油茶自交不亲和S-RNase基因鉴定与分子特征分析

摘要：

植物自交不亲和性(SI,self-incompatibility)中SSI和GSI主要受S位点控制.油茶属于后期自交不亲和(LSI,late-acting self-incompatibility)植物,油茶自交不亲和性已成为油茶产业发展的制约因素.为探究油茶自交不亲和分子机制,本研究以前期研究的油茶雌蕊转录组数据和已完成基因注释的油茶良种华硕全基因组数据中获得的5条S-RNase(CoS-RNase)基因组序列为基础设计引物,从10个油茶品种的叶片DNA中扩增CoS-RNase外显子,结合雌蕊CoS-RNase的cDNA全长克隆预测CoS-RNase氨基酸多态性位点,共获得28条CoS-RNase等位基因.基因结构分析显示CoS-RNases基因包含4个外显子和3个内含子;cDNA全长1141 bp,ORF 717 bp,编码238个氨基酸,进化分析显示CoS-RNase与茶树CsS-RNase同源性最大;序列分析确定CoS-RNases具有T2 RNase蛋白家族的两个保守结构域和活性位点,同时有与苹果、梨等S-RNase相同的作用位点:降解RNA的组氨酸(His,119位)位点和解聚肌动蛋白的脯氨酸(Pro,156位)位点;体外重组蛋白实验表明CoS-RNase蛋白具有RNase活性,能抑制花粉管的生长;qRT-PCR分析CoS-RNase在油茶花粉中几乎不表达,其他各组织中均有表达,同时在自花授粉和异交授粉后花柱和子房中的表达模式与花粉管生长规律相吻合.以上结果说明CoS-RNase很可能直接参与了油茶的自交不亲和性反应,是调控油茶自交不亲和性反应的重要因子.本研究可为进一步探索油茶自交不亲和性反应的分子调控提供理论基础.

关键词：油茶、后期自交不亲和性、CoS-RNase等位基因、RNase活性、基因表达

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分类号：S852.65;S661.2;Q78

资助基金：国家自然科学基金31730016

在线出版日期：2022-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1521-1535