【摘 要】
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芒果(Mangifera indica L.)是漆树科多年生木本果树,其较长的童期严重制约了芒果新品种的选育进程。FD基因在植物成花调控网络中具有重要的作用,而目前在芒果中还未有FD基因的研究报道。‘四季蜜芒’(Mangifera indica L.cv.‘Si Ji Mi’)具有一年多次花的特点,是研究芒果成花的独特材料。前期研究中,课题组通过高通量转录组测序从‘四季蜜芒’中挖掘获得了大量的成花
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芒果(Mangifera indica L.)是漆树科多年生木本果树,其较长的童期严重制约了芒果新品种的选育进程。FD基因在植物成花调控网络中具有重要的作用,而目前在芒果中还未有FD基因的研究报道。‘四季蜜芒’(Mangifera indica L.cv.‘Si Ji Mi’)具有一年多次花的特点,是研究芒果成花的独特材料。前期研究中,课题组通过高通量转录组测序从‘四季蜜芒’中挖掘获得了大量的成花相关基因,其中包括两个b ZIP转录因子MiFD1和MiFD2基因。本文在此基础上,克隆获得了MiFD1和MiFD2基因的全长序列,对其生物信息学、表达特性和基因功能进行了研究,并利用酵母双杂交技术筛选能够与MiFD1和MiFD2互作的蛋白,为初步探究MiFDs基因参与芒果成花过程的分子作用机制奠定基础。主要研究结果如下:1.从‘四季蜜芒’中克隆获得2个FD同源基因MiFD1和MiFD2。MiFD1基因的编码区长度为786 bp,编码262个氨基酸;MiFD2基因的编码区长度为777 bp,编码259个氨基酸。MiFD1和MiFD2基因均含有3个外显子和2个内含子,且两个基因编码的蛋白均为亲水性蛋白,无跨膜区域、无信号肽、定位于细胞核。结构域分析及氨基酸序列比对结果分析显示,MiFD1和MiFD2均属于b ZIP家族成员,具有b ZIP转录因子所特有的碱性亮氨酸拉链结构域。系统进化树分析表明MiFD1和MiFD2之间的同源性高,均与阿月浑子Pistacia vera的亲缘关系最近。2.通过实时荧光定量进行时空表达分析发现,MiFD1基因在茎中表达最高,MiFD2基因在芽中表达量最高,并且两个基因在芒果成花诱导末期前具有较高的表达水平。逆境胁迫表达分析显示,MiFD1和MiFD2基因均能响应低温、PEG、Na Cl胁迫应答,但两者响应模式有差异,MiFD1受Na Cl和PEG诱导表达量变化明显,MiFD2受低温诱导表达量变化明显。赤霉素和多效唑处理对MiFD1和MiFD2基因的表达量也有影响。3.通过花序侵染法将构建的p BI121-MiFD1和p BI121-MiFD2超量表达载体转入野生型拟南芥进行转基因功能验证。对T3代转基因株系的表型及下游基因表达量的分析显示:长日照条件下,转MiFD1基因植株比对照植株提前开花,且上调At AP1和At FUL基因表达;而超量表达MiFD2基因不仅能促进拟南芥开花提前还使花器官产生变异,并诱导At AP1和At FUL基因上调表达。4.对构建的pGBKT7-MiFD1、pGBKT7-MiFD2基因编码区的酵母诱饵表达载体以及MiFD1截短体的诱饵表达载体pGBKT7-MiFD1-1、pGBKT7-MiFD1-2、pGBKT7-MiFD1-3、pGBKT7-MiFD1-4、pGBKT7-MiFD1-5和pGBKT7-MiFD1-6进行自激活活性检测显示,pGBKT7-MiFD2无自激活作用,pGBKT7-MiFD1存在自激活作用。除截短体pGBKT7-MiFD1-3和pGBKT7-MiFD1-5外,其余截短体无自激活作用。对MiFD2进行芒果c DNA酵母文库的筛选及回转验证发现MiFD2与筛选到的14-3-3 6、14-3-3-like、14-3-3 B、14-3-3 D、CDPK2、HIPP20以及MYB-like L存在互作关系。
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