《酸漿屬AP2類轉錄因子調控果實大小的進化發育研究》是王麗為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：酸漿屬AP2類轉錄因子調控果實大小的進化發育研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王麗
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為重要的農藝性狀，果實與人類生活息息相關。酸漿屬植物是新興的果蔬作物，其漿果大小也是重要的馴化性狀之一。通過cDNA-AFLP分析，我們找到一個可能影響酸漿植物漿果大小的基因，它編碼一個典型的AP2／ERF類轉錄因子。研究結果顯示它的表達量在花與果實發育過程中呈明顯上調趨勢，尤其是在受精以後的漿果發育階段；而且其表達量與漿果大小呈明顯正相關。這些結果表明它是果實發育的一個正調控因子，可能參與酸漿植物漿果大小的調控和進化。AP2／ERF類轉錄因子雖廣泛參與植物的生長發育及對外界脅迫的反應，但其對果實大小調控尚未見報導。因此，本項目擬針對該轉錄因子進行組織表達特異性、亞細胞定位等分子生物學特性鑑定；比較分析該基因序列在漿果大小不同的酸漿植物中的變化；通過轉基因實現對它的功能研究，從而揭示AP2／ERF類轉錄因子調控漿果大小的分子機制，初步理解它在漿果大小進化發育中的招募原理。
結題摘要
茄科（Solanaceae）酸漿屬（Physalis）一些植物的果實藥食同源。在粘果酸漿（Physalis philadelphica）種內，花、果實和種子的大小變化豐富，而其遺傳調控機制卻未知。Physalis Organ Size 1 (POS1)編碼一個全新的同時具有兩個CRF結構域和兩個AP2結構域的基因，而且在粘果酸漿種內POS1的表達正調控生殖器官的大小。POS1主要表達在花原基，各輪花器官中，尤其是在子房，發育著的果實和種子中高表達。遺傳連鎖分析發現POS1的表達可以解釋大約60-70%的花、果實和種子大小的變化；從而說明POS1是一個控制生殖器官大小變化的主效基因。敲除POS1後轉基因植株由於細胞變小，而導致花和果都變小；相反地，超表達POS1後轉基因植株細胞變大，導致花各輪器官果實和種子都變大。但是，在所有轉基因植株中細胞數目都未發生變化。POS1基因的第一個內含子在區分這些不同種源的粘果酸漿中扮演著重要角色。大、中、小組粘果酸漿POS1基因的第一個內含子中分別含有1個、2個和3個37bp的串聯調控序列。進一步的實驗證明這個粘果酸漿型的37bp調控序列可以有效地增強基因的表達，但是多個串聯重複就會減弱基因的表達。我們的研究揭示了一個由於內含子調控區變異導致調控基因自身表達量改變，從而在粘果酸漿生殖器官大小自然變異中發揮重要作用的新機制。POS1基因在酸漿屬高產新品種培育中具有重要套用前景。 以上研究結果於2014年7月發表在Nature Communications期刊上（ISSN：2041-1723，IF5-year：11.023），該項目的申請人王麗為第一作者。同時針對POS1基因和其第一個內含子中的調控序列分別申請了兩個專利。
