四季草莓成花关键基因的表达分析

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20200420

摘要/Abstract

摘要： 初步探讨4个成花关键基因LFY、SOC1、AP1和FT在一季草莓和四季草莓开花过程中的时空表达差异,为进一步了解草莓成花分子机理奠定基础,对其他农作物培育四季品种提供理论基础。以四季草莓蒙特瑞和一季草莓章姬为材料,从2019年1月15日至2019年5月30日,每隔15 d左右取样一次,进行实时荧光定量RT-PCR分析,获取蒙特瑞和章姬4个成花关键基因LFY、SOC1、AP1和FT相对表达量数据,并进行差异表达分析。LFY、SOC1、AP1和FT四个基因在一季草莓章姬和四季草莓蒙特瑞中随着时期推移表达趋势基本一致。章姬和蒙特瑞LFY基因的表达峰值先后出现于2月28日和3月15日。5月15日,蒙特瑞和章姬的SOC1基因均出现表达高峰。在整个实验时期中,蒙特瑞SOC1基因相对表达量基本都高于章姬SOC1基因。AP1基因在蒙特瑞和章姬中的表达峰值都出现在3月15日。1月15日至5月30日,章姬FT基因相对表达量始终高于蒙特瑞FaFT基因,且在3月15日,两者出现表达高峰。LFY和SOC1是调控四季草莓成花转变的重要基因,在促进四季草莓成花过程中扮演着重要的角色。章姬中AP1的表达量变化幅度较大,变化波动剧烈,这可能导致了章姬只能一季成花。FT基因对四季草莓成花的作用或受到多基因多途径调控,其表达丰度差异不显著。

中图分类号:

S668.4

杨梦婷, 余红, 忻雅, 庞基良. 四季草莓成花关键基因的表达分析[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(4): 674-678.

参考文献

[1] 袁友泉, 李超超, 许馨月, 等. 草莓FaAP1基因植物表达载体构建及在拟南芥中的超表达[J]. 华中农业大学学报, 2015, 34(5): 13-18.
[2] 蔚承祥, 李文金, 张连忠, 等. 大果四季草莓新品种: 赛娃[J]. 落叶果树, 2001, 33(5): 18-19.
[3] GUTTERIDGE J M C. Age pigments and free radicals: fluorescent lipid complexes formed by iron-and copper-containing proteins[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Lipids and Lipid Metabolism, 1985, 834(2): 144-148.
[4] SERÇE S, HANCOCK J F. The temperature and photoperiod regulation of flowering and runnering in the strawberries, Fragaria chiloensis, F. virginiana, and F. × ananassa[J]. Scientia Horticulturae, 2005, 103(2): 167-177.
[6] STEWART P J, FOLTA K M.A review of photoperiodic flowering research in strawberry (Fragaria spp.)[J]. Critical Reviews in Plant Sciences, 2010, 29(1): 1-13.
[7] BLAKE P S, TAYLOR D R, CRISP C M, et al.Identification of endogenous gibberellins in strawberry, including the novel gibberellins GA₁₂₃, GA₁₂₄ and GA₁₂₅[J]. Phytochemistry, 2000, 55(8): 887-890.
[8] 兰树斌, 李建国. 植物LFY基因的研究进展[J]. 广西农业生物科学, 2007, 26(S1): 132-137.
[9] 刘月学, 邹冬梅, 李贺, 等. 草莓LFY同源基因的克隆及其表达分析[J]. 园艺学报, 2012, 39(5): 861-868.
[10] LEE H.The AGAMOUS-LIKE 20 MADS domain protein integrates floral inductive pathways in Arabidopsis[J]. Genes & Development, 2000, 14(18): 2366-2376.
[11] ONOUCHI H, IGEO M I, PERILLEUX C, et al.Mutagenesis of plants overexpressing CONSTANS demonstrates novel interactions among Arabidopsis flowering-time genes[J]. The Plant Cell, 2000, 12(6):885-900.
[12] SAMACH A, ONOUCHI H, GOLD S E, et al.Distinct roles of CONSTANS target genes in reproductive development of Arabidopsis[J]. Science, 2000, 288(5471):1613-1616.
[13] LEI H J, YUAN H Z, LIU Y, et al.Identification and characterization of FaSOC1, a homolog of SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 from strawberry[J]. Gene, 2013, 531(2): 158-167.
[14] 丁峰, 彭宏祥, 李鸿莉, 等. 植物AP1基因研究进展[J]. 亚热带植物科学, 2011, 40(1): 85-89.
[15] 邹冬梅, 刘月学, 张志宏, 等. 草莓AP1同源基因的克隆、表达及启动子分析[J]. 中国农业科学, 2012, 45(10): 1972-1981.
[16] BOHLENIUS H.CO/FT regulatory module controls timing of flowering and seasonal growth cessation in trees[J]. Science, 2006, 312(5776): 1040-1043.
[17] FLACHOWSKY H, HANKE M V, PEIL A, et al.A review on transgenic approaches to accelerate breeding of woody plants[J]. Plant Breeding, 2009, 128(3): 217-226.
[18] NAKANO Y, HIGUCHI Y, YOSHIDA Y, et al.Environmental responses of the FT/TFL1 gene family and their involvement in flower induction in Fragaria×ananassa[J]. Journal of Plant Physiology, 2015, 177: 60-66.
[19] 胡洋, 张凯, 高玉荣, 等. 野生森林草莓FvFT基因克隆与功能分析[C]//中国园艺学会2014年学术年会论文集. 江西南昌, 2014: 94.
[20] 安钢力. 实时荧光定量PCR技术的原理及其应用[J]. 中国现代教育装备, 2018(21): 19-21.
[21] 傅永福, 孟繁静. 植物成花转变过程的基因调控[J]. 植物生理学通讯, 1997, 33(5): 393-400.
[22] RATCLIFFE O J, BRADLEY D J, COEN E S.Separation of shoot and floral identity in Arabidopsis[J]. Development, 1999, 126(6):1109-1120.
[23] ARAKI T.Transition from vegetative to reproductive phase[J]. Current Opinion in Plant Biology, 2001, 4(1): 63-68.
[24] BATTEY N H, TOOKE F.Molecular control and variation in the floral transition[J]. Current Opinion in Plant Biology, 2002, 5(1): 62-68.
[25] WEIGEL D, ALVAREZ J, SMYTH D R, et al.LEAFY controls floral meristem identity in Arabidopsis[J]. Cell, 1992, 69(5): 843-859.
[26] WEIGEL D, NILSSON O.A developmental switch sufficient for flower initiation in diverse plants[J]. Nature, 1995, 377(6549): 495-500.
[27] MOYROUD E, KUSTERS E, MONNIAUX M, et al.LEAFY blossoms[J]. Trends in Plant Science, 2010, 15(6):346-352.
[28] DING F, ZHANG S W, CHEN H B, et al.Functional analysis of a homologue of the FLORICAULA/LEAFY gene in Litchi (Litchi chinensis Sonn.) revealing its significance in early flowering process[J]. Genes & Genomics, 2018, 40(12): 1259-1267.
[29] MOON J, SUH S, LEE H, et al.TheSOC1MADS-box gene integrates vernalization and gibberellin signals for flowering in Arabidopsis[J]. The Plant Journal, 2003, 35(5): 613-623.
[30] RICHTER R, KINOSHITA A, VINCENT C, et al.Floral regulators FLC and SOC1 directly regulate expression of the B3-type transcription factor TARGET OF FLC AND SVP 1 at the Arabidopsis shoot apex via antagonistic chromatin modifications[J]. PLoS Genetics, 2019, 15(4): e1008065.
[31] PARCY F, NILSSON O, BUSCH M A, et al.A genetic framework for floral patterning[J]. Nature, 1998, 395(6702): 561-566.
[32] ZHANG S S, LU S J, YI S S, et al.Identification and characterization of FRUITFULL-like genes from Platanus acerifolia, a basal eudicot tree[J]. Plant Science, 2019, 280: 206-218.
[33] VALOROSO M C, CENSULLO M C, ACETO S.The MADS-box genes expressed in the inflorescence of Orchis italica (Orchidaceae)[J]. PLoS One, 2019, 14(3): e0213185.
[34] NOY-PORAT T, COHEN D, MATHEW D, et al.Turned on by heat: differential expression of FT and LFY-like genes in Narcissus tazetta during floral transition[J]. Journal of Experimental Botany, 2013, 64(11): 3273-3284.
[35] VARKONYI-GASIC E, MOSS S M A, VOOGD C, et al. Homologs of FT, CEN and FD respond to developmental and environmental signals affecting growth and flowering in the perennial vine kiwifruit[J]. New Phytologist, 2013, 198(3): 732-746.
[36] FU J X, WANG L L, WANG Y, et al.Photoperiodic control of FT-like gene ClFT initiates flowering in Chrysanthemum lavandulifolium[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2014, 74: 230-238.

[1]	张豫超, 杨肖芳, 许关桐, 苗立祥, 蒋桂华. 设施内温湿度生态调控对草莓灰霉病发生的影响[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(9): 1850-1853.
[2]	杨肖芳, 苗立祥, 张豫超, 蒋桂华. 氮磷钾配施对越心草莓产量和品质的影响[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(7): 1290-1292.
[3]	夏宏义, 吴伟, 曾祥国, 柯艳, 杨静. 6种杀菌剂对草莓白粉病的田间防效[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(7): 1402-1403.
[4]	韩浩章, 张丽华, 王芳, 张颖, 李素华, 王晓立, 田福发. 宿迁地区常见草莓品种果实品质比较[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(7): 1418-1420.
[5]	罗振玲, 杨挺, 夏慧丽. 台州市种植草莓主要农药残留评价[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(6): 1176-1180.
[6]	忻雅, 余红, 肖文斐, 柴伟国, 阮松林. 免疫诱导剂在草莓病虫害绿色防控技术中的应用[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(3): 437-439.
[7]	黄耀亮, 许永超, 陆学峰, 曹婷婷, 高吉良, 李罕琼. 嘉善县大棚草莓主要病虫害消长规律和防治策略[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(3): 465-467.
[8]	吴愉萍, 连瑛, 李显军, 钟莺莺, 李政, 陈棣元, 孙辉. 绿色食品质量控制规范的建立[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(3): 539-543.
[9]	孙萍, 林贤锐, 沈建生. 5-氨基乙酰丙酸对冬季低温环境下架式草莓生长的影响[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(2): 221-223.
[10]	沈建生, 余红, 孙萍, 忻雅, 林贤锐. 土壤调理剂对草莓及土壤次生盐渍化的影响[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(2): 236-238.
[11]	陈伟, 陈謇, 应霄, 丁娜, 吴春艳, 陆若辉. 叶面喷施含氨基酸水溶肥在草莓上的施用效果[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(2): 239-242.
[12]	李龙, 叶文军, 程思明. 建德市17个草莓品种比较试验[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(1): 56-57.
[13]	张军飞, 邱一蕾, 柴秋子, 余红, 李红亮. 利用植物挥发物提升冬季设施草莓蜜蜂授粉效率[J]. 浙江农业科学, 2019, 60(9): 1570-1572.
[14]	孙萍, 林贤锐, 鲍慧, 沈建生. 有机肥对设施草莓土壤盐渍化及草莓生长的影响[J]. 浙江农业科学, 2019, 60(8): 1298-1300.
[15]	王剑, 王笑, 崔丽利, 钟莺莺, 沈岚, 连瑛, 吴愉萍. 草莓安全性调查与基地绿色生产技术标准化初探[J]. 浙江农业科学, 2019, 60(8): 1446-1449.