番茄GRAS2基因調(diào)控果實(shí)發(fā)育的機(jī)理研究.pdf

1、番茄（Solanum lycopersicum）因其較短的生長(zhǎng)周期、穩(wěn)定的遺傳特性、較小的基因組信息等優(yōu)點(diǎn)，被視為研究漿果類果實(shí)發(fā)育的模式作物之一。通過利用傳統(tǒng)的雙親連鎖圖定位的方法，已經(jīng)鑒定出多個(gè)調(diào)控番茄果實(shí)重量的基因。但傳統(tǒng)QTL定位的方法存在著不足之處，對(duì)已定位的果重QTL區(qū)域無法進(jìn)行更細(xì)致的功能基因的發(fā)掘與驗(yàn)證。全基因組關(guān)聯(lián)分析方法，是對(duì)傳統(tǒng)定位方法很好的補(bǔ)充，極大的提高番茄果重QTL區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵基因的定位與克隆工作。
　　

2、本研究通過對(duì)288份番茄種質(zhì)群體進(jìn)行番茄果實(shí)重量性狀的關(guān)聯(lián)分析，鑒定出番茄GRAS2基因能調(diào)控果實(shí)的重量。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在對(duì)番茄果重性狀的關(guān)聯(lián)分析中，共發(fā)現(xiàn)9個(gè)信號(hào)與群體番茄果重的具有顯著的相關(guān)性。其中，有4個(gè)顯著信號(hào)與之前報(bào)道的lc、fw3.2、fascinated、fw11.3基因位點(diǎn)緊密相關(guān)，說明本研究中關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可靠、模型合理、分析結(jié)果準(zhǔn)確。鑒于此，進(jìn)一步對(duì)檢測(cè)到的5個(gè)信號(hào)進(jìn)行了定位，發(fā)現(xiàn)它們分別位于fw1.2

3、、fw6.3、fw7.3、fw11.1、fw11.2區(qū)間附近，這為下一步克隆番茄果重QTL基因提供依據(jù)。
　　2.通過QTLfw7.3的顯著信號(hào)分析并結(jié)合轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)距離顯著SNP63492244的GRAS2可能為fw7.3關(guān)鍵功能基因。在其干涉植株中果實(shí)出現(xiàn)明顯發(fā)育受阻，表型出花器官變小、子房的初始發(fā)育受阻、果皮的厚度變薄、細(xì)胞皺縮、種子的數(shù)目變少等形態(tài)改變。同時(shí)，干涉植株還出現(xiàn)植株變矮。說明GRAS2為植物體正常發(fā)育所需的

4、功能基因。
　　3.轉(zhuǎn)錄分析表明，GRAS2在盛花期的子房具有相對(duì)高的表達(dá)。同時(shí)，在發(fā)育種子的外包膜上具有持續(xù)的表達(dá)。說明GRAS2特異的表達(dá)時(shí)期和表達(dá)部位對(duì)果實(shí)初始發(fā)育是至關(guān)重要的。GRAS2參與植物體內(nèi)赤霉素合成途徑，GRAS2干涉植株體內(nèi)的內(nèi)源赤霉素誘導(dǎo)子房發(fā)育過程受到影響，導(dǎo)致最終果實(shí)的發(fā)育受阻。
　　4.分子遺傳進(jìn)化分析顯示，GRAS2在關(guān)聯(lián)群體的基因型分布與群體果實(shí)的進(jìn)化趨勢(shì)具有相似性。分析發(fā)現(xiàn)，GRAS2在番茄