黃瓜單性花控制M-m基因的克隆與功能分析.pdf

1、性別表達是植物的基本發(fā)育過程，決定其育種和栽培方式，控制性別表達具有重要的經濟意義。黃瓜（Cucumis sativus L．）性型生理學和遺傳學研究豐富，是研究植物花性型分化的模式植物。除環(huán)境因子和植物激素影響外，黃瓜性型表達受三對主效基因（F/f, M/m和A/a）控制。雖然性型分化多樣，但單基因位點(M/m)控制單性花發(fā)育卻為黃瓜植物所特有。近年來，影響黃瓜雌性表型的F/f基因已被克隆，并被證明編碼1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合酶（A

2、CS）同源物。本研究從尋找與M/m基因連鎖的分子標記入手，利用圖位克隆技術獲得M/m基因的候選基因，并對其編碼產物的生物化學功能以及相關調控方式進行研究。
　　 首先利用分離集群分組分析法（BSA）結合序列相關擴增多態(tài)性標記技術(SRAP)，鑒定到8個與M/m基因連鎖的分子標記。用F2分離群體的167個單株檢測后發(fā)現(xiàn)，其中共顯性標記MElEM26和顯性標記ME1EM23分別位于M/m基因兩側，而共顯性標記ME8SA7與M/m基因

3、共分離。利用黃瓜基因組BAC文庫介導的染色體步移技術，成功的將顯性標記MElEM23轉化為共顯性的SCAR標記S ME1EM23。結合另外兩個由標記ME1EM26和標記ME8SA7轉化的共顯性SCAR標記S_ME1EM26和SME8SA7，在一個較大的900株分離群體中檢測后發(fā)現(xiàn)，M/m基因定位于標記S ME1EM26和標記S_ME1EM23之間，連鎖距離分別為5.4cM和0.7cM，標記S_ME8SA7仍然與M/m基因共分離。

4、　　 利用最終2700株分離群體分析上述標記發(fā)現(xiàn)，標記S_ME8SA7與M/m基因之間存在2個交換單株。利用該標記掃描基因組BAC文庫，獲得一個含有該區(qū)段的BAC克隆B87。經末端測序，從B87的M13末端開發(fā)出一個SNP標記并發(fā)現(xiàn)其與M/m基因存在3個交換單株。利用B87的T7末端序列掃描基因組BAC文庫獲得克隆B70。經全片段鳥槍測序，開發(fā)出一個標記SSR70并發(fā)現(xiàn)其與M/m基因存在1個交換單株。利用B70的T7末端獲得第三個BA

5、C克隆B85，經全片段測序開發(fā)出另一個標記SSR8504。經分離群體分析表明，其與M/m基因存在2個交換單株，并與標記SSR70位于M/m基因兩側。
　　 經序列拼接，利用上述三個交換單株，鑒定到一個52kb的候選區(qū)間包含M/m基因。序列分析表明該區(qū)間存在兩個候選基因。通過共分離分析，不同性型黃瓜親本間多態(tài)性檢測，以及近等基因系間基因表達差異性分析，確定M/m基因的候選基因為CsACS2，其編碼1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合酶(AC