（园艺学专业论文）草莓fragaria+ananassa+duch果实madsbox基因的克隆与表达初探.pdf

本研究的主要资助项目 河南省重点科技攻关项目( 0 9 2 1 0 2 1 1 0 0 3 8 ) 中国农业科学院科技经费项目( 2 0 0 9 ) r 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章文献综述1 1 1mad s b o x 概j 丕1 1 1 1m a d s b o x 概念1 1 1 2m a d s b o x 的种类和结构。l 1 1 3m a d s b o x 家族基冈的分类及其功能的多样性3 1 1 4 与果实成熟相关的m a d s 基因7 1 2 草莓果实成熟及基因克隆研究。8 1 2 1 草莓果实发育成熟过程中的生理变化8 1 2 2 果实软化相关基因的克隆9 1 2 3 草莓的转基因研究l o 第二章引占1l 2 1 研究背景1 1 2 2 研究的目的与意义1 1 2 3 研究的范围与内容1 1 第三章草莓果实m a d s b o x 基因保守片段的克隆与序列分析1 3 3 1 实验材料、试剂及仪器一1 3 3 1 1 实验材料1 3 3 1 2 主要试剂1 3 3 1 3 菌株1 3 3 1 4 引物l3 3 1 5 实验仪器一13 3 2 实验方法1 4 3 2 1 实验材料r n a 的提取1 4 3 2 2r n a 纯化及检测1 4 3 2 3c d n a 合成1 5 3 2 4p c r 扩增体系、程序及琼脂糖电泳1 6 3 2 5p c r 扩增目的片段产物回收1 6 3 2 6 目的片段与t - 载体的连接17 3 2 7 连接产物转化( 热激法) 、涂板及菌液培养1 7 3 2 8 测序结果分析18 3 3 结果与分析1 8 3 3 1 草莓果实r n a 提取结果1 8 3 3 2r t - p c r 扩增草莓m a d s b o x 基因保守片段1 8 3 3 3 序列及系统发育分析1 9 3 4 讨论2 2 第四章草莓f a m a d s l 和删a 阳基因的克隆与序列分析2 5 4 1 实验材料、药品及仪器2 5 西南大学硕十学伊论文 4 1 1 试验材料2 5 4 1 2 主要试剂2 5 4 1 3 菌体2 5 4 1 4 引物2 5 4 1 5 实验仪器2 5 4 2 实验方法2 5 4 2 1 实验材料r n a 的提取2 5 4 2 2r n a 纯化及检测2 5 4 2 3e d n a 合，j 或2 5 4 2 4p c r 扩增体系、程序及琼脂糖电泳2 6 4 2 5p c r 扩增目的片段产物回收2 9 4 2 6 目的片段与t 载体的连接：2 9 4 2 7 连接产物转化( 热激法) 、涂板及菌液培养2 9 4 2 8 生物信息学分析2 9 4 3 结果与分析2 9 4 3 1 基因保守片段及3 末端的克隆2 9 4 3 2f a m a 傩j 和f a m a d 基因序列分析3 0 4 3 3f a m a 腓j 和砌 私臃2 的系统发育树3 3 4 4 讨论3 5 第五章草莓f a m a d s j 和f a m a d s 2 基因的半定量表达分析3 7 5 1 实验材料、药品及仪器：3 7 5 1 1 实验材料3 7 5 1 2 主要试剂3 7 5 1 3 引物3 7 5 1 4 主要仪器3 8 5 2 方法3 8 5 2 1 实验材料r n a 的提取k 3 8 5 2 2r n a 纯化及检测3 8 5 2 3c d n a 合j 戎3 8 5 2 4 两个基因的半定量表达分析3 8 5 3 结果与分析3 9 5 3 1 草莓各个时期r n a 质量及定量3 9 5 3 2 定量扩增结果分析4 0 5 4 讨论4 2 第六章全文结论4 3 参考文献二4 5 附录5l 附录l ：本论文中所用储备液及培养基的配置5 1 附录2 ：r a c e 技术的原理5 2 缩略词：5 3 致谢5 5 在读期间发表的论文及参编书籍5 7 摘要 果实耐贮性是体现其品质的最主要性状之一，然而利用传统的生理生化方法 对果实保鲜效果甚微。随着分子生物学技术的快速发展，从基因层面开展调控果 实成熟衰老已成为将来研究的必然途径。从乙烯合成途径调控果实的成熟，其效 果仅局限于呼吸跃变型果实，因此从比乙烯调控更上游的转录因子调控才能从根 本上达到调控果实成熟衰老进程的目的。 草莓是世界上栽培面积仅次于葡萄的浆果，而且人们对草莓的需求量总是供 不应求。和多年生木本果树不同，草莓为草本宿根果树，种植周期为果树中最短 的，并可周年生产，用作实验材料最为合适。作为典型的非呼吸跃变型果树，研 究基因对其果实的成熟调控具有重要的意义。 本文结合m a d s b o x 这个多基因家族的研究模式，对草莓m a d s b o x 基因进 行了初步探索，从草莓绿果中分离了3 3 条保守的m a d s b o x 基因e d n a 片段，并 从果实中克隆了f a m a d s l 和f a m a d s 2 基因，对这两个基因在草莓果实各个时期 的表达特性进行了初步研究，以期利用这些基因进行草莓或其他非呼吸跃变型果 树的果实成熟调控或为耐贮性改良提供理论依据。具体研究结果如下： 1 作为调控花发育和果实发育成熟的重要转录因子，m a d s b o x 基因家族已 经在多种植物中克隆获得。为了从草莓果实中克隆出与果实成熟相关的基因，根 据n c b i 罩多种植物的m a d s b o x 基因保守序列设计简并引物，以绿果期草莓为 试材，应用r t - p c r 技术分离出m a d s b o x 基因e d n a 片段。序列分析表明，这 些片段长度在1 3 7 - - - 1 4 6 b p 之间，包含基因起始密码子。 推导的氨基酸序列与已登录的草莓的m a d s b o x 基因序列同源性超过8 7 。 推导的氨基酸序列与已知的草莓和其他物种调控果实发育成熟的m a d s b o x 基因 序列以及拟南芥的m a d s b o x 家族基因序列进行系统发育分析，可将这些基因片 段分别归入拟南芥m a d s b o x 基因不同亚家族中，证明草莓果实中存在各类 m a d s b o x 家族基因，克隆的部分片段可能参与调控果实发育和成熟软化的调节。 西南犬学硕十学位论文 2 为了探明栽培草莓中与果实成熟相关的m a d s b o x 基因，根据n c b i 里公布 的野生草莓( f r a g a r i av i r g i n i a n a ) m a d s - b o x 基因f v m a d s - 9 序列，设计特异引物， 通过p c r 技术，从栽培种风梨草莓( f r a g a r i aa n a n a s s a ) 中克隆出该基因的保守 片段，再通过r a c e p c r 的方法获得该基因全长。该基因的g e n b a n k 登录号为 h q 6 0 2 7 6 3 ，共1 1 6 7 b p ，命名为f a m a d s j 。其中5 非编码区为1 0 0 b p ，3 非编码区为 3 2 0 b p ，p l o y ( a ) 尾巴为3 0 b p ，开放阅读框为7 4 7 b p ，编码2 4 9 个氨基酸。推导氨基酸 分子量为2 8 7 k d a ，p i 为8 5 1 。 f a m a d s ，的预测氨基酸序列与不同植物的已矢n m a d s b o x 蛋白进行同源性比 较表明f a m a d s l 与草莓f v - m a d s - 9 基因具有9 8 的同源性。序列分析表明， f a m a d s l 也存在一些在所有m a d s b o x 蛋白间高度保守的区域，如m a d s 结构域和 k 结域。 3 在3 r a c e 过程中克隆得到草莓的另一个m a d s b o x 基因，g e n b a n k 登录号 为h q 6 0 2 7 6 4 ，命名为f a m a d s 2 ，共8 7 0 b p 。氨基酸同源性分析发现，该基因与来 自智利草莓( f r a g a r i ac h i l o e n s i s ) 的f c m a d s - 2 同源性较高。序列分析表明， f a m a d s 2 基因3 非编码区为2 5 4 b p ，p l o y ( a ) 尾巴为2 7 b p ，不完整的开放阅读框为 5 4 0 b p ，编码l8 0 个氨基酸。 f a m a d s 2 的预测氨基酸序列与不同植物的已矢n m a d s b o x 基因蛋白进行同源 性比较表明f a m a d s 2 分别与智利草莓f c m a d s - 1 和f c m a d s - 2 基因具有9 7 和 9 6 的同源性。序列分析表明，f a m a d s 2 也存在在所有m a d s b o x 基因蛋白间高度 保守的k 结域。 4 采用半定量r t - p c r 技术，分别分析了f a m a d s l 、f a m a d s 2 基因在花器 官和果实发育的七个不同时期的草莓果实中的表达差异，结果表明，f a m a d s l 基 因在草莓的花器官中不表达，为果实特异性表达基因。不同成熟度f a m a d s l 基因 表达量分析表明，绿色期和白色期表达量较低，转红时表达最高，全红时有所下 降。f a m a d s l 基因随着草莓成熟表达量逐渐增加，衰老期又开始降低，f a m a d s l 基因表达量与果实成熟进程相关。f a m a d s 2 基因在草莓的花器官中表达量最高， 在果实成熟各个阶段也均有表达。不同成熟度f a m a d s 2 基因表达量分析表明，绿 果期表达量最低，成花和白果期表达量较高，转红后又有所下降。f a m a d s 2 基因 随着草莓成熟表达量逐渐降低，转白后升高，转红后又降低。f a m a d s 2 基因表达 量与果实成熟进程相关。 关键词：草莓；m a d s b o x ：基因克隆；序列分析；半定量r t - p c r i i a s s o c i a t ep r o f z h o uh o u c h e n g ( c o l l e g eo fh o r t i c u l t u r ea n dl a n d s c a p ea r c h i t e c t u r e ，s o u t h w e s tu n i v e r s i t y , c h o n g q i n g ，c h i n a ) a b s t r a c t t h es t o r a g eq u a l i t yi so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r ss h o w i n gf e a t u r e so ff r u i t 1 1 1 et r a d i t i o n a l l yp h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lm e t h o d st ok e e pf r u i tf r e s hh a dl i t t l e e f f e c t w i t l lt h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o l e c u l a rb i o l o g i c a lt e c h n o l o g y , i tw i l lb ea n e c e s s a r yw a yt or e g u l a t et h em a t u r a t i o na n da g i n go ff r u i t i n g e n el e v e li n f u t u r e s t u d i e s t h ew a yf r o me t h y l e n es y n t h e t i co n l yw o r k st ot h ev a r i a n tf r u i t t h e r e f o r e o n l y f i n d i n gm o r eu p s t r e a mt r a n s c r i p t i o nf a c t o rc a ns o l v et h i sp r o b l e mf u n d a m e n t a l l y t h ec u l t i v a t e da r e ao fb e r r i e so fs t r a w b e r r yi so n l yl e s st h a nt h a to fg r a p ei nt h e w o r l d i na d d i t i o n ，i ti sa l w a y sl e s st h a nn e e d e d s t r a w b e r r yi sd i f f e r e n tf r o mp e r e n n i a l w o o d yf r u i tt r e e s i ti sh e r b a c e o u sa n dr a t o o nf r u i tt r e ea n di s a l s ot h ep l a n tr e a p e d w i t h i nt h es h o r t e s tp e r i o d i tc a nb ep l a n t e da l lo ft h ey e a r , a n dc a l lb eu s e da st h em o s t p r o p e re x p e r i m e n t a lm a t e r i a l t h e r e b y , r e s e a r c ho nr e g u l a t i o ni ns t r a w b e r r yf i u i t r i p e n d i n gb yg e n ei sv e r ym e a n i n g f u l f o ri t sb e i n gat y p i c a ln o n - r e s p i r a t o r yj u m p v a r i a n tf r u i tt r e e s t i l i sp a p e rs t u d i e so nm a d s - b o xg e n eo fs t r a w b e r r yi nt h er e s e a r c hm o d eo f m a d s - b o x ，w h i c hi sam u l t i g e n ef a m i l y 3 3 m a d s - b o xg e n ee d n ac l i p sh a db e e n o b t a i n e df r b ms t r a w b e r r yg r e e nf r u i t ，a n dg e n e so ff a m a d s la n df a m a d s 2h a db e e n c l o n e df r o ms t r a w b e r r y w eh a v em a d ep r i m e rs t u d i e sf o re x p r e s s i o nc h a r a c t e r i s t i c so f t h e s et w og e n e si na l lp e r i o d s ，i no r d e rt ou s et h e s eg e n e sf o rf r u i tr i p e n i n gr e g u l a t i o no f s t r a w b e r r yo ro t h e rn o n - r e s p i r a t o r yj u m pv a r i a n tf r u i tt r e e s ，o rp r o v i d i n gt h e o r e t i c a l b a s i sa b o u ts t o r a g eq u a l i t y s p e c i f i cr e s u l t so ft h er e s e a r c ha r e 嬲f o l l o w s ： 1 m a d s - b o xg e n e sh a db e e nc l o n e di n v a r i e t yo fp l a n t s 弱a ni m p o r t a n t t r a n s c r i p t i o nf a c t o r sf o rr e g u l a t i n gf l o w e rd e v e l o p m e n ta n df r u i tm a t u r a t i o n i no r d e rt o i i i 两南大学硕十学位论文 g e tn e wm a d s - b o xg e n e sa s s o c i a t e dw i t hf r u i t m a t u r a t i o nf r o ms t r a w b e r r y ，w e d e s i g n e dd e g e n e r a t ep r i m e r sa c c o r d i n gt o t h ec o n s e r v a t i v er e g i o n s e q u e n c e s o f m a d s - b o xf a m i l yg e n e sf r o mv a r i o u sp l a n t s ，o b t a i n i n g3 3m a d s - b o xg e n ef r a g m e n t s b yr t - p c rf r o mr n a o fg r e e nf r u i t i n gs t r a w b e r r y s e q u e n c ea n a l y s i ss h o w e dt h a tt h e f r a g m e n tl e n g t hw e r eb e t w e e ni n13 7 - 14 6 b p ，i n c l u d i n gs t a r t i n ga n t i c o d o n t h es e q u e n c eo fa m i n oa c i d sh a dah i g h e ri d e n t i t yo fo v e r8 7 w i t hr e g i s t e r e d s t r a w b e r r ym a d s b o xg e n e 。a l lt h e s eg e n e t i cf r a g m e n t sw e r eg r o u p e di n t ot h e a r a b i d o p s i sm a d s b o xg e n es u b f a m i l yb yp h y l o g e n yc o n s t r u c t i o no fs e q u e n c e s t h e s e r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e r ew e r em a n ym a d s b o xg e n e si ns t r a w b e r r y s o m eo ft h e s e g e n e t i cf r a g m e n t sm a yp l a ya l li m p o r t a n tr o l ei na d j u s t i n gf r u i td e v e l o p m e n t ，r i p e n i n g e v e nt os o f t i n g 2 i no r d e rt os t u d y i n gm a d s g e n e sr e l a t e dt or i p e n i n go ff r a g a r i aa n a n a s s a ，w e d e s i g n e ds p e c i f i cp r i m e r s f o r mt h e s e q u e n c e o ff v m a d s - 9 g e n e i n f r a g a r i av i r g i n i a n aa n dc l o n e dt h ec o n s e r v a t i v ep a r tb yt h ep c rt e c h n o l o g y , a n d o b t a i n e dt h ew h o l eg e n eb yr a c e - p c r t h eg e n b a n kr e g i s t r a t i o nn u m b e ri s h q 6 0 2 7 6 3 w h i c hi sn a m e da sf a m a d s l t h ec d n as e q u e n c el e n g t hi s116 7b p i t s c o d i n g2 4 9a m i n oa c i d s ，10 0 b pi nt h e5 u t r ，3 2 0 b pi nt h e3 u t r ，a n d3 0 b pi np o l y ( a ) t a i l 1 1 1 em o l e c u l a rm a s so fa m i n oa c i d sd e r i v e d2 8 7k d a , p if o r8 51 t h es e q u e n c eh o m o l o g yc o m p a r i s o ns h o w e dah i g hh o m o l o g y o ft h en u c l e o t i d e s e q u e n c e sw i t hm a d sg e n e so fo t h e rp l a n tf r o mt h e g e n b a n k i t s9 8 f o r f v - m a d s - 9 s e q u e n c ea n a l y s i ss h o w st h a t ，t h e r ea r ea l s os o m eh i g h l yc o n s e r v a t i v ea r e a o fm a d s - b o xp r o t e i ni nf a m a d s l g e n e ，s u c ha sm a d ss t r u c t u r ed o m a i na n dk d o m a i n 3 a n o t h e rm a d s - b o xg e n en a m e df a m a d s 2w a sc l o n e df r o ms t r a w b e r r y ( f r a g a r i aa n a n a s s ad u c h ) t h r o u g h3 - r a c e p c r t h ee d n as e q u e n c el e n g t hi s8 7 0 b p ，t h eg e n b a n kr e g i s t r a t i o nn u m b e ri sh q 6 0 2 7 6 4 ，w h i c hi sn a m e da s 砌忆4 d 站i t c o d e d18 0a m i n oa c i d s ，2 5 4 b pi nt h e3 u t r ，a n d2 7 b pi np o l y ( a ) t a i l n l em o l e c u l a r m a s so fa m i n oa c i d sd e r i v e d2 0 7k d a p if o r5 8 3 t i l es e q u e n c eh o m o l o g yc o m p a r i s o ns h o w e dt h a tt h ee x h i b i t s ah i g hh o m o l o g yo f t h en u c l e o t i d es e q u e n c e sw 拍、f c m a d s - 2g e n ef r o mt h eg e n b a n k i t s9 7 a n d9 6 f o rf c m a d s - 1a n df c m a d s - 2 s e q u e n c ea n a l y s i ss h o w st h a t ，t h e r ea r ea l s os o m e h i g h l yc o n s e r v a t i v ea r e a so fm a d s b o xp r o t e i ni nf a m a d s lg e n e ，s u c ha skd o m a i n i v a b s t r a c t 4 t h r o u g ha t i v er r p c rt e c h n o l o g y , w e h a d a n a l y z e dt h ee x p r e s s i o no f f 口m a d s1 f n 丸生a d s 2g e n e si nt h ee i g h td i f f e r e n tp e r i o d so fs 仃a w b e r r yf r u i t , t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ee x p r e s s i o no ff n m f a d slw a sf o u n di nf l o w e ra n df r u i to fs t r a w b e r r y e x c e p ti nf l o w e ro r g a n s t h ee x p r e s s i o nl e v e l si nd i f f e r e n ts t a g ef r o mf l o w e ra n df r u i t r a n k i n gl o wt oh i g h , 、) i r i t ht h er e l a t i v ec o n t e n to fo ，o 5 6 8 ，o 7 51 ，0 7 6 3 ，o 8 7 4 ，0 9 17 ， 1 0 9 9 ，o 8 3 7r e s p e c t i v e l y t h ee x p r e s s i o no ff a m a d s 2w a sf o u n di na l ls t a g eo ff l o w e r a n df r u i to fs t r a w b e r r y 1 1 1 ee x p r e s s i o nl e v e l si nd i f f e r e n ts t a g ef r o mf l o w e ra n df r u i t r a n k i n gl o wt oh i g h ，t h e nt ol o ww i t ht h er e l a t i v ec o n t e n to f2 9 0 ，1 9 3 ，2 2 0 ，1 5 5 ，1 6 2 ， 1 9 9 ，1 4 4 ，1 4 3r e s p e c t i v e l y k e yw o r d s ：s t r a w b e r r y ；m a d s b o x ；g e n ec l o n e d ；s e q u e n c ea n a l y s i s ；r t - p c r v 两南夫学硕士学伊论文 v l 第章文献综述 第一章文献综述 1 1m a d s b o x 概述 1 1 1 啪s b o x 概念 作为一类具有保守结构域的转录调控蛋白家族，m a d s b o x 基因广泛存在于酵 母、动物、植物等真核生物中【1 。3 l 。其中m 代表微染色体维持蛋白( m i n i c m t o m o s o m em a 刚t l 兰n a n c e l ，m c m l ) 是参与酵母细胞周期、细胞生长、 细胞代谢等一性，并决定其细胞类型的一种调节因子1 4 1 。a 和d 即无配子蛋白 ( a g a m o u s ，a g ) 和缺失蛋白( d e 兀c i e n s ，d e f ) ，分别代表拟南芥和金鱼 草( a n t i r r h i n u m m a j u s ) 花器官特征基因( f l o r a lo r g a ni d e n t i t y ) 的产物1 5 - 6 1 ；s 为血清响应 因子( s e r u mr e s p o n s ef a c t o r ，s r f ) 1 7 1 。序列分析表明，这些转录因子中都 含有一个由5 6 5 8 个氨基睃组成的高度保守的结构域，称之为m a d s b o x 结构域， 从而将这类基因称为m a d s b o x 基因。 1 1 2m a d s b o x 的种类和结构 m a d s 结构域在所有家族成员中具有保守性，但剩余的序列变化显著。根据 m a d s - b o x 基冈家族成员的结构域特征分为t y p ei 和t y p ei i 两种类型【1 8 1 ( 图1 1 ) 。 在植物中，t y p e1 只含有m 区f 9 i 和较长的c 区，没有内含子，且转录水平丰度较低 1 0 - 1 1 1 ，其功能仍不清楚；t y p ei i 又称为m i k c 类基因 1 , 1 2 1 ，由保守程度不一的m 、 i 、k 和c 结域组成1 3 , 9 , 1 3 - 1 4 1 。 m 区是高度保守的m a d s b o x 区，位于基冈编码区的n 端，具有结合d n a 、 蛋白质二聚化以及与其它因子结合的功能【1 5 1 。另一个次级保守的区域蛋白序列与 角蛋白( k e r a t i n ) 的同源性较高而称为k 区。k 区约有7 0 个氨基酸，其二级结构为 三个o f , 螺旋限l ，k 2 ，k 3 ) 组成的卷曲卷i 拄1 ( c o i l e x i c o i l ) 结构，参与介导蛋白和蛋白 之间相互作用1 1 6 l 。i 区( 1 m e r v e n i n g ) 位于m 区和k 区之间，约含3 0 个氨基酸、保 守性较低，可促进二聚体的转录因子与d n a 相结合1 1 7 1 。k 区卜游是序列和长度上 变化最灵活的结构域c 区( c a r b o x y l t e r m i n a l ) ，主要由疏水氨基酸组成；虽然c 末 端的变化较大，但不同类m a d s b o x 基因往往含有一些保守的基序( m o t i f ) ，这峰 基序在蛋f l l 复合体的形成和转录激活中起重要作用i 博2 0 i ( 图1 - 2 ) 。还有极少数的 m a d s - b o x 基冈在m 区的l 游具有长度不等、富含碱性氨基酸的n 端区域，如拟 南芥的a g 和金鱼草的p l e n a ( p l e ) 。经研究表明，n 端区域没有功能1 2 卜2 3 1 。m 、 i 、k 和c 结构域介导的蛋白质间相互作用以及不同蛋白复合体的形成提供了植物 生殖结构形态多样性分化的分一瑚l $ i j l 3 , 2 0 , 2 4 1 。 两南大学硕十学位论文 a f u n g a n i n n a i sl a n dp i a n t s l 蛔c t e r i c l 2 a 1 昏缇 j 2b 悄 l b y a 图1 1( a ) m a d s - b o x 基因生物中的主要分类( b ) m a d s - b o x 基因进化关系图 f i g i - i ( a ) m a d s - b o xg e n e si ns o m em l j o rc l a d e so fl i f e ( b ) a s i m p u f l e dv i e wo i lm a d s - b o xg e n ee v o l u t i o n 多 乏 学 第一章文献综述 n h 2 te f l 一 ；i；一ijl l m a d sikc c o o h l 一l 丫j ak 1k 2k 3 d n a ：一 白相置停一功撇 图1 - 2 k c 类m a d s 蛋白的结构域特征( k a u 缸a i me t a l ，2 0 0 5 ) 【3 】 f i g 1 - 2d o m a i ns t r u c t u r eo fm i k c - t y p em a i d sp r o t e i n s ( k a u f m a n ne t a l ，2 0 0 5 ) 1 3 1 1 3 m a d s b o x 家族基因的分类及其功能的多样性 所有的m c 唰包括m i k c - t y p e 和m i k c c - t y p e ) 篚jm a d s b o x 基因都是通 过共同的祖先的基因重复事件产生的阱5 】，从而m a d s b o x 基因形成了一个多基因 家族。如拟南芥全基因组有1 0 7 个基因编码m a d s 盒蛋白，水稻全基因组有7 5 个，葡萄基因组共有9 3 个1 9 , 2 6 - 3 0 。 譬 m 似引水赋歹 | i , - o l 一 蔑 烈 图i - 3 啪s b o x 转录因子的功能示意图( 刘菊华等，2 0 1 0 ) 3 1 】 f 喀1 - 3f u n c t i o nt r a n s c r i p t i o nf a c t o r sm a d s - r i n ( l i u j u - h u ae t a l ，2 0 1 0 ) p 1 其中拟南芥和水稻中约有4 0 个孵u 型m a d s b o x 基因【9 捌。这些m a d s b o x 基因分散分布在整个基因组中，位于不同的染色体上【3 2 1 。m a d s b o x 基因功能多 样，基因家族的不同成员在生长发育过程中起着非常重要的作用，不仅调控开花 时间，决定分生组织和花器官的特性，还参与营养生长、子房发育、种皮发育、 3 两南大学硕十学付论文 根的形成、胚形态建成、共生诱导等的调节，其基冈表达也与抗逆性有关1 3 3 i 。 图l - 4 拟南芥中m i k c ! c 型基因各分支问的关系示意图( t u h lf 缸g 即c t i k 削，2 0 0 3 ) f i g 1 - 4r e l a t i o n s h i p sb e t w e e nm e m b e r so ft h em a j o rd a d e so fm i k c 。- t y p eg e n e s p r e s e n ti na n g i o s p e r m s ( l e h r s t u h l 缸g e n e t i ke t a l 2 0 0 3 ) 目前已从模式植物和其他物种中分离了大最m a d s b o x 基因，分子系统进 化分析结果表明，m i k c c 型m a d s b o x 基因主要分为1 2 个进化支( c l a d e ) 1 2 1 。其中 花同源异型m a d s b o x 基因的研究比较深入，分为以下四个亚家族( s u b f a m i l y ) ，分 4 第。章文献综述 别为a p i f r ( ，| 刀f u l l ( f u l ) 一l i k e ( a 类) 、彳丹纡，- l i k e 或d e f g l o b o s a ( g l o ) ( b 类) 、a g 1 i k e ( c d 类) 和s e p a l l a t a ( s e p ) 1 i k e ( e 类) 2 , 9 , 2 8 , 3 4 - 3 6 】。 1 1 3 1 a p l f r u i t f u l l ( f u l ) 1 i k e 亚家族( a 类) 系统进化分析表明，在a p i f r u i t f u l l ( f u l ) 1 i k e 亚家族的进化过程中至少 发生了四次基因重复事件。在真双子叶植物( c o r ee u d i c o t s ) 中发生了两次基因重复 事件，结果产生了e u a p l 、f u l 和f u l 1 i k e 三个进化系( 1 i n e a g e ) 。在e u a p l ，即f 观 和f u l 1 i k e 进化系中，分别包括拟南芥和金鱼草中的a p l 和s q u a 、f r u i t f u l l ( f u l ，即a g l 8 ) 和a m f u l 以及a g l7 9 和d e f h 2 8 拉圳。而c au l i f l o w e r ( c a l ) 可能产生于芸苔属( b r a s s i c a c e a e ) 特有的一次基因重复事件，属于e u a p