黃瓜CFL基因的組織表達分析

摘要：利用RT-PCR方法對黃瓜（Cucumis sativus L.）CFL基因在各器官組織中的表達譜進行了分析。結果表明，CFL基因在黃瓜根、下胚軸、子葉、節間等營養組織以及花原基、花蕾、雌雄花和子房等繁殖組織中均有表達，且在幼嫩組織中表達量較高，其表達量會隨著器官發育而不斷下調，但花器官中的表達量要明顯高于營養器官和組織中的表達量。

關鍵詞：黃瓜（Cucumis sativus L.）；CFL基因； RT-PCR； 組織表達

中圖分類號：S642.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）14-3434-02

黃瓜（Cucumis sativus L.）是重要的保護地栽培蔬菜，因其產量高和效益好而栽培規模發展迅猛。CFL基因是從黃瓜中克隆到的擬南芥FLY基因（GenBank登錄號為AF059320、AF059291）的同源基因。有學者通過Northern和原位雜交方法初步研究表明CFL基因在花芽和幼葉中以及在花原基形成、花器官分化等過程中均有表達[1，2]，但借助于RT-PCR方法研究CFL基因在各器官組織中的表達情況尚無相關報道。本研究利用RT-PCR技術研究了CFL基因在黃瓜各器官組織發育中的組織表達情況，以期了解CFL基因在黃瓜器官形成和花芽分化過程中的作用，為進一步利用CFL基因進行黃瓜增產研究提供一定的理論與實踐依據。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

“津優3號”黃瓜種子購自天津市黃瓜研究所；總RNA提取試劑盒購自美國Sigma公司；逆轉錄試劑購自美國Promega公司；dNTPs、Taq DNA聚合酶購自武漢普博欣生物有限公司；Oligo d（T）購自寶生物工程（大連）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 黃瓜總RNA的提取 以新疆主栽黃瓜品種“津優3號”為試材，將500粒左右種子50 ℃浸種30 min，然后溫水浸泡放置于28 ℃培養箱中24 h，撈出后用濕紗布包好放于培養皿中，置于28 ℃培養箱中待種子露白后種植于滅菌的營養土中用于取樣提取總RNA。每次取樣5～20株材料不等，以保證材料重量在1 g以上，從黃瓜子葉展開之日起每隔2天采集材料一次，其中根、下胚軸、子葉取0～12 d材料；真葉、莖取0～30 d材料（不分節位）；子房取0～9 d材料；花在蕾期和開花期各取一次，并分別進行逆轉錄。

2.1 各器官組織不同發育階段CFL基因的表達量分析

從圖1中可以看出，在不同器官組織中以及同一器官組織的不同發育階段，CFL基因的表達量有明顯的變化。在根、子葉以及下胚軸中的表達量都較低（圖1A、圖1B、圖1C）。CFL基因在幼嫩葉片中表達量較高，但表達量隨著葉片的生長而下調，12 d后幾乎檢測不到（圖1D）。對黃瓜節間組織中CFL基因表達量結果分析表明，CFL基因在第6～9天的表達量最高（圖1E）。

2.2 黃瓜花不同發育階段CFL基因的表達量分析

從圖2中可以看出，CFL基因在花原基起始期的表達量最高，并隨著花器官的不斷發育而持續下調，至黃瓜開花期，其表達量下降為花原基起始期的1/8左右。0～6 d的子房中檢測到的CFL基因表達量均較低，表明該基因在花芽形成中起到至關重要的作用（圖2A）。另外，黃瓜CFL基因在雌花和雄花中的表達量無明顯的差異性，說明CFL基因的表達與花器官的性別無關（圖2B）。

3 小結與討論

黃瓜花芽分化是一個高度復雜的生理生化和形態發生過程。本研究利用RT-PCR方法對黃瓜各營養器官和繁殖器官發育過程中的CFL基因表達情況進行了分析。結果表明，CFL基因在黃瓜根、下胚軸、子葉、節間等營養組織以及花原基、花蕾、雌雄花和子房等繁殖組織中均有表達，但表達量不相同。CFL基因無論在營養器官和組織還是繁殖器官，均在幼嫩組織中表達量較高，并隨著器官發育而不斷下調，但繁殖器官中的表達量要明顯高于營養器官和組織中的表達量。CFL基因的表達只與黃瓜花器官形成有關，不參與花器官性別分化，花性別的決定可能主要是外部環境信號刺激和體內激素共同作用的結果[3-5]，或由其他基因如Mod-F基因等控制[6]。

CFL基因在黃瓜幼嫩組織及營養生長向生殖生長的過渡階段表達量最高，可以推測其在花原基形成過程中起主要作用，可在一定程度上作為黃瓜發育階段的衡量參數之一，至于CFL基因是否與其他基因共同參與黃瓜花器官調控，是否直接或間接地調控黃瓜體內激素水平和對外部環境的響應還需要進一步研究。

參考文獻：

[1] 王利琳，龐基良，梁海曼，等.黃瓜離體子葉節花芽和營養芽分化中CFL基因的表達[J]. 植物生理與分子生物學學報，2004，30（6）：644-650.

[2] 劉復權，朱廣廉，羅 達，等.黃瓜中LFY同源基因CFL的克隆和分析[J].植物學報，1999，41（8）：813-819.

[3] 許 明，王世剛，王寶梅，等.黃瓜雌性系不同處理方式誘雄試驗[J].北方園藝，2001（4）：50.

[4] 李興國，李全梓，張憲省.黃瓜性別決定的細胞學研究[J].山東農業大學學報（自然科學版），2001，32（4）：411-417.

[5] 任吉君，王 艷.黃瓜性別決定解剖學研究[J].北方園藝，1994（1）：46-47.

[6] 陳惠明，盧向陽，許 亮，等.黃瓜性別決定相關基因和性別表達機制[J].植物生理學通訊，2005，41（1）：7-13.