草莓TT10基因的克隆及在原花青素合成中的功能研究

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本试验以‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa cv.Bebihoppe)为材料,通过同源克隆获得Transparent Testa 10(TT10)的基因序列并对其进行了生物信息学分析和时空表达模式分析。通过构建沉默和过表达载体在草莓果实中分别沉默和过表达TT10基因,结合果实中原花青素单体的含量变化,来初步阐明草莓TT10基因在草莓果实原花青素合成中的功能。主要研究结果如下:1、通过同源克隆获得‘红颜’草莓TT10基因全长编码序列(Full Coding Sequences,CDS),命名为FaTT10。序列分析表明:草莓FaTT10 CDS区全长1704bp,编码567个氨基酸残基;将其推定编码的氨基酸序列与其他植物漆酶氨基酸序列比对发现,草莓FaTT10蛋白序列中具有漆酶蛋白典型的Cu2+结合区域(L1-L4),即4个His-rich结构。2、采用定量PCR分析FaTT10基因的时空表达模式,结果表明:FaTT10基因在草莓各组织中有特异性表达,在果实(小绿期)中表达量最高,其次是在茎、花、根和匍匐茎中表达量较高,在叶中表达量很低;其在草莓果实中随着果实发育成熟,表达量逐渐降低,小绿期表达量最高,并且在果实开始转红后几乎没有表达,与报道的果实中原花青素含量变化趋势一致。3、成功构建pTRV2-TT10沉默载体,通过注射渗透法侵染离体草莓果实,结果表明:沉默组果实中FaTT10基因平均表达量较对照组下降59%;且沉默组果实中原花青素单体平均含量较对照组增加46.7%,说明沉默FaTT10基因使原花青素单体含量上升,推测FaTT10基因参与草莓果实原花青素聚合反应。4、通过构建35S::TT10过表达载体并成功侵染离体草莓果实,结果表明:过表达组果实中FaTT10基因平均表达量为对照组的10.8倍,且果实中原花青素单体平均含量较对照组减少22.9%,再次证明FaTT10基因不仅参与草莓果实原花青素合成过程,且主要功能是将原花青素单体通过聚合作用变成低聚体和高聚体。
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