文心兰不育花粉粒形态观察及相关基因克隆与表达分析

该研究以文心兰品种‘柠檬绿’(雄性不育)和‘巧克力’(可育)为试验材料,对花粉团和花粉粒的形态进行观察,并在转录组数据分析的基础上,利用 RT-PCR 技术从‘柠檬绿’中克隆了 1 个 MYB 转录因子基因(OnMYB 1 0 6 ),用 qRT-PCR技术分析该基因的相对表达量,以初步鉴定‘柠檬绿’花粉败育特征,揭示花粉败育与OnMYB 106 基因的调控关系.结果显示:(1)‘柠檬绿’花粉团药室明显变扁,外壁凹陷、皱缩.(2)‘柠檬绿’花粉细胞内含物缺失,细胞质空泡化严重,花粉粒形态异常,花粉壁发育不连续,有许多孔洞(并非萌发孔).(3 )成功克隆获得‘柠檬绿’MYB 106 的基因序列,命名为OnMYB 106,其开放阅读框为 819 bp,编码 272 个氨基酸;其基因组序列与cDNA比对显示,OnMYB 106 基因含有3 个外显子和2 个内含子.(4)生物信息学分析表明,OnMYB106 属于SANT 超家族,具有 2 个连续的 MYB DNA-binding 结构域,是一个典型的 R2R3-MYB 转录因子;进化树分析表明,OnMYB1 0 6 与高粱、水稻和二穗短柄草的 MYB1 0 6 蛋白序列的一致性最高,进化距离最近.(5)qRT-PCR分析显示,OnMYB 106 在‘柠檬绿’花粉团中下调表达;该基因在‘柠檬绿’不同组织器官中均有表达,但在花中表达量最高,假鳞茎中表达量最低;在不同花期中,花苞期表达量最高,盛开期只有微量表达.研究认为,‘柠檬绿’花粉壁发育异常可能导致其花粉败育;OnMYB 106 基因可能在‘柠檬绿’花器官的生长发育中起重要的调控作用,并且该基因可能属于花粉发育"早期"表达基因,主要影响‘柠檬绿’花粉壁的的形成.