調(diào)控番茄種子休眠的SlMAPK11基因功能研究.pdf

1、種子休眠是植物種子發(fā)育學(xué)的重要組成部分，休眠程度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)對(duì)種子發(fā)育和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)不利的影響，因此研究種子休眠的調(diào)控機(jī)理具有重要的理論和生產(chǎn)實(shí)踐意義。
　　番茄是一種廣泛種植的蔬菜作物，其果實(shí)經(jīng)歷從野生型醋栗番茄到櫻桃番茄再到栽培型大果番茄的兩次進(jìn)化過(guò)程，擁有豐富的種質(zhì)資源，是植物生物學(xué)基礎(chǔ)研究的良好材料。我們對(duì)255份番茄種質(zhì)材料進(jìn)行種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了3份具有種子休眠的番茄材料(TS34、TS223、TS302)，且4℃低

2、溫能夠打破TS34種子的休眠;對(duì)這255份番茄材料進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析挖掘到一個(gè)調(diào)控番茄種子休眠的關(guān)鍵基因SlMAPK11，通過(guò)轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證該基因的功能，主要結(jié)果如下:
　　1.番茄種質(zhì)材料的種子休眠的表型鑒定結(jié)果顯示:TS34，TS223，TS302等3份材料具有種子休眠的特性。
　　2.番茄種子休眠性狀的GWAS:分析發(fā)現(xiàn)與種子休眠顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)位于SlMAPK11基因的內(nèi)含子區(qū)。SlMAPK11屬于組成型表達(dá)基因，

3、相比其他組織，SlMAPK11在番茄花蕾中表達(dá)量最高;在種子中，SlMAPK11在休眠材料TS34中的表達(dá)量顯著高于常規(guī)材料A57、TS74。
　　3.轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證表明:SlMAPK11基因超量表達(dá)系種子發(fā)芽率降低，而該基因的干涉表達(dá)系種子發(fā)芽率升高，顯示出SlMAPK11影響番茄種子休眠。
　　4.酵母雙雜結(jié)果顯示:從酵母釣庫(kù)找到一個(gè)與ABA響應(yīng)、種子發(fā)育和休眠相關(guān)基因SNF1，酵母點(diǎn)對(duì)點(diǎn)驗(yàn)證MAPK11與SNF1蛋白互

4、作。
　　5.外源施加ABA處理實(shí)驗(yàn)表明:SlMAPK11超量表達(dá)系相比A57對(duì)外源ABA的處理更敏感。SlMAPK11基因超量表達(dá)引起ABA正調(diào)控基因(ABI5)表達(dá)升高和ABA分解基因(SlCYP707A1、SlCYP707A3)表達(dá)的降低;相反地，SlMAPK11基因干涉表達(dá)引起ABA正調(diào)控基因(ABI5)表達(dá)降低和ABA分解基因表達(dá)的升高。
　　6.低溫下（4℃低溫處理后），番茄種質(zhì)TS34種子中ABA降解途徑中的基