转录因子ABI4调控草莓果实成熟的分子机制

摘要：

[目的]探讨转录因子ABI4在草莓果实发育过程中的作用.[方法]以八倍体草莓品种‘甜查理’为试材,利用基因同源克隆技术获得了1个草莓转录因子FaABI4编码基因,运用ClustalX软件和MEGA 5软件分析了草莓中FaABI4与其他物种间的序列同源性和亲缘关系,并利用荧光定量PCR技术分析了FaABI4基因随着草莓果实发育的表达模式.通过植物双元表达载体pBI121构建的基因瞬时表达系统对草莓果实中的FaABI4基因表达水平进行了调控,FaABI4基因表达量瞬时调控出现表型后,分别采取空载体pBI121和干扰载体pBI 121-FaABI4侵染过的草莓果实并且去掉种子,分析其果实色素含量、脱落酸含量、果实硬度和蔗糖含量等生理指标,以及FaCHS和FaUFGT基因的表达水平变化.[结果]获得了1个编码330个氨基酸的FaABI4转录因子,与AP2家族的特征一样,含有1个57个氨基酸残基的AP2结构区域,与其他物种如梅花、葡萄和苹果的亲缘关系很近.FaABI4基因表达量在草莓果实发育前期很低,在果实发育中期和后期表达量剧烈上升.草莓果实瞬时干扰FaABI4基因14 d后发现,与注射空载体pBI121相比,注射pBI121-FaABI4拘草莓果实表面出现了部分不能正常上色现象.切取不能上色部分的果肉进行生理和分子指标分析发现,与对照果实pBI121相比,pBI 121-FaABI4降低了果实花色苷和蔗糖含量,促使果实硬度变大,但对ABA含量未有影响,同时降低了花色苷合成路径中的2个关键酶基因FaCHS和FaUFGT的表达水平.[结论]草莓中的转录因子FaABI4跟其他物种一样具有典型的AP2结构域,属于AP2家族.FaABI4正向调控草莓果实发育,可通过影响FaCHS和FaUFGT基因表达水平影响花色苷积累,同时可影响果实硬度及蔗糖积累,最终调控草莓果实的发育成熟进程.

关键词：草莓果实、脱落酸、RNA干扰、ABI4转录因子

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分类号：S668.4(果树园艺)

资助基金：国家自然科学基金项目31401847;江苏省自然科学基金项目BK20140707;国家博士后基金项目2014M561663;中央高校基本科研业务费专项资金KJQN201541

在线出版日期：2015-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：908-914