甜櫻桃 B類MADS-box基因的分離與序列分析

摘 要：為研究MADS-box基因在甜櫻桃花發育中的作用，以甜櫻桃品種拉賓斯為試材，根據多種植物MADS-box基因保守序列設計引物，采用RT-PCR和RACE方法克隆基因cDNA全長，并用半定量PCR法研究基因在不同組織中的表達。克隆得到1個基因全長962 bp，命名為PaMADS2（GenBank登錄號：HQ229606），包含1個633 bp的開放閱讀框，編碼210個氨基酸。序列比對和進化分析表明，PaMADS2與B類的PI基因家族親緣關系最近。組織特異性分析表明PaMADS2在雄蕊和花瓣中表達。推斷所克隆的PaMADS2基因為MADS-box B類家族成員。

關鍵詞： 甜櫻桃； 花器官； 雄蕊； 花瓣； MADS-box

中圖分類號：Ｓ６６2．5 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－1082－０4

Isolation and sequence analysis of B-class MADS-box gene in sweet cherry

LIN Miao-miao1， ZHAO Chang-zhu1， GU Hong1， ZHANG Hui-qin2， CHEN Jin-yong1， XIE Ming2， FANG Jin-bao1*

（1Key Laboratory for Fruit Tree Growth， Development and Quality Control， Zhengzhou Fruit Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou，Henan 450009 China； 2Institute of Horticulture， Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou，Zhejiang 310021 China）

Abstract: To study the role of MADS-box genes in floral development of sweet cherry， MADS-box gene was isolated from Prunus avium L. Lapins with RT-PCR and RACE approaches. Primers were designed according to the conservative region sequences of various plant MADS-box family genes， and semi-quantitative PCR was used to analyze the expression of gene in different organs and tissues. The full length of cDNA is 962 bp， named PaMADS2 （the accession numbers in GenBank: HQ229606）， with an open reading frame （ORF） of 633 bp and encoding 210 amino acid residues. Sequence comparison and phylogenetic analysis indicated that PaMADS2 closely resembles the PI clade of class B. Tissue specific analysis showed that PaMADS2 expressed in petal and stamen. The results suggested that PaMADS2 belongs to the B-class MADS-box gene family.

Key words: Sweet cherry （Prunus avium L.）； Floral organs； Stamen； Petal； MADS box

MADS-box基因是一類編碼轉錄因子的基因家族，最先是在釀酒酵母（MCMI）、擬南芥（AG）、金魚草（DEF）和人類（SRF）中發現的，故為MADS[1-4]。在高等植物中，MADS-box基因由4個保守程度不同的區域組成，分別為M、I、K、C區域，即MIKC型MADS-box基因[5]，其按功能可分為A、B、C\\D、E 4個亞家族[6]。花器官中雄蕊的發育是由ABC模型中的B類和C類基因共同調控的[7]，而幾乎所有的B類基因都屬于MADS-box基因家族，擬南芥的B類PI基因在花瓣和雄蕊中表達，李屬中蘋果和桃也有類似報道[8-9]。

甜櫻桃在栽培過程中如在花芽分化期和花期遭遇高溫[10-13]，會使花粉發育畸形，進而影響坐果。由于甜櫻桃花具有完整的萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊 4輪結構，我們采用RT-PCR和RACE方法，從甜櫻桃中分離控制其雄蕊發育的B類 MADS-box基因，并對其進行表達特征研究，為了解甜櫻桃雄蕊異常的分子機理以及MADS-box基因在雄蕊發育中的調控作用奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 材料

甜櫻桃品種為6 a生拉賓斯（Prunus avium L. cv. Lapins），定植在中國農業科學院鄭州果樹研究所試驗園內。……