【摘 要】
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盐肤木是漆树科盐肤木属雌雄异株植物,幼叶叶翅受蚜虫寄生刺激后,叶组织膨大形成虫瘿叫作五倍子,广泛应用于医药和化工等领域,因此盐肤木又称五倍子树。课题组野外调查发现了一株两性花盐肤木植株,为解析盐肤木花器官发育和性别分化机制提供理想材料。可变剪接是调节基因表达和导致蛋白质功能分化的重要途径,前期通过对盐肤木雄花、雌花以及两性花的转录组测序分析发现调控雄蕊和心皮发育的关键基因AG（AGAMOUS）基因
【基金项目】
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五峰土家族自治县五倍子产业发展扶持资金科技攻关项目“五倍子丰产稳产高效栽培技术研究”；
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盐肤木是漆树科盐肤木属雌雄异株植物,幼叶叶翅受蚜虫寄生刺激后,叶组织膨大形成虫瘿叫作五倍子,广泛应用于医药和化工等领域,因此盐肤木又称五倍子树。课题组野外调查发现了一株两性花盐肤木植株,为解析盐肤木花器官发育和性别分化机制提供理想材料。可变剪接是调节基因表达和导致蛋白质功能分化的重要途径,前期通过对盐肤木雄花、雌花以及两性花的转录组测序分析发现调控雄蕊和心皮发育的关键基因AG（AGAMOUS）基因发生了可变剪切,形成了2个不同的转录本,RcAG和Rcag,据此我们推测可能是盐肤木的AG同源基因可变剪切调控了雌雄蕊的发育,进而影响了性别的分化。本研究拟通过围绕RcAG和Rcag的序列结构、系统进化、表达模式、蛋白互作模式以及功能进行系统研究,以明确RcAG和Rcag基因在调控盐肤木雌雄蕊发育中的作用。结果如下:（1）序列结构分析显示盐肤木RcAG、Rcag与其它物种的AG同源基因具有相似的序列结构,包含有MADS-box家族保守的M、I、K和C结构域,其C结构域中包含有AG亚族基因所特有的AGI和AGII基序。系统进化分析显示RcAG和Rcag属于eu AG进化系。（2）RcAG和Rcag基因在盐肤木雄花、雌花和两性花中不同时期的实时荧光定量结果显示,花芽分化的早期阶段两个基因均未表达,到了花原基分化时期,RcAG和Rcag在雄花和两性花中的表达量开始增加,雌花中的表达量没有变化,即此阶段可能雄蕊开始发育,雌蕊后于雄蕊发育。当花芽分化完成时,雌花中的RcAG和Rcag基因均有表达,且雄花和两性花中表达量增加较快,三种性别花开花时RcAG和Rcag基因表达量达到最高。（3）酵母双杂交结果显示存在差异。RcAG蛋白自身能够形成同源二聚体,Rcag蛋白不能形成同源二聚体,另外RcAG蛋白能够与Rc PI-1蛋白形成异源二聚体,且RcAG和Rcag蛋白均可与Rc AP3、Rc SEP1、Rc SEP3蛋白形成异源二聚体。（4）功能研究结果显示RcAG和Rcag基因产生了功能分化。RcAG基因保留了原始AG家族基因决定雄蕊和心皮发育的功能,在野生型拟南芥Col-0背景下,过表达RcAG基因的强表型拟南芥中,花瓣和雄蕊缺失,萼片尖端出现柱头状结构,萼片长出胚珠状结构。而过表达Rcag的拟南芥花瓣数量增多,出现五瓣、六瓣等表型,且雄蕊数量减少。在ag-1突变体的背景下转基因RcAG和Rcag结果显示,RcAG能够恢复突变体缺失的雄蕊和雌蕊,而Rcag不能恢复ag-1突变体雄蕊和雌蕊的表型。综上所述,盐肤木的AG同源基因RcAG及其可变剪切突变体Rcag在表达模式、蛋白互作模式、功能方面发生了分化,Rcag可能通过竞争性结合作用抑制了RcAG基因在雄蕊发育过程中正常调控作用的发挥,两者共同调控盐肤木花器官的发育分化。这一研究为解析盐肤木雌雄蕊的发育及盐肤木创新育种奠定了一定的基础。
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