库尔勒香梨kfpSPL基因的克隆及表达分析

【摘要】：SPL(squamosa promoter binging protein like)是植物所特有的一类转录因子,参与植物生殖生长与营养生长过程,可能与生长素、赤霉素和乙烯等多种植物生长调节物质的信号转导途径有关,其具体作用机制目前尚不清楚。本研究旨在获得库尔勒香梨SPL基因的全长cDNA,并探究SPL在库尔勒香梨上的功能。以库尔勒香梨为研究对象,于2013年4月在新疆库尔勒沙依东园艺场采集始花期、盛花期和末花期的第1~6序位的花朵样品,并在蕾期和花期用不同植物生长调节物质喷施花朵,以喷施清水为对照,翌日采集花朵样品后立即投入液氮,放入-70℃冰箱中保存。利用RT-PCR及RACE技术克隆获得SPL基因全长cDNA序列,利用实时荧光定量PCR检测SPL基因的相对表达量。获得一个全长为1 689bp的SPL基因,命名为kfpSPL。该基因编码一个高度保守的381个氨基酸组成的SBP结构域,此结构域包含两个锌指结构、1个核定位信号、miRNA156/157结合位点。多重比对和系统进化树分析表明,kfpSPL的核酸序列与其他物种的SPL转录因子有较高的同源性,其中与苹果亲缘关系最近,其同源性高达91%。实时荧光定量PCR结果显示:(1)kfpSPL在不同时期表达量差异显著,除第1序位外其他序位花的表达量由高到低依次为始花期、末花期、盛花期;不同序位中kfpSPL的表达量在盛花期、末花期呈现出明显的变化规律,1~6序位花中的相对表达量均依次递减;树势对kfpSPL的相对表达量影响显著,强势树的1~6序位花中的表达量均显著高于弱势树。(2)在第1序位花中库尔勒香梨的KfpSPL相对表达量比黄山梨略低,但显著高于鸭梨的;在第4序位花库尔勒香梨的KfpSPL基因相对表达量比鸭梨略低,两者基因相对表达量显著低于黄山梨:库尔勒香梨第1序位比第4序位的KfpSPL相对表达量略高。(3)蕾期喷施ABA、ETH、PBO、NAA使kfpSPL的相对表达量显著高于对照,而喷施GA则可降低kfpSPL的相对表达量:花期喷施ABA、ETH、NAA,kfpSPL的表达量显著高于对照,其中PBO处理的下降的幅度最大,GA处理的变化不大。强势树第1序位花喷施ABA、ETH、PBO、NAA使kfpSPL的相对表达量显著低于对照,其中PBO、GA处理的最显著;弱势树第4花序喷施ABA、ETH、PBO、NAA、GA使kfpSPL的相对表达量显著高于对照(清水处理),其中NAA、ETH处理的最为显著。本研究结果表明:SPL参与调控库尔勒香梨花期的发育,具体的调控规律还待进一步深入探索。应用生物信息学与试验结合的方法进一步阐明SPL基因在库尔勒香梨花发育进程中的功能以及在赤霉素、乙烯等的信号转导途径中的地位具有重要意义。