MADS-box基因在豌豆花發(fā)育中的功能研究.pdf

1、MADS-box基因是一個(gè)大的轉(zhuǎn)錄因子家族，在花發(fā)育過(guò)程中起著重要作用。根據(jù)對(duì)模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)和金魚草(Antirrhinum majus)遺傳突變體的研究，提出了花發(fā)育的ABCE模型。該模型認(rèn)為：A、B、C、E代表了4類功能不同的花器官特征基因，單獨(dú)或聯(lián)合控制花器官的發(fā)育。由于豌豆花發(fā)育具有特殊性，在花原基起始過(guò)程中有四個(gè)共同原基(common primordial，CP)出現(xiàn)，再由共同原基產(chǎn)

2、生花瓣和雄蕊，參與豌豆花發(fā)育的ABCE同源基因是否也有相應(yīng)的特殊性是值得探討的問(wèn)題。 目前，在植物發(fā)育生物學(xué)研究中，對(duì)豌豆等很多難轉(zhuǎn)化植物基因功能的研究總是因?yàn)槿狈焖儆行У姆椒ǘ艿较拗?。在本研究中，我們利用一種反向遺傳學(xué)快速研究基因功能的方法一病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)(Virus Induced Gene Silencing,VIGS)，研究了豌豆的幾個(gè)MADS-box基因的功能。獲得以下結(jié)果： 1.豌豆中PsPI基因

3、沉默后，出現(xiàn)了類似于擬南芥pi突變體/金魚草glo突變體的表型，導(dǎo)致花瓣向萼片以及雄蕊向心皮轉(zhuǎn)變，表明PsPI基因具有擬南芥PI/金魚草GLO同源基因的功能，這說(shuō)明這類基因在進(jìn)化和功能上是相當(dāng)保守的。 2.豌豆中PsSEP1/2基因沉默后，導(dǎo)致花器官第四輪決定性喪失，區(qū)別于擬南芥，提示E類基因在功能進(jìn)化上可能發(fā)生了岐化。 3.其余幾個(gè)MADS-box基因沉默后沒(méi)有出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的沉默表型，提示這些基因可能存在功能冗余。

4、 4.MADS-box基因保守區(qū)VIGS構(gòu)建的結(jié)果提示豌豆中通過(guò)沉默保守區(qū)研究整個(gè)基因家族對(duì)花發(fā)育的影響應(yīng)該是可行的。 5.對(duì)PsPI和PsSEP1/2基因串聯(lián)構(gòu)建能出現(xiàn)雙基因沉默的疊加表型，提示利用VIGS進(jìn)行多基因功能研究是可行的。 6.利用mRNA原位雜交技術(shù)對(duì)四個(gè)豌豆MADS-box基因表達(dá)模式的分析，驗(yàn)證了MADS-box同源基因在豌豆花發(fā)育中的功能。 以上結(jié)果說(shuō)明豌豆MADS-box基因在功能上既保