplant．Thestudyoffloralorgandevelopment-relatedgeneshasanimportantsignificancetodevelopthemolecularmechanismoffloralorgandevelopment，andprovidestechnologysupportistomolec

8、ularbreeding．ThispaperadoptedRACEtechnologytoisolate6Floralorgandevelopment—relatedgenesAPETALA1(PlAto)，APETALA2(PtAP2)，APETALA3一i@lAP3一i、)，APETALA3—2(PL4m一2、，PISTILLATA(尸胪D和SEPALLATA3(PlSEm)．Onthisbasis，differentexpressionpatternsofthesegene