结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

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1、2015（11）：19-27中国蔬菜CHINAVEGETABLES研究论文结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析11*11112蒲全明　高启国　张林成　施松梅　刘晓欢　张　莹　毕云龙112任雪松　刘豫东　朱利泉12（西南大学园艺园林学院，南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆400716；西南大学农学与生物科技学院，重庆400716）摘　要：生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因，通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析，筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因，分别

2、为调控生长素动态平衡的BoILL6、BoASA1基因，控制极性运输的BoSF21、BoPIN4基因，参与信号转导的BoARF8、BoGH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆，分别获得全长cDNA序列，序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近，拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示，BoILL6、BoASA1与BoSF21的表达量变化最为显著，结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上，变化趋势与转录组数据分析结果基本一致，说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。关键词：结球甘蓝；叶片卷曲；生长素相关基

3、因；基因克隆；表达分析结球甘蓝（BrassicaoleraceaL.var.capitataL.）（Ito，1957）。生长素作为重要的植物激素，在叶属十字花科芸薹属，其营养生长主要经过幼苗期、片分化、生长及形态发育中具有重要的调控作用莲座期和结球期3个阶段。幼苗期和莲座期叶片主（Chengetal.，2007；李朝霞等，2013）。早期研究要进行平展性扩张生长，而结球期叶片向上、向内发现，烟草叶片涂抹外源生长素，可使叶片偏上性卷曲抱合发育形成硕大的叶球。叶球质量和紧实度生长（Keller&vanVolkenburgh，1997）；拟南芥生作为结球甘蓝的两个重要

4、农艺性状，受球叶数及卷长素合成缺陷突变体spl-D和ptl-D都出现叶片偏曲程度的直接影响（李曙轩，1990）。结球甘蓝的下生长的表型（Lietal.，2008），而生长素过量表叶片进入结球期会发生自然的向上、向内卷曲，这达突变体rooty、yucca、iaaM则呈现出叶片偏上生种卷曲球叶为探索叶片卷曲的调控机制提供了理想长的表型（Kingetal.，1995；Romanoetal.，1995；材料，目前对甘蓝叶片卷曲发育的研究报道较少。Zhaoetal.，2001）。拟南芥生长素信号突变体axr1叶片的分化和卷曲生长过程受到激素的影响表现出叶片偏上性生长（Linc

5、olnetal.，1990），而nph4/arf7导致叶片偏下性生长（Harperetal.，蒲全明，男，硕士研究生，专业方向：甘蓝重要品种性状基因的分离与2000）。最近的研究表明，生长素对叶片形态发育鉴定，E-mail：puquanming@163.com起着决定性作用（Barkoulasetal.，2008）。在拟南*通讯作者（Correspondingauthor）：高启国，男，副研究员，硕士生导师，主要从事甘蓝重要品种性状基因的分离与鉴定、十字花科植物自交不芥中，生长素浓度升高与分布不均衡会导致叶片小亲和性等方面的研究，E-mail：gaoqg200403

6、1@163.com而卷曲（林莹莹等，2015）；生长素极性运输蛋白收稿日期：2015-08-26；接受日期：2015-09-14AtPIN的功能缺失将导致叶片变态发育形成有粗壮基金项目：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目叶脉的融合叶或主叶脉分叉的宽大叶片（Sawchuk（2012CB113900），国家自然科学基金项目（30900986），重庆市自etal.，2013）。由此可见，涉及生长素动态平衡调控、然科学基金重点项目（cstc2012jjB80010），中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（XDJK2010B010）极性运输及信号转导的相关基因对叶片形态发

7、育均《中国蔬菜》学术论文下载www.cnveg.org—19—研究论文中国蔬菜CHINAVEGETABLES有调控作用。然而，目前生长素相关基因对结球甘tb/pl-1；叶片下卷时，侧卷指数（TC）=1-lm/pw，蓝球叶卷曲发育的分子调控机制还知之甚少。纵卷指数（LC）=1-tb/pl。其中，lm为叶片自然状本试验基于对结球甘蓝结球期叶片与莲座期态下的叶宽，pw为叶片压平后的叶宽，tb为叶片叶片的转录组对比分析以及差异表达基因功能注自然状态下的叶长，pl为叶片